Ingenieria Del Proyecto - Sistema de Conduccion

“Mejoramiento Y Regulación De La Disponibilidad Hídrica Del Sistema De Riego
En La Cuenca Alta Del Río Chicama, Cascas – Ochape Del Distrito De Cascas –
Provincia De Gran Chimú – Departamento De La Libertad” – CUI N° 2354003
1. PLANTEAMIENTO HIDRAULICO
1.1. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO
El proyecto plantea para su operación y servicio:
- Un sistema de almacenamiento conformado por la presa La Cárcel.
- Canal de conducción por tubería – Sistema de transvase de la subcuenca

del río Chingavillan a Cascas – 12.325 km.
- El caudal que se transportaba se realizará por medio de tubería, cuya

capacidad de conducción inicial es de 0.4 m3/s
Características hidráulicas:
- Caudal = 0.4 m3/s
- Rugosidad = 0.009
- Pendiente = se presentan 12 tramos, en donde la pendiente varía entre

0.14% y 0.48%
El sistema también contempla la dotación hídrica para Ochape, con un caudal de 0.3
m3/s
1.2. COMPONENTES
SISTEMA DE CONDUCCIÓN
Bocatoma
 Nivel de Salida : 1,926.86 m.s.n.m.
INGENIERIA CASCAS
 Altura de Barraje : 2.20 m.
 Altura de Muro : 4.00 m.
 Longitud muro de Ingreso : 10.00
 Longitud muro de Salida : 12.00
 Ancho Barraje fijo : 13 m
 Q de diseño : 130.3 m3/s
Conducción
 Tipo : Por Tubería HDPE
 Diámetro: : 28”
 Longitud : 12.325 km
Obras de Arte
Acueductos
 Nº Acueductos : 04
 Tipo de Tubería : HDPE
 Diámetro : 28”
 Longitud : Variable
INGENIERIA CASCAS
Canoas
 Nº Canoas : 13
 Ancho : 3.5, 4.7 y 6.5 m.
 Largo : 2.00 m
 Altura : Variable
Túneles
 Túneles : 02
 Largo : 34 y 92 m
INGENIERIA CASCAS
2. CONSIDERACIONES DE DISEÑO
2.2 SISTEMA DE CONDUCCIÓN
El sistema de conducción se realiza mediante tuberías para lo cual sea

considerada una tubería de tipo HDPE de 28” de diámetro.
Las consideraciones por lo que se ha considerado este tipo de sistema de

conducto cerrado se debe:
 Se alcanzar mayor eficiencia hidráulica.

 Se evita problemas sociales sobre todo el hurto del recurso hídrico que un
sistema abierto es fácil de realizarlo.
El sistema de conducción tiene una longitud de 12.325 kilómetros.
2.2.1 OBRAS DE ARTE

Las obras de arte contemplada son:
2.2.1.1 Acueductos
Para el cruce de quebradas intermedias.
2.2.1.2 Canoas
Para el cruce de quebradas menores.
2.2.1.3 Túneles
Para el cruce de montañas.
El sistema de conducción transvasará de la subcuenca del río Chingavillan a

Cascas.
INGENIERIA CASCAS
3. DISEÑO PRELIMINAR
3.1. GENERALIDADES
3.1.1. INTRODUCCION
La Municipalidad Distrital de Cascas con el apoyo del Área Técnica de
Infraestructura, viene identificando y priorizando en el ámbito del
distrito, la ejecución de obras de sistema de riego en la Cuenca Alta del
río Chicama, los cuales se proyectan para el óptimo aprovechamiento
del recurso hídrico, por tal motivo es necesario su atención inmediata,
ya que en épocas de sequía por falta de lluvias, será indispensable el
mejoramiento y regulación de la disponibilidad hídrica de este proyecto
para que se tenga mayor producción agrícola y un adecuado
aprovechamiento del recurso hídrico.
Para este sistema de riego se procederá a ejecutar las construcciones

de las siguientes estructuras: presa de almacenamiento, bocatoma y un
canal de transvase. Todas estas infraestructuras, beneficiaran a la
Provincia de Gran Chimú aumentando la producción agrícola y
haciendo un uso adecuado del agua de riego.
El proyecto “MEJORAMIENTO Y REGULACION DE LA

DISPONIBILIDAD HIDRICA DEL SISTEMA DE RIEGO EN LA
CUENCA ALTA DEL RIO CHICAMA, CASCAS – OCHAPE DEL
DISTRITO DE CASCAS – PROVINCIA DE GRAN CHIMU –
DEPARTAMENTO DE LA LIBERTAD”, comprende el estudio para el
mejoramiento y la regulación de la disponibilidad hídrica, haciendo un
uso adecuado del recurso hídrico del río Chingavillán.
INGENIERIA CASCAS
Cabe mencionar, que se ha estimado la ejecución de este proyecto con

el fin de mejorar y regular la disponibilidad hídrica del sistema de riego
abarcando un total de 2,030 hectáreas de cultivo en los valles Cascas y
Ochape a través de los canales existentes logrando un desarrollo
económico y agrícola. Además, de la construcción de una bocatoma y
un canal de trasvase en el río Chingavillán, acompañado de 3
organizaciones de usuario y capacitación de 1,600 usuarios.
3.1.2. ANTECEDENTES
El año 1940 se planteó la construcción de una represa en las pampas

de Cascabamba para embalsar 10 MMC de las quebradas de
Cascabamba y Chingavillán con la finalidad de beneficiar con riego a
2500 ha de los distritos de Contumazá y Cascas. Durante los años
1964 a 1969, la Dirección General de Irrigaciones (DGI) del Ministerio
de Agricultura efectuó los estudios e investigaciones básicas, bajo
dicha propuesta.
Estudios realizados por el entonces Instituto Nacional de Desarrollo –

INADE, durante los años 1984 – 1988, complementaron la factibilidad
del proyecto. El año 1988, se elaboró los estudios definitivos del
proyecto “Irrigación de las Campiñas de Contumazá, Cascas y
Chepate”, los que fueron actualizados el año 1989.
El año 2008, el Fondo de Programación a la Inversión Pública Regional

y Local – FONIPREL otorga financiamiento al Gobierno Regional
Cajamarca para el estudio de factibilidad de la Irrigación Cascabamba,
pero no se llevó a cabo por falta de acuerdo entre Cascas y
Contumazá.
INGENIERIA CASCAS
La Municipalidad Provincial de Contumazá, viene tramitando la

elaboración de los estudios de la represa Cascabamba de menor
capacidad para derivarlo hacia Contumazá, sin afectar la disponibilidad
hídrica para riego del distrito de Cascas.
Desde el año 2005, la Intendencia de Recursos Hídricos (IRH) del ex

Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA), hoy Autoridad
Nacional del Agua – ANA ha formulado el Estudio a nivel del Proyecto
de Inversión Pública “Afianzamiento Hídrico de la Cuenca Alta del Río
Chicama”, que estudia los embalses Chapolán y Socchesito.
- El embalse Chapolán de 78 m de altura de dique y 4.1 MMC de

capacidad, y el mejoramiento de las principales bocatomas y
canales principales del sistema de riego: Acequia Alta (solo
bocatoma), La Banda, La Capilla, La Cienaga, Los Carrizos y Los
Mangos.
- El embalse Socchesito de 50 m de altura de dique y 5MMC de
capacidad. Se apoya en el cumplimiento del aporte de un caudal de
1 m3/s, autorizado a través de la Resolución Administrativa N° 19
del 17 de agosto de 1972 y complementada con la Constancia de
Disponibilidad Hídrica del 19 de abril de 2005, para derivar agua en
la cuenca del río Ochape (Quebrada Socche) hacia la cuenca del río
Cascas (en época de avenidas) a través del canal Socche, caudal
que es necesario para afianzar hídricamente las áreas de riego del
valle de Cascas de la cuenca media y baja.
Al no haberse alcanzado acuerdo satisfactorio entre Contumazá y

Cascas, se elaboró un nuevo estudio de preinversión (año 2012) cuyas
alternativas de solución mantienen el objetivo central, las que se
diferencian en la ubicación de la infraestructura de almacenamiento.
INGENIERIA CASCAS
Almacenamiento de 6.5 MMC de agua de lluvia y escorrentía mediante

la construcción de la represa La Cárcel en el río Chingavillán y
suministro regulado para el riego de 2,030 hectáreas de cultivo en los
valles Cascas y Ochape a través de los canales existentes.
Construcción de bocatoma Las Tunas en el río Chingavillán y
construcción del canal de trasvase Las Tunas – Chingavillán de 0.4
m3/s de capacidad y de 12.325 km hasta la quebrada Piedra Blanca
afluente del río Cascas, acompañado del fortalecimiento de tres
organizaciones de usuarios y capacitación de 1,600 usuarios.
El perfil aprobado recomienda la aprobación del estudio de

preinversión del proyecto “Mejoramiento y Regulación de la
Disponibilidad Hídrica del Sistema de Riego en la Cuneca Alta del Río
Chicama Cascas – Ochape”, siendo la alternativa seleccionada la
Alternativa I – Reservorio La Cárcel, promoviéndola a la siguiente
etapa de inversión.
Además, el perfil aprobado, recomienda que en el estudio de inversión

se mejore la alternativa seleccionada, embalse La Cárcel,
contemplando un presedimentador en el vaso San Martín, de manera
que se contemple un volumen muerto reducido, para disminuir la altura
de presa. En base a esta recomendación se ha corrido el eje de presa
aguas arriba y se ha cambiado la tipología de Presa de una CFRD a
una de concreto lo que nos permitirá tener una estructura más estable
y de menor altura.
INGENIERIA CASCAS
El embalse La Cárcel con presedimentador en vaso San Martín, cuya

capacidad cubrirá la necesidad de agua de riego del valle Cascas,
Ochape y Puente Ochape. En el vaso San Martín serían atrapados los
sedimentos, logrando que el volumen muerto del embalse La Cárcel

sea mínimo. Las bondades del Vaso San Martín se observan en las
dos imágenes siguientes.
3.1.3. OBJETIVO Y ALCANCES DEL INFORME
3.1.4. OBJETIVOS DE LA PRESA

3.1.4.1. OBJETIVO GENERAL
El objetivo general del proyecto es la dotación de agua para riego para

beneficiar 1400 Ha en beneficio de 1500 pobladores.
INGENIERIA CASCAS
3.1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Los objetivos específicos son los siguientes:

 Diseñar una presa para almacenar 6.5 Hm3.
 Diseñar una estructura de captación para un caudal máximo de
0.77m3/seg.
 Diseño de un canal de trasvase con una longitud de 12.325 km

para un caudal máximo de 0.4 m3/seg.
 Incrementa la producción agrícola en 1400 Ha, para mejorar el
nivel de ingresos y calidad de vida de 1800 pobladores
beneficiarios del proyecto.
 Capacitación a 800 agricultores beneficiarios en gestión del agua,
operación y mantenimiento del sistema de riego.
3.1.5. UBICACIÓN Y VIAS DE ACCESO
3.1.5.1. UBICACIÓN
Departamento : La Libertad
Provincia : Gran Chimú
Distrito : Cascas
Centro Poblados : San Martín, Casmán y Singarrán en valle
alto de Cascas, Palmira, Cojitambo,
Sausalito en parte media y alta de valle
Ochape, Ochape Alto, Ochape Bajo, Pampa
Chepate, Hacienda Vieja, Pilancones en
INGENIERIA CASCAS
parte baja de valle Ochape, Puente Ochape

en parte baja
Cascas
Altura Coordenadas Geográficas Coordenadas UTM (WGS84)

(m) Latitud Sur Latitud Oeste Norte (m) Este (m)
1276 7° 28′ 46″ S 78° 49′ 10″ O 9172653.8293 740651.8196
ILUSTRACIÓN 1: Macrolocalización del proyecto
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 Zona de Presa
 Zona del Canal Principal
INGENIERIA CASCAS
 Sistema del Proyecto
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3.1.5.2. ACCESOS
Las vías de acceso principales a este Sector partiendo de la ciudad de Lima.
- Lima – Trujillo – Gran Chimú – Cascas: Carretera asfaltada en el tramo de Lima a

Trujillo siendo este de 489 Km con un tiempo de viaje de 9 horas; de Trujillo a Gran
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Chimú hay 111 Km y toma una hora y 39 minutos hacer la ruta; de Gran Chimú a
Cascas la distancia es de 0.45 Km con 5 minutos de caminata.
- Para llegar a la Cantera Roca Sochesito se tiene que seguir la ruta nacional 1NF en
dirección al norte por la que se debe transitar por 11.7 km, luego se debe seguir por
un camino de trocha carrozable de 12.5 km siguiendo la ruta a continuación.
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3.2. EVALUACION DE LAS CONDICIONES GEOMETRICAS EN EL ESTADO

ACTUAL
3.3. DIMENSIONES DE LA PRESA
3.4. EVALUACION DE ESTUDIOS

3.4.1. TOPOGRAFÍA
3.4.1.1. CONSIDERACIONES PARA EL LEVANTAMIENTO
TOPOGRÁFICO
3.4.1.2. MONUMENTACION DE PUNTOS GEODÉSICOS PARA LA

PRESA
Monumentación de puntos
Primero se ubicaron los puntos geodésicos (PG) y BMs.

Posteriormente, se realizó la monumentación que se utilizará
para realizar los distintos trabajos de topografía (Poligonales,
Nivelación geométrica, etc.), se procedió con la excavación de
forma cuadrada y llenado de concreto de 40 cm x 40 cm x 60
cm y teniendo en la parte super un disco de cobre codificado
PG, un fierro de ½” en BMs y están señalizados, además tendrá
cada uno su ficha técnica.
Establecimiento de poligonal
Para el levantamiento del proyecto se establecerá una poligonal

cerrada de 4 vértices, la cual se encontrará dentro del área del
proyecto, la designación de los vértices será desde el vértice
"A" hasta el vértice "D" y en sentido antihorario.
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Establecimiento de los puntos Geodésicos
La finalidad de establecer un punto Geodésico de orden C es

para destinarlos al establecimiento de control suplementario en
áreas urbanas y rurales. Asimismo, son necesarios para el
desarrollo del proyecto que son básicos de ingeniería, así como
también para trabajos que se requiera una precisión de nivel
máximo de 10.00 mm. Este trabajo se realizó de acuerdo a la
Norma Técnica Geodésica (V1.0), de esta manera se desarrolló
un correcto posicionamiento Geodésico Estático relativo con
receptores del sistema satelital de navegación global, en el
proyecto se establecieron dos (05) puntos geodésicos los cuales
son nuestra base geodésica para amarrar nuestras poligonales y
georreferenciar al sistema UTM WGS-84 18S.
El primer punto Geodésico de Orden C está ubicado a la altura

del puente Lladen y se procedió con la monumentación lo cual
consiste en la excavación manual para la cimentación del punto
LIB11165, de 40X40 cm, por 60 de fondo, según lo establecido
en el Anexo N° 4 de la resolución Jefatura N°
139-2015/IGN/UCCN y luego se procedió con el vaciado de
concreto premezclado hasta el nivel del terreno, es así que
después de haberse fraguado el concreto se procedió con el
encofrado de 40x40 cm y 20 cm de altura para ser vaciado con
concreto ciclópeo y también se realizó la colocación de una
placa de bronce con el nombre del proyecto. La lecturación con el
equipo GNSS GALAXY G1, un tripode, una base Tribach, y una
wincha.
INGENIERIA CASCAS
Para georreferenciar los puntos geodésicos establecidos se

realizó una medición relativa estática. que consiste en la
utilización de equipos GNSS geodésicos con post-proceso
mediante el empleo del Software Trimble Business Center
V5.8.00 para enlace a la Red Geodésica Geocéntrica Nacional
(REGGEN) de la Red Geodésica Horizontal Oficial se empleó
como base la Estación de Rastreo Permanente denominada Ll02
de Orden “0” del IGN. por ser la más cercana al área de trabajo y
de esta manera cumplir con la Norma Técnica Geodésica
establecida por el IGN que especifica líneas base de hasta 100
km para puntos geodésicos de orden C. Estos puntos geodésicos
establecidos en campo, serán utilizados para estudios
topográficos
De la misma forma se realizó este procedimiento para los demás

puntos geodésicos.
FECHA CÓDIGO HORA DE INICIO HORA FINAL DURACIÓN

19/08/2022 LIB11165 08:31:22AM 12:12:02 PM 03:40:40 HORAS
19/08/2022 LIB11166 13:14:07PM 17:10:07 PM 03:56:00 HORAS
29/08/2022 LIB11167 15:20:37PM 18:30:17 PM 03:09:40 HORAS
10/09/2022 LIB11168 12:29:47PM 16:16:22 PM 03:46:35 HORAS
19/08/2022 LIB11165 07:34:02AM 09:47:07 PM 02:13:05 HORAS
Se utilizó el método Estático Diferencial, consiste en la utilización

de un receptor base “Master” sobre un punto con coordenadas
conocidas de la Red Geodésica Geocéntrica Nacional, y otro
receptor llamado “Rover”, Ninguno de los dos receptores se
mueve durante el tiempo de medición.
Es un método utilizado en geodesia para medir a largas distancia

y es hoy por hoy la manera más precisa de obtener coordenadas
por GPS ESTATICO. Su precisión depende de los tiempos de
medición y sobre todo el tipo de receptores empleados. Este
INGENIERIA CASCAS
método se puede aplicar con receptores de fase de portadora L1

o con receptores de fase de Multi frecuencia (L1 + L2 + L5). La
precisión en ese tipo de receptores es de 3mm+0.5 ppm RMS.
CUADRO DE DATOS DE PUNTOS GEODÉSICOS
PUNTO- GEODESICOS
COORDENADAS UTM
PUNTOS DESCRIPCIÓN COTA (m)
NORTE ESTE
1 PUNTO- LIB11167 9173090.797 747772.0397 1901.7517
2 PUNTO- LIB11168 9172035.821 746855.0994 1916.5778
3 PUNTO-LIB11169 9172843.074 743903.2845 1952.4452
Establecimiento de los BMs
Los BMS auxiliares se establecieron las áreas alejadas de la

poligonal, la nivelación se amarro a un BM Oficial del Instituto
Geográfico Nacional, el BM se encuentra ubicado en la vereda de
la Municipalidad Distrital De Carabayllo.
INGENIERIA CASCAS
 CUADRO DE DATOS DE PUNTOS BM
PUNTO- BM
COORDENADAS UTM
PUNTOS DESCRIPCIÓN COTA (m)
NORTE ESTE
1 BM-01 9173899.57 748970.354 1944.091
2 BM-03 9173197.42 747622.777 1898.306
3 BM-04 9172722.51 747577.139 1906.246
4 BM-05 9172181.98 746804.1 1897.321
5 BM-06 9171365.79 746675.327 1922.187
6 BM-07 9171210.85 746458.876 1928.922
7 BM-08 9172203.96 746277.181 1907.7
8 BM-10 9171407.85 744904.487 1931.039
9 BM-11 9172200 744602.43 1906.612
10 BM-12 9172820.61 744317.055 1897.213
11 BM-13 9172981.61 744104.522 1912.539
3.4.1.3. DESCRIPCION DE LAS CARACTERÍSTICAS

TOPOGRÁFICAS DEL ÁREA DE ESTUDIO
Se efectuó el levantamiento topográfico correspondiente al sitio

de la represa proyectada y se establecieron los sistemas de
control enlazados al sistema de coordenadas absolutas (Puntos
Geodésicos).
INGENIERIA CASCAS
La zona de Proyecto se caracteriza por tener un relieve de

accidentado, el embalse Lledén se ubica en un valle estrecho
en forma de V, entre las cotas 2,322 msnm y 2,435 msnm.
La bocatoma, se ubica entre las coordenadas E: 748976.911 y

N: 9173881.7420 a 1922.200 msnm.
El sistema de conducción se inicia en el sector Las Tunas, en la

progresiva 0 + 000 km en la cota 1923.50 msnm y termina en la
progresiva 12 + 325.58 km en la cota 1903.46 msnm.
3.4.2. HIDROLÓGICO
OFERTA HIDRICA
METODOLOGÍA DE SIMULACIÓN DE CAUDALES.
El proceso de modelamiento hidrológico, así como la generación de

caudales de la cuenca de la presa La Cárcel, fue desarrollado sobre el
programa de cómputo Water Evaluation And Planning System WEAP.
GENERACION DE LOS CAUDALES MENSUALES
Una vez calibrado y validado el modelo WEAP, se han generado los

caudales medios mensuales para el periodo de años 1967 - 2021.
Cuadro N° : Caudales Generados Embalse Lledén (m3/seg)

Caudal Prom (m3/seg)
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
Max 6.471 9.556 13.465 7.733 1.313 0.402 0.266 0.433 0.812 3.460 2.992 3.437
Min 0.067 0.384 0.409 0.267 0.111 0.083 0.068 0.060 0.061 0.077 0.079 0.070
Fuente: Elaboración Propia
Cuadro N° : Caudales Generados Embalse Lledén (Hm3/seg)
INGENIERIA CASCAS
Caudal Prom (HM3/mes)

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic
Max 17.330 23.115 36.057 20.039 3.517 1.042 0.711 1.159 2.105 9.266 7.755 9.205
Min 0.180 0.929 1.096 0.693 0.297 0.216 0.183 0.162 0.158 0.207 0.205 0.187
Prom 2.967 5.596 8.546 4.145 1.152 0.490 0.348 0.315 0.445 0.912 0.864 1.291
CAUDAL ECOLÓGICO
Para la estimación del caudal ecológico se utilizó la metodología

propuesta por la RESOLUCIÓN JEFATURAL Nº 267 -2019-ANA, que
el Ministerio del Ambiente ha remitido el Informe Técnico Nº 1015-
2019-ANA.
En el informe técnico, entre los métodos propuestos estarán los

siguientes:
Establecimiento de porcentaje, sobre la base de los registros de

caudales medios mensuales promedios históricos y/o generados se
adoptará un porcentaje en función de las características del régimen
hídrico del cuerpo de agua y su importancia ecológica, tomando como
referencia de 15% del caudal medio mensual como caudal ecológico.
Descrito esto, se toma en consideración el 15% de los caudales

promedios para un año normal solamente para los meses de estiaje en
la cuenca debido a que en la época de avenidas el Rio Chingavillan
recibe aportes considerados de caudal aguas debajo del
emplazamiento de la presa evitando así que ocurra un desbalance en
el ecosistema fluvial existente.
Cuadro 24 : Caudal Promedio mensual m3/seg (p75%)
INGENIERIA CASCAS
Set Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago
p 75 % 0.095 0.138 0.157 0.226 0.517 0.735 1.283 0.753 0.208 0.124 0.097 0.083
Cuadro 25 Caudal ecológico

Set Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago
Q ecol. (m3/seg) 0.014 0.021 0.024 - - - - - 0.031 0.019 0.015 0.012
Q ecol. MMC) 0.04 0.06 0.06 - - - - - 0.08 0.05 0.04 0.03
DEMANDA DE AGUA DE LOS CULTIVOS
De acuerdo a las cédulas de cultivo propuestas para las situaciones sin

proyecto y con proyecto, se observan las demandas mensuales de
agua. Para la situación sin proyecto, se tiene una demanda anual total
de 9.37 MMC/AÑO; para la situación con proyecto, incrementando la
eficiencia de riego mediante el mejoramiento de tomas y canales, se
tiene una demanda anual de 10.14 MMC/AÑO.
BALANCE HIDRICO
El balance hídrico de una cuenca es la cuantificación del excedente y/o

el déficit de agua.
En el presente estudio se efectúa el balance hídrico que ha permitido

establecer las provisiones de agua entregadas y las demandas no
satisfechas, como valores de entrada están los caudales a una
persistencia de 75% (Disponibilidad Hídrica) y la demanda de agua
calculada en el apartado anterior.
INGENIERIA CASCAS
Cuadro 28 : Balance Hídrico (MMC/mes)
DISP.
AÑO DEMANDA SUPERAVIT DEFICIT
HIDRICA
ENE 1.384 0.147 1.237
FEB 1.777 0.041 1.736
MAR 3.436 0.007 3.429
ABR 1.951 0.085 1.866
MAY 0.557 1.262 0.705
JUN 0.322 1.473 1.151
JUL 0.260 1.899 1.639
AGO 0.221 1.774 1.553
SET 0.247 1.348 1.101
OCT 0.370 0.776 0.406
NOV 0.407 0.746 0.339
DIC 0.604 0.583 0.021
SUMA 11.537 10.141 1.396
Grafica N° : Balance Hídrico mensualizado
INGENIERIA CASCAS
4.000
3.500
3.000
2.500
2.000
1.500
1.000
0.500
0.000
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
OFERTA DEMANDA
Analizando el déficit anual para un año promedio la capacidad del

embalse necesario para cumplir la demanda hídrica es de 6.2 MMC.
DETERMINACION DEL VOLUMEN UTIL DEL EMBALSE
Se realizó la simulación de la operación del embalse utilizando la

demanda promedio mensual y la disponibilidad Hídrica estimada con el
modelo hidrológico, ambos en MMC.
Luego de realizar la simulación del embalse se demuestra que la

capacidad hidrológica máxima que puede alcanzar el embalse es de
7.5 MMC.
Dado que la demanda es todo el año el concepto de caudal ecológico

está incluido dentro de esa demanda que fluye por el rio cuando esté
funcionando el reservorio.
Grafica N° :Simulación de Operación del Embalse
INGENIERIA CASCAS
VOLUMEN DE RESERVORIO CON PROYECTO

1200
1000
VOLUMEN(MM3)
800
600
400
200
0
1 33 65 97 129161193225257289321353385417449481513545577609641
TIEMPO(meses)
ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS
Aplicación del Modelo HEC HMS
Para el modelamiento se utilizó el software HEC-HMS (Hydrologic

Modeling System) del cuerpo nacional de los Estados Unidos, el cual
puede simular la respuesta que tendrá la cuenca de un rio en su
escurrimiento superficial, como producto de una precipitación,
mediante la representación de la cuenca como un sistema
interconectado de componentes hidrológicos e hidráulicos. Para tales
fines se utilizó la versión 4.7 del HEC – HMS.
Precipitación Máxima en 24h
Las precipitaciones máximas en 24 horas disponibles en la zona de

estudio, corresponden a las estaciones Contumazá y Copán, que son
INGENIERIA CASCAS
las estaciones más próximas y que influyen directamente sobre la

cuenca, esto demostrado con la metodología de los Polígonos de
Thiessen:
Grafica N° :Estaciones de Influencia – Pp máx. 24h
RESULTADOS
Se estimaron los caudales máximos a diferentes periodos de retorno:
Cuadro N° :Caudales máximos m3/seg

TR Caudal max.
5 13.6
10 20.90
25 34.90
50 49.10
100 67.00
500 130.30
1000 168.00
INGENIERIA CASCAS
De los análisis realizados al perfil y el estudio hidrológico ejecutado a la

fecha podemos inferir que de la simulación de la operación con
embalse la presa la cárcel tendría un volumen útil de 6.50 MMC que
garantizaría cubrir la demanda hídrica de 2030 Has., evaluación con
proyecto.
Por otra parte, del estudio hidrológico analizando el déficit anual para
un año promedio la capacidad del embalse necesario para cubrir la
demanda hídrica es de 6.2MMC.
Con los volúmenes de embalse necesario se puede definir que la presa

la cárcel para satisfacer esta demanda requiere una altura mínima útil
de 115m., y una altura total de 117.50m.
Por otra parte, la presa planteada en el eje nuevo para cubrir esta
demanda requiere una altura de 93 m., y una altura total de 95 m., tal
como se puede apreciar en la curva altura-volumen de ambos casos.
3.4.3. GEOLOGÍA
3.4.3.1. GEOLOGIA DE LA ZONA DEL VASO
Dentro del área del vaso se aprecian afloramientos de rocas de cuarcitas

intercaladas con lutitas pizarrosas con fuerte esquistosidad con
buzamientos entre 35º y 50º NE, también tenemos la presencia en forma
aislada de calizas fosilíferas. Así mismo próximo al cierre o boquilla de la
presa, se observa en ambos flancos del río afloramientos metamórficos
masivos de cuarcitas intercaladas con capas delgadas de lutitas pizarrosas.
INGENIERIA CASCAS
La longitud mas larga del área de embalse en su parte inferior (nivel de

cauce) tiene una longitud aproximada de 1300 m. y corresponde a una
cubeta alargada y estrecha, donde se observa que se trata específicamente
de un valle juvenil encañonado de origen fluvial, formando un valle en “V”.
Litológicamente se observa que desde el eje de presa proyectado hasta
300 m. aguas arriba, afloran cuarcitas, areniscas con intercalaciones de
lutitas, correspondiente a la Formación Chimú, desde los 300 m. hasta los
1300 m. (longitud que abarcará todo el embalse), se tiene la presencia de
la Formación Santa, con afloramientos de alternancia de lutitas y calizas
margosas, además en toda la longitud del fondo del mismo cauce, se
tienen pequeños depósitos de rocas y bolonerías de gran tamaño y la
acumulación de cantos, gravas y arenas que van de sub redondeados a
redondeados, correspondientes a depósitos fluviales recientes.
En la parte superior del vaso, el valle se “abre” ampliamente y en su

margen izquierda se observan algunas terrazas de origen coluvio-aluviales,
formados posiblemente por depósitos y acumulación de fondo lagunar y/o
derrumbes de “pie” de talud.
En la margen derecha e izquierda del embalse (vaso), hay afloramientos

aislados de roca metamórfica como son: lutitas pizarrosas de color negro,
cuarcitas y areniscas, pero recubierto con suelos de cobertura vegetal, e
incluso la presencia de árboles, de todo tamaño.
La secuencia litoestratigráfica en la zona de estudio está determinada por

el desarrollo de rocas sedimentarias, básicamente conformadas por el
Grupo Goyllarisquizga, por sus formaciones Chimú, Santa, Carhuaz y
Farrat. También hay presencia superficial de depósitos cuaternarios, como
son los fluviales, aluviales y los coluviales.
Presentan intercalación de potentes capas de calizas y lutitas pizarrosas

con diferencia de buzamientos; hacia el sector final (donde termina el
embalse) del vaso se aprecia un intenso tectonismo en las lutitas
INGENIERIA CASCAS
pizarrosas con presencia de plegamientos y fallas locales, las paredes

están intensamente erosionadas y también poseen un proceso de
meteorización química
A continuación, se describe brevemente cada una de las unidades

litológicas que están presentes en el área del vaso (a excepción de la
Formación Chicama que subyace a la Formación Chimú):
FORMACIÓN CHICAMA
Esta Formación Chicama sobreyace a la formación Chimú, como un

conjunto litológico que aflora en la parte media a baja del valle Chicama,
constituido por una secuencia sedimentaria con ligeras variantes como son
areniscas grises con delgadas intercalaciones de lutitas o limolitas de color
negro, secuencia con sills y diques de andesitas, afloramientos que tienen
una amplia distribución en el sector de El Cruce (Valle Chicama – próximo
a la ciudad de Cascas). La litología consiste esencialmente de
intercalaciones de lutitas pizarrosas negras de estratificación fina, con
algunos horizontes de areniscas y limolitas grises en capas delgadas; hacia
sus niveles superiores se nota un incremento de areniscas arcillosas de
tonos pardo, gris verdoso y marrón. Algunos horizontes de lutitas
carbonosas son fosilíferos.
A pesar que la Formación Chicama no está presente en el área de estudio,

pero aguas abajo se observa que el intemperismo le da una coloración
rosada, por lo que fácilmente puede confundírsele con la Formación
Carhuaz (que sí aflora en el área de estudio), los sedimentos arenosos de
coloración rojiza han aumentado, y los estratos Lutáceos ofrecen colores
claros o ligeramente marrón.
GRUPO GOYLLARISQUIZGA.- consta de cuatro formaciones las mismas

que son:
FORMACIÓN CHIMÚ
INGENIERIA CASCAS
La secuencia geológica se extiende ampliamente por toda el área de

embalse y también fuera de ella, esta alternancia de areniscas, cuarcitas y
lutitas en la base y de una potente secuencia de cuarcitas blancas en la
parte superior. Las areniscas igualmente son de grano medio a grueso,
algunos lentes de granos de cuarzo poco redondeados.
Sus afloramientos en la zona de embalse se destacan nítidamente con lo

accidentado de la topografía y la presencia de farallones observándose
perfectos anticlinales y sinclinales.
En el área del proyecto esta formación aflora próximo al cierre de boquilla,

con anchos mínimos que llegan hasta 5.0 m.
La Formación Chimú sobreyace a la formación Chicama.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 5: Presencia de cuarcitas en la base del embalse, observándose su buena conservación.
FORMACIÓN SANTA
En zonas puntuales y aisladas del área del embalse se ha identificado

calizas margosas intercaladas con lutitas y areniscas gris oscuras, con
diferentes espesores, que corresponden a esta Formación. Se diferencian
INGENIERIA CASCAS
por presentar depresiones inclinadas aisladas, cubiertas superficialmente

por vegetación.
El cambio de facie es notable en esta zona, donde mayormente se tiene

lutitas y areniscas grises.
En esta formación se ha notado que el intemperismo de la roca tiene un

color gris marrón, cubiertos por suelos y solo son observables en lo cortes
dejados por el río (quebradas y carreteras), se tiene terrenos de color
blanco y deleznables.
Esta formación se encuentra mayormente en la zona cubierta por

vegetación arbustiva, debido al relieve ondulado y forma de depresión que
presentan las calizas.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 6: Calizas fosilíferas aflorantes (nivel del cauce de río), dentro del vaso de la presa.
FORMACIÓN CARHUAZ
En el área comprometida con el embalse propuesto, también se ha

identificado esta Formación, que consta igualmente de una alternancia de
areniscas (rojizos, violetas y verdosas) con lutitas, en la parte superior se
tiene bancos de cuarcita blancas que se intercalan con lutitas y areniscas.
Todo este material se encuentra “empaquetado” dentro de los anticlinales y
sinclinales, que predominan en la zona, a manera de farallones.
Esta formación puede observarse mas claramente cerca a la boquilla del

nuevo eje de presa propuesto.
INGENIERIA CASCAS
FORMACIÓN FARRAT
Formación que consta de cuarcitas y areniscas blancas de grano medio a

grueso, tiene diferentes espesores. En algunos lugares se observa
estratificación cruzada y marcas de oleaje.
Tiene mucha similitud litológica con la Formación Chimú es fácil

confundirlas, por sus características litológicas, se les encuentra a las
Formaciones Farrat y Chimú conformando escarpas y altas cumbres
agudas y largas, las mismas que se observan por esta zona propuesta.
DEPOSITOS RECIENTES DEL CUATERNARIO
En valles interandinos como esta área comprometido con el embalse, se

tiene presencia de depósitos aluviales en las faldas de los cerros y sus
laderas (taludes), y también hay presencia de pequeños depósitos fluviales
a nivel del cauce del río.
Posiblemente también se tenga materiales de origen lacustre que

involucren a materiales depositados casi horizontalmente en terrazas
(posible fondo lagunar).
Depósitos dispuestos en bancos sub horizontales constituidos por

materiales de grano fino (arenas, arcillas y limos), los que a veces se
intercalan con lentes delgados de gravas y aglomerados ubicados en
diferentes lugares del área de estudio propuesto.
Dentro de estos depósitos aluviales, hay materiales con poco transporte

fluvial que conforman las terrazas dejadas por el río, como ocurre en la
margen derecha de la zona de estudio.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 7: Depositos fluviales que se ubican en el fondo de cauce del embalse de presa.
Foto N° 8: Terrazas de origen cuaternario, en la margen derecha del embalse de presa.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 9: Depósitos coluvio-aluviales en terrazas aisladas, están dentro del área de embalse.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 10: Vista parcial del vaso de presa, con cobertura vegetal, arbustos y algunos árboles.
3.4.3.2. LITOLOGIA Y ESTRATIGRAFIA DE LA ZONA DE CIERRE

(BOQUILLA).
En la zona de cierre de la presa se encuentra dominado por la Formación

Chimú, corresponde a una formación rocosa con una fuerte inclinación
(buzamiento de 51º NW), que en su base inferior a nivel de rio, presenta
una estrecha salida “ventana” de hasta 5.0 m. de ancho.
Presenta afloramientos rocosos intercalados de cuarcitas y lutitas

pizarrosas, estos estratos varían en potencia, siendo de 2 m, a 5 m, de
espesor, se presentan areniscas cuarzosas (cuarcitas) de color gris
blanquecino producto del metamorfismo regional presente en la zona y
lutitas pizarrosas de color gris negruzco con presencia de oxidación entre
los planos de foliación, caracterizadas por el intenso foliamiento debido a la
baja resistencia de la matriz por cambios de presión y temperatura.
Las paredes rocosas que se aprecian en la zona de cierre tienen

pendientes mayores a 45º, con presencia de fuerte fracturamiento sin
desplazamiento presentando ligera oxidación en las cuarcitas y siendo más
notorio en las lutitas pizarrosas.
De acuerdo a la presencia de las fracturas se determinó, mediante

estaciones geomecánicas, la resistencia de la roca, en la que se analizaron
las familias de discontinuidades resultando un RQD con valor promedio de
65%, este valor nos indica la resistencia a la compresión simple que posee
la roca como evaluaciones en campo; añadido a esta, mediante el uso del
martillo de geólogo, se obtiene también un valor cercano, indicándonos
una roca muy dura con valor referencial de la resistencia a la compresión
simple de 100 a 250 Mpa (ver Cuadro 3.7).
INGENIERIA CASCAS
Hacia los flancos derecho e izquierdo de la zona de cierre propuesto se

observan una litología descubierta (ausencia de vegetación de tallo alto),
donde se aprecian intercalaciones de lutitas pizarrosas y cuarcitas, con
paredes cuarcíticas con presencia de fracturamiento de moderado a fuerte,
pero aguas arriba del flanco izquierdo se tiene taludes de pendientes más
suaves, pero cubierta por vegetación de tamaño alto.
En la parte alta del pliegue litológico se distingue el contacto entre la

Formación Chimú y la Formación Santa, ambas conformando la zona de
plegamiento justamente en el sector de cierre (boquilla) propuesto.
Los grandes movimientos epirogénicos que afectaron el área de estudio,

dieron como resultado estos plegamientos, los mismos que se iniciaron en
el Cretáceo Tardío y continuó durante el Cenozoico. Estas estructuras han
sido clasificadas como provincias de pliegues y sobreescurrimientos.
En cuanto a depósitos cuaternarios se tienen exiguos y pequeños

depósitos fluviales laterales acarreados y dejados por el río, y son de
escaso volumen.
INGENIERIA CASCAS
Eje de presa
Sentido del flujo
Foto N° 11: Vista del tramo cuarcítico mas corto que coincide con el eje de presa (nivel de cauce).
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 12: Se observa capas de cuarcita a nivel del cauce de río, coincidente con eje de presa.
Foto N° 13: Vista eje de presa (linea amarilla), une flancos rocosos cuarciticos (planta).
INGENIERIA CASCAS
Ilustración 3: Estimación de parámetros de campo. Fuente: Ingeniería Geológica, Gonzales de Vallejo
INGENIERIA CASCAS
Foto 14: Afloramientos rocosos en la zona de cierre (boquilla) propuesto, de composición cuarcítica y buzamiento de
hasta 51º NW.
3.4.3.3. GEOLOGIA ESTRUCTURAL DEL EJE PROPUESTO
3.4.3.3.1. GEOLOGIA ESTRUCTURAL DE LA ZONA DE CIERRE

(BOQUILLA)
Las características estructurales en la zona de boquilla o cierre de la

presa, después de varias etapas de deformaciones ocurridas, se puede
observar a la fecha capas plegadas inclinadas a casi verticales, que
incluso ya no son ondeadas, sino con quiebres en ángulo, producto de la
intensa actividad geodinámica, estas podrían denotarse como zonas de
plegamiento rígido debido a la presencia de pliegues en forma de
ángulos semi rectos.
INGENIERIA CASCAS
Posiblemente como resultado de movimientos tectónicos, en este sector

se plegaron las capas estratificadas, dando la apariencia de ser una sola
capa, debido a la solidez de la formación rocosa. Esta diferenciación
local, se observa a simple vista, justamente donde se ubica el cierre
(boquilla) proyectado de la presa.
Este sector presenta algunas fallas locales ubicadas en las partes altas
de estos cerros en zonas de debilidad estructural debido al intenso
tectonismo que hubo, que también provocaron el metamorfismo regional
en el sector. La dirección de estas fallas es de SE a NW presentándose
generalmente en la parte central del plegamiento.
Foto N° 15 : En zona de boquilla se aprecia la roca cuarcita a nivel del cauce del río, de la
Formación Chimú, así mismo se aprecia lo angosto del cauce.
INGENIERIA CASCAS
Zona de plegamiento rígido.
Foto 16: Plegamiento regional observado en la misma zona propuesta para el cierre (boquilla) de la presa. VIsta tomada
en dirección NE-SW, desde el flanco izquierdo.
INGENIERIA CASCAS
3.4.3.3.2. GEOLOGIA ESTRUCTURAL DE LA ZONA DE EMBALSE
Las características estructurales del “vaso” de embalse de la presa

propuesto por la Consultora, tuvo etapas de deformación que dieron
como resultado, discordancias, pliegues y otras estructuras, producto de
la misma.
Posiblemente como resultado de movimientos tectónicos por sectores se

produjeron en las capas estratificadas, ondulaciones locales y suaves en
toda esta área en conjunto. Estos levantamientos uniformes locales se
observan a simple vista en la zona de Lledén, propuesto para el eje de
presa.
La zona de boquilla (cierre) propuesta como eje de presa, a simple vista

presenta buenas condiciones estructurales de estabilidad, consistencia y
resistencia a cargas portantes (lo cual se comprobará en la etapa de
perforaciones diamantinas), la única desventaja en la etapa de
construcción serían los taludes empinados de la formación, que tienen
que ser “escarificados” y/o desplantes para uniformizar el futuro dique de
presa.
INGENIERIA CASCAS
Foto 17: Intensos microplegamientos en zona fuera del vaso, hacia la margen derecha del embalse.
3.4.3.4. GEODINÁMICA EXTERNA LOCAL DEL AREA DEL EJE DE

PRESA
No se han identificado procesos geodinámicos activos dentro del nuevo

área de estudio (área de embalse) propuesto, tales como derrumbes,
deslizamientos zonales, fallas, corrimientos, etc., que pongan en riesgo la
futura presa proyectada.
En la revisión de la geología regional y en el trabajo de campo, “in situ”

dentro del área propuesta, no se ha encontrado estos fenómenos
geodinámicos. Lo que nos garantiza un área para el “vaso” de presa
INGENIERIA CASCAS
estable e igualmente un cierre de boquilla con cimentación y flancos

estables.
Se aprecian depósitos cuaternarios superficiales cubriendo rocas

metamórficas, las que poseen una dirección de buzamiento notorio, estas
por acumulación de agua o recarga de lluvias podrían sufrir
desprendimientos por el plano de estratificación presente.
Foto 18: Presencia de terrazas aluviales con posibles deslizamientos y/o desplazamientos de poca envergadura a favor
de la pendiente, pero estabilizados que no representa ningún riesgo para el futuro embalse.
3.4.3.5. ESTABILIDAD DE TALUDES DEL VASO PROPUESTO
El área comprometida con la boquilla o cierre del dique, se considera

completamente estable, debido a la naturaleza de la formación geológica,
constituida por roca metamórfica sólida y masiva, no se ha identificado
taludes inestables de ninguna índole que puedan comprometer el futuro
INGENIERIA CASCAS
dique de la presa, a pesar que los taludes son sub verticales y llegan hasta
los 55° de inclinación.
Estos taludes en presencia del agua embalsada no serán afectados, por

que estarán directamente en contacto con la roca sólida de la variedad
cuarcita, tal como se observa en el mismo lugar de la ubicación propuesta.
En cuanto a la estabilidad de taludes dentro del vaso propuesto

comprometido con el embalse, no se ha identificado taludes inestables que
puedan comprometer el vaso de inundación, las mismas que están
cubiertas con vegetación de tallo mediano. Pero si se ha observado taludes
de diferentes ángulos que van desde 15° hasta 50°, dependiendo de los
sectores del vaso comprometido por la represa, estos taludes en su
mayoría están protegidos naturalmente por vegetación alta y baja, propia
de la zona y altitud, que lo hace mas estable.
Estos taludes en presencia del agua embalsada pueden variar, volviéndose

inestables y cediendo a favor de la pendiente, pero solo será la capa
superficial de suelo que va desde unos centímetros hasta 1.0 m. de
espesor por sectores, ocasionando leve colmatación del fondo del embalse.
3.4.3.6. GEOLOGIA DE LA CAPTACION O BOCATOMA
3.4.3.6.1. GEOMORFOLOGIA
La bocatoma del sector Las Tunas, que captará las aguas del futuro
embalse de Lledén, se ubica en la unidad geomorfológica de Flanco
Disectado de los Andes, con una altitud de 2,000 m.s.n.m.
aproximadamente, y se encuentra esculpida en rocas intrusivas del
Batolito Andino, caracterizándose por sus fuertes pendientes y por estar
INGENIERIA CASCAS
intensamente disectadas por valles juveniles profundos con sección

transversal en “V”, propio de valles juveniles con pisos estrechos, poca
cobertura de suelo vegetal y fuertes gradientes.
Valle juvenil c/sección “V”
Foto N°: 19: Se puede observar el valle juvenil en forma de “V”, de fuerte pendiente (turbulenta).
3.4.3.6.2. LITOLOGIA
La geología local del área de la captación o bocatoma está conformado

en su totalidad por rocas intrusivas, predominando la variedad
granodiorita, estos afloramientos comprenden ambas márgenes del río,
que a su vez es un valle muy estrecho en forma de “V”, apreciándose
INGENIERIA CASCAS
bloques granodioríticos de grandes dimensiones con poco a moderado

fracturamiento
Esta formación granodiorítica está presente en todo el sector inicial o

zona de captación de la línea de conducción, inmensos bloques caídos
de la parte superior por gravedad o arrastrados de zonas mas altas, de
apariencia semi rodados, se tiene la presencia de xenolitos dentro de la
matriz de las rocas. También se observa en los laterales del río, capas
delgadas de material de cobertura compuesta por arenas limosas y/o
limos arcillosos, hacia el mismo sector del cauce del río principal se
aprecia pequeños depósitos de arenas y arenas gravosas, exento de
finos.
El cuerpo granodiorítico, denominado actualmente como Plutón Rushos,

descansa sobre estratos cretáceos de la Formación Chimú.
Roca de origen intrusivo

(granodiorita)
Roca granodiorita
Foto 20: Zona de Bocatoma y parte inicial del canal. Presencia de paredes rocosas de pendientes fuertes.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 21: Vista panorámica de la zona de la captación del canal Las Tunas. Bolonerías en cauce.
3.4.3.6.3. GEOLOGIA ESTRUCTURAL
Estructuralmente la zona de captación Las Tunas, se considera estable

al no haberse identificado fallas, fracturas, etc., en las inmediaciones
donde se proyecta la construcción de la bocatoma de captación.
3.4.3.6.4. GEODINÁMICA EXTERNA
Dentro del área donde se ubica la captación o bocatoma no se observa

fenómenos geodinámicos activos, como derrumbes, deslizamientos y
INGENIERIA CASCAS
otros, a pesar que la zona presenta taludes empinados, pero de

naturaleza rocosa masiva.
El tipo de roca que conforma el valle juvenil es la granodiorita, y de una

estabilidad relativa.
3.4.3.6.5. ESTABILIDAD DE TALUDES
En cuanto a la estabilidad de taludes, igualmente no presenta taludes

deleznables ni materiales sueltos propensos a caídas por acción de la
gravedad, ni por acción mecánica del río que puedan poner en riesgo la
futura estructura de captación.
Se tienen taludes rocosos de granodiorita en ambas márgenes del rio

y/o valle, sumamente estables, cubiertos superficialmente con
vegetación. Esta formación rocosa, debido al intemperismo presenta
algunas fisuras y/o alteraciones en su constitución.
3.4.3.6.6. UBICACIÓN DEL AREA DE CONSTRUCCION
Las áreas destinadas para depositar, seleccionar y clasificar los

materiales de construcción. También a la vez el área para preparar,
medir y mesclar los agregados de construcción, como diseñar, cortar o
amarrar los fierros que se utilizarán en la construcción de la futura presa
se ubican entre las coordenadas UTM: E 749299 y S 9177536; y E
749349 y S 914705. Con un área aproximada de 90 m. de largo por 56
m. de ancho., que hace mas de 5,000.00 m2.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 22: Terreno destinado para Area de Construcción, se tendrá que nivelar.
3.4.3.6.7. UBICACION Y GEOLOGÍA DE LAS CANTERAS

PROPUESTAS
Mediante el reconocimiento en campo y por antecedentes se verificó las

áreas para la explotación de los materiales de construcción y son los
siguientes:
 Cantera de Roca Sochesito (para la Presa Lledén).
INGENIERIA CASCAS
 Cantera de Agregados Puerto Morena (para el Canal Principal)
Estas zonas son factibles de explotación. Ambas canteras, están siendo

evaluadas mediante muestreo y ensayos de laboratorio, para determinar
sus características físico – mecánicas, y la aptitud del material a
utilizarse.
CANTERA DE ROCA SOCHESITO
Geológicamente se ubica en un área donde se tiene depósitos de rocas

fraccionadas y también el macizo rocoso circundante de la zona,
perteneciente a la Formación Farrat, constituido por roca cuarcita en su
mayor porcentaje, donde también se tiene en menor proporción
areniscas. Estas rocas deben ser procesadas y clasificadas
granulométricamente por medio de una chancadora mecánica, para
luego utilizarlo como agregados.
INGENIERIA CASCAS
Zona de cantera
Sochesito
Foto N° 23: En la presente foto se puede observar la zona de cantera de rocas Sochecito, cubierto
completamente por vegetación alta (arbustos).
La ubicación de la cantera Sochecito se encuentra entre las siguientes

coordenadas UTM :
Primer punto : E 74778970 y N 9179150.75
Segundo punto: E 747957.16 y N 9179178.34
Tercer punto : E 748063.71 y N 9179252.67
Zona: 17 M
INGENIERIA CASCAS
Con una altitud promedio de 2950 m.s.n.m.
Foto N° 24: Se puede apreciar la roca cuarcita, cubierto con musgo y liquen, debido a las lluvias. Esta es la
variedad de roca que hay en la cantera de Sochecito.
Las dimensiones de la cantera son: 500 m. de largo por 150 m. de

ancho, por una altura promedio de 10 m. haciendo un volumen bruto de
750,000 m3.
La distancia que hay entre la cantera de rocas Sochecito y el dique a

construirse es de 7 kms., de trocha carrozable que debe ser mejorado y
conservado.
INGENIERIA CASCAS
CANTERA DE AGREGADOS PUERTO MORENA
Geológicamente esta cantera se define como depósitos aluviales y

coluvio aluviales de gran magnitud, de una granulometría
completamente heterogénea que va desde bolones, gravas de cantos
redondeados y sub redondeados en mayor porcentaje arenas y finos
acumulados por el río Chicama, durante grandes periodos de tiempo
geológico. Actualmente está siendo explotado para la construcción civil,
previo zarandeo para la clasificación granulométrica.
La ubicación de la cantera de agregados Puerto Morena se encuentra en

las coordenadas UTM siguiente:
Zona: 17 M.
E 732099.89 y N 9160527.70
Con una altitud promedio de 1,600 m.s.n.m.
Por ser una cantera de agregados en explotación y ser de propiedad

privada, no se tiene las dimensiones reales de la misma, pero el
propietario nos afirma que nos garantiza la provisión de más de 1,500
m3 de agregados, que es la cantidad máxima que se utilizaría en el
canal principal de Las Tunas.
Se pone en conocimiento que esta cantera solo proveerá el material

necesario que se utilizará en el canal principal de Las Tunas.
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 25: Se puede observar la cantera de agregados Puerto Morena en plena explotación, que proveerá
material para el canal de riego Las Tunas.
La distancia entre la cantera de agregados Puerto Morena y la localidad

de Chepate Alto (punta de carretera), lugar hasta donde llegará el
material en volquetes es de 29.40 Kms. Desde aquí se trasladará en
acémilas hasta la captación del canal principal de Las Tunas, con una
distancia acumulada de 8.54 kms.
3.4.3.6.8. UBICACIÓN DE LOS BOTADEROS
Botadero DME para la Construcción de la Presa
El botadero principal estará ubicado en el mismo lugar, donde se ubica

la cantera de rocas Sochesito, debido a que se tiene espacio suficiente
INGENIERIA CASCAS
para que sirva de botadero, a su vez como se vaya extrayendo el

material de construcción consistente en roca, irá dejando espacio libre
para ser reemplazado con el material excedente de obra. Se tiene el
área suficiente para ser utilizado como un DME.
Foto N° 26: En el Sector de Sochecito se tiene espacio suficiente para crear un DME.
3.4.3.7. GEOLOGIA DEL CANAL O LINEA DE CONDUCCION
El planteamiento del canal o la línea de conducción fue determinada con

una longitud proyectada en el Perfil del Proyecto de 12+325 km de
distancia partiendo desde la bocatoma ubicada en la salida del valle
INGENIERIA CASCAS
encañonado, hasta la quebrada denominada Chimbiles, que se ubica frente

a la ciudad de Cascas.
Geológicamente la zona o franja de estudio (con un promedio de 100 m. de

ancho), comprometido con el canal o línea de conducción en sus 12,325
km., está constituida mayoritariamente por roca volcánica intrusiva de la
Formación Rushos (denominación actual) y también por afloramientos
rocosos que pertenecen a la Formación Chimú, (parte inferior del
Cretácico), con la presencia de rocas areniscas con algunas alternancias
de lutitas y/o cuarcitas, pero predomina la roca intrusiva granodiorita,
perteneciente al Batolito Costanero.
3.4.3.7.1. GEOMORFOLOGIA
La línea de conducción o canal de riego del Sector Las Tunas, que

captará las aguas del futuro embalse de Lledén, se ubica en la unidad
geomorfológica denominada Flanco Disectado de los Andes, con una
altitud promedio de 2,000 m.s.n.m., y está esculpida en rocas intrusivas
del Batolito Costanero, caracterizándose por sus fuertes pendientes y
por estar intensamente disectadas por valles juveniles profundos con
sección transversal en “V”, con pisos estrechos y fuerte gradiente.
INGENIERIA CASCAS
Trazo de canal
Foto N° 27: Geomorfológicamente trazo del canal corresponde a Flanco Disectado de los Andes.
3.4.3.7.2. LITOLOGIA Y ESTRATIGRAFÍA
La secuencia y relaciones estratigráficas generalizadas identificadas a

lo largo de la línea de conducción o canal de riego, está conformado
por rocas volcánicas intrusivas, de la variedad granodiorita y/o
tonalitas, alterada y meteorizada superficialmente, pero conservada en
profundidad, también se tiene afloramientos de la Formación Chimú,
constituida por areniscas con alternancia de lutitas y cuarcitas.
El canal o línea de conducción principal, se inicia desde la bocatoma

proyectada en el Sector las Tunas, a unos 20 metros aguas arriba de
una bocatoma existente que actualmente alimenta a un canal entubado
que va al Sector de Chepate Bajo. El trazo del canal proyectado del
presente estudio, va paralelo al canal existente hasta los 5 km.
aproximadamente y luego continúa con la misma pendiente uniforme,
INGENIERIA CASCAS
hasta cruzar la Quebrada Higuerón para finalmente culminar en la

Quebrada Chimbiles, que conducirá el agua hacia el sector de Cascas.
Las características geológicas del canal, descrito por cada Sector,

donde cambia la litología, según el trazo inicial del Perfil Técnico
aprobado, es el siguiente:
 Km. 0 + 000 al Km. 0 + 480
Este primer tramo se inicia en la salida de la bocatoma (desde el Km.

0+000 hasta el Km. 0+200), donde el valle toma la forma de “V”, y está
emplazado sobre afloramientos rocosos del tipo volcánico plutónico, la
roca que predomina en la zona es la granodiorita y está en buen
estado de conservación. Desde el Km. 0+200 hacia adelante, se tiene
roca inalterada de la variedad granodiorita. Los taludes rocosos de
pendientes abruptas y casi verticales, continuando con una ligera
disminución de pendiente, a partir de la progresiva Km. 0 + 400, la roca
granodiorita presenta un grado de meteorización de leve a moderado,
que se convierten por meteorización en arenas limosas como capa
superficial, con clastos angulosos (por derrumbes del talud de la
margen derecha), que se encuentran parcialmente cubiertas por estas
arenas.
 Km. 0 + 480 al Km 2 + 835
La ladera o pendiente natural de naturaleza rocosa que tiene este

tramo o sector presentan fuertes y abruptas pendientes al principio a
moderadas hacia el km. 2 + 835, conformado por una cobertura vegetal
(arbustiva), en casi toda esta extensión, pero presentando estratos
rocosos granodioríticos a poca profundidad, el mismo que se encuentra
en proceso de meteorización, parcialmente cubierto por material o
suelo de cobertura, siendo una matriz arenosa con clastos angulosos
(diámetro mínimo de 0.80 m.), pero toda esta formación rocosa, se le
INGENIERIA CASCAS
identifica como, de la variedad protolito, proveniente de la roca

intrusiva, sujeta a cambios de constitución por metamorfismo.
Trazo de canal
Foto N° 28: se observa con una línea negra, el trazo del canal al salir de la bocatoma.
 Km. 2 + 835 al Km. 3 + 020
El trazo del canal se emplaza sobre terrenos con pendientes

moderadas a abruptas, donde hay tramos cortos de laderas con
pendientes moderadas a suaves, los suelos de cobertura, están
constituidos por arenas limosas como material residual, englobando
clastos, cantos y gravas granodioríticos, el comportamiento que
poseen estos sectores es de meteorización intensa, provenientes de
los estratos rocosos plutónicos (roca original), aún se observan por
sectores bloques granodioríticos de grandes dimensiones en proceso
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constante de meteorización acarreados o derrumbados de las zonas

altas y depositados en zonas de penillanuras, que están siendo
utilizadas como terrenos de cultivo.
 Km. 3 + 020 al Km. 7 + 210
Geológicamente todo el largo de esta franja de terreno con un ancho

promedio de 100 m., comprometida con el trazo de canal, y la distancia
entre los Km. 3+020 al Km. 7+200, presenta afloramientos rocosos
masivos del tipo volcánico intrusivo (plutónico) superficialmente
alterada por el intemperísmo, pero igualmente y en tramos aislados
dentro de este kilometraje, esta misma roca presenta una intensa
meteorización en proceso de formación de suelos residuales,
caracterizándose como arenas limosas y arcillosas con coloración
amarillo óxido a blanquecina, presencia de clastos (mayores a 0.70 m.
de diámetro), cantos en matriz areno limosa poco compactas. También
se tienen bloques rocosos sueltos de grandes a medianas dimensiones
con moderada meteorización de la variedad granodiorita (roca matriz)
en gradación a tonalitas que se distinguen por contener mayor
proporción de plagioclasas. También se tiene la presencia de
afloramientos rocosos con procesos erosivos y meteorización leve.
En cuanto a las pendientes de los taludes de toda esta longitud se

precisa lo siguiente: desde el Km. 3+020 al Km. 4+000 se tiene
pendientes moderadas a fuertes. En el tramo Km. 4+000 al Km. 5+000
se tiene pendientes igualmente moderadas a fuertes. Desde el Km.
5+000 al Km. 6+000 (pasando la Quebrada de Higuerón), se tienen
taludes rocosos casi verticales (accidentados).
La pendiente del talud en el tramo Km. 6+000 al 7+210 es moderado

(con ángulos de 30° a 40° aproximadamente).
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Foto N° 29: Suelo residual originado de la roca granodiorita, conservada en profundidad.
 Km. 7 + 210 a Km. 10 + 050
Litológicamente en este tramo se tiene afloramientos rocosos de origen

volcánico intrusivo, plutónico del tipo granodiorítico, con presencia de
grandes áreas de terrenos con procesos erosivos y de meteorización
moderada, los mismos que componen los suelos residuales como
material de cobertura superficial, identificadas como arenas limosas
con presencia de clastos granodioríticos con diámetros máximos de
0.60 m. Hay tramos entre los Km. 8+000 al Km. 9+000, donde se tiene
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la presencia de rocas cuarcíticas, probablemente correspondientes a la

Formación Chimú, justamente ingresando ya, a la denominada
Quebrada Piedra Blanca en alusión al color de la roca (cuarcita), en la
superficie se observa clastos rocosos en una matriz limosa, con escasa
cobertura de suelo, estas rocas cuarcíticas se intercalan con la roca
intrusiva granodiorita, que hace su presencia masiva en toda el área.
Las pendientes de los taludes en toda esta longitud son subverticales
(accidentadas).
En el tramo entre el Km. 9 + 000 a Km. 11 + 170, se observa los

afloramientos masivos rocosos de origen volcánico, plutónico de tipo
granodiorítico, con una escasa cobertura de suelo superficial, rodeado
de extensas áreas de cultivo temporal con pendientes de moderadas a
fuertes. Los suelos arenosos limosos son el material de cobertura con
clastos granodioríticos producto de la incesante meteorización de los
afloramientos rocosos “in situ” como son el protolito, con principio de
metamorfismo, de la roca granodiorítica.
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Foto N° 30: El trazo del canal principal en el Km, 10+450, con cobertura vegetal muy superficial.
 Km. 11 + 170 a Km. 12 + 060
Litológicamente por tramos se tiene una cobertura superficial de suelos

residuales, pero predominan los afloramientos rocosos de origen
metamórfico, consistente en una alternancia de rocas de cuarcitas y
lutitas pizarrosas. Afloramiento superficial de cuarcitas de buena
potencia y de color blanco, con presencia de grandes áreas de
terrenos con procesos erosivos y de meteorización moderada, los
INGENIERIA CASCAS
mismos que componen los suelos residuales como material de

cobertura superficial, identificadas como arenas limosas con presencia
de clastos proveniente de rocas cuarcíticas, probablemente
correspondan a la Formación Chimú, en superficie se observa clastos
rocosos en una matriz limosa, con escasa cobertura de suelo, estas
rocas cuarcíticas se intercalan a veces con la roca intrusiva
granodiorita, que hace su presencia en toda el área. Las pendientes de
los taludes en toda esta longitud son suaves a moderadas.
Foto N° 31: Tramo Km. 12+000, cobetura de suelo superficial, pero aflora la cuarcita.
 Km. 12 + 060 al Km. 13+949
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Litológicamente este tramo tiene afloramientos rocosos de origen

volcánico intrusivo, plutónico del tipo granodiorítico, con presencia de
grandes áreas de terrenos con procesos erosivos y de meteorización
moderada, los mismos que componen los suelos residuales como
cobertura superficial, identificándose como arenas limosas con
presencia de clastos y cantos granodioríticos con diámetros máximos
de 0.60 m., por sectores se observa roca de la variedad denominada
protolito, roca en proceso de metamorfización, en superficie se observa
clastos y cantos rocosos en una matriz limosa, con escasa cobertura
de suelo. Las pendientes de los taludes en toda esta longitud son
moderadas (suaves).
Foto N° 32: Se observa la quebrada desde donde se captará las aguas de riego, hacia el sector de Las
Tunas, y el trazo del canal (Km. 1+ 200) viene hacia el lado izquierdo de la foto (área agrícola), tal como
se indica con la linea negra.
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Foto N° 33: Se observa la linea del trazo de canal, cruzando los terrenos con mínima pendiente, Km.
5+000, el trazo del canal siguiendo la linea negra .
INGENIERIA CASCAS
Foto N° 34: Se observa el tipo de terreno y la pendiente por donde pasa el trazo del canal, Km.
10+450.
Foto N° 34: Tramo final del trazo de canal Las Tunas en la Quebrada Chimbiles que recibirá el agua
para dirigirlo al área de cultivo de Cascas.
3.4.3.7.3. Botadero para la Construcción del Canal Principal
La construcción del canal Las Tunas implica trasladar los materiales de

construcción a la zona de obra con acémilas, con un tiempo de viaje de
tres horas. Debido a que no se cuenta con vías de acceso, y en la
hipotética idea de construir una vía de acceso, encarecería demasiado
el costo total del proyecto.
Por lo tanto el botadero o depósito de materiales excedentes (DME),

para el canal principal será aplicando el método de la “compensación
corte – relleno” y en forma manual.
INGENIERIA CASCAS
En todo el trazo del canal principal hay necesariamente cortes de

terreno natural, como también zonas donde se tendrá que rellenar con
material de préstamo, es así, como funcionará esta compensación e
intercambio de materiales excedentes.
Todo el material removido por medio de corte de la plataforma y de la

caja de canal, será trasladado por medio de carretillas (buguis) a las
zonas donde se requiera rellenar para completar la plataforma según
diseño, previa compactación manual. Es la única forma de eliminar
todos estos materiales excedentes, producto de las excavaciones de
plataforma y caja de canal.
3.4.4. GEOTÉNIA
3.4.4.1. GEOTECNIA DE LA CIMENTACIÓN DE LA PRESA
Las condiciones geotécnicas de la cimentación de la presa presentan una

similitud con los estudios a nivel de perfil del proyecto, correspondiente a
las características geológicas que presentan ambas.
El material de cimentación está constituido por una roca sedimentaria-

metamórfica, producto de eventos tectónicos que ocasionaron el
metamorfismo regional, en la que se aprecia la formación de un anticlinal y
la zona de cierre se encuentra dentro de su flanco en contrapendiente al
flujo del río.
Por la observación y evaluación en campo de los flancos de la quebrada y

su basamento, se aprecia rocas presentando fracturas, se infiere la baja
permeabilidad de la zona cuyas filtraciones serían menores y podrían ser
tratadas fácilmente, observándose diaclasamiento sin separación de
bloques o con relleno milimétrico compacto y escorrentía superficial sin
presencia de filtración hacia la base.
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Ilustración 1: Estratos rocosos con diaclasas sin separación.
3.4.4.2. CONDICIONES GEOTECNICAS DEL FLANCO IZQUIERDO
El flanco izquierdo está constituido íntegramente por rocas cuarcíticas de origen

sedimentario – metamórfico, con intercalación de lutitas pizarrosas. Se infieren
valores de RQD y RMR para rocas de buena calidad.
INGENIERIA CASCAS
3.4.4.3. CONDICIONES GEOTECNICAS DEL FLANCO DERECHO
El flanco derecho se compone de material cuarcítico, con presencia de fracturas y

diaclasas intercalados con lutitas pizarrosas. Se infieren valores de RQD y RMR
entre regular a buena por la resistencia obtenida en muestras enviadas a
laboratorio y por las condiciones que presenta el afloramiento.
INGENIERIA CASCAS
3.4.4.4. CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE
En el cálculo de capacidad portante, por las condiciones del terreno, que se

establece sobre terreno rocoso se realizaron ensayos de laboratorio para
determinar la capacidad portante de la zona de estudio.
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SIMPLE

(Kg/cm2) Mpa
M-1 (F.D) 373.2 36.6
Eje de
M-2 (F.D.) 386.6 37.9
presa
M-3 (F.I.) 352.3 34.5
De acuerdo a los valores obtenidos por el ensayo de Compresión Simple se obtiene

el valor de la capacidad portante o capacidad admisible que se define como:
Qadm = 0.2* qu
INGENIERIA CASCAS
Donde:
Qadm = tensión admisible
qu = resistencia a compresión simple
Muestra M-1 (F.D)
Qadm = 0.2 x 373.2 kg/cm2
Qadm = 74.64 Kg/cm2
Muestra M-2 (F.D)
Qadm = 0.2 x 386.6 kg/cm2
Qadm = 77.32 Kg/cm2
Muestra M-3 (F.I)
Qadm = 0.2 x 352.3 kg/cm2
Qadm = 70.46 Kg/cm2
Por valores obtenidos en laboratorio, por el ensayo de resistencia a compresión

simple y el análisis de la capacidad portante para zonas rocosas de cimentación,
por normas americanas, se obtuvieron valores superiores a 70 Kg/cm2.
INGENIERIA CASCAS
3.4.4.5. GEOTECNIA EN LA ZONA DEL VASO DE PRESA
Para la evaluación del terreno en el vaso de presa se realizó por medio de

obtención de muestras por excavación de calicatas para muestras inalteradas,
haciéndose un total de 4 calicatas (2 en ambas laderas del vaso). Se presenta en el
siguiente cuadro las coordenadas de las calicatas.
CALICATA COORDENADAS
C-1 E: 748748 N: 9177859
C-2 E: 748883 N: 9177804
C-3 E: 748792 N: 9177959
C-4 E: 748847 N: 9178270
Estas muestras fueron enviadas a laboratorio de mecánica de suelos para su

evaluación y determinar la caracterización del suelo. En el cuadro siguiente se
aprecia los resultados obtenidos de este análisis.
Granulometría Límites de
Humedad Clasificación
CALICATA % De Retención Atterberg
4 1/2" 4" 3 1/2" 3" 2 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 1/4" #4 #8 #10 #20 #40 #50 #60 #100 #200 LL LP IP % SUCS AASHTO
C-1 8.2 1.7 0 2.9 0 5 0 7.5 6.6 3.5 0 2.1 1.7 1.1 35.9 22.7 13 5.8 CL A-6 (6)
C-2 4.2 0 12 0 13.1 10.1 5 0 1.7 1.9 1.4 38.7 20.9 18 4.5 CL A-6 (6)
C-3 2.5 0 8.2 0 16 0 14.4 8.6 3.9 0 2 1.4 0.9 33.5 17.9 16 6.5 SC A-6 (3)
C-4 5.3 1.1 0 2.8 0 6.9 0 11.7 11.5 8.3 0 4.8 3.8 2.7 28.4 16.6 12 2.5 SC A-6 (2)
3.4.4.6. GEOTECNIA DE LA ZONA DE CAPTACIÓN
La zona donde se emplazará la bocatoma prepondera el material rocoso

distinguiéndose rocas de origen plutónico y tipo granodiorítico, presentando
xenolitos y buena resistencia. La presencia de bolones rocosos es
característico de la zona, provenientes por el acarreo del río y también por
desplome de paredes rocosas de la parte superior del río, también se
observa material areno-gravoso, la que comprende a los depósitos
fluviales, de bajo espesor y paredes con pendientes moderadas a fuertes
INGENIERIA CASCAS
en los flancos del río. Geomorfológicamente este pertenece a un valle

juvenil, que sigue en formación.
Ilustración 2: Zona de bocatoma, vista hacia el flanco derecho, en la que se aprecia una pared subvertical de roca
granodiorítica.
La evaluación realizada en la zona de captación, esta hecha por muestra

de roca enviada a laboratorio para determinar la resistencia a la
compresión simple y poder determinar la capacidad portante en la zona
donde se emplazará el proyecto. Este valor se aprecia en el cuadro
siguiente.
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SIMPLE
INGENIERIA CASCAS
(Kg/cm2) Mpa
BOCATOM
A 274.7 26.9
Mediante este valor se obtuvo la capacidad portante de la zona indicada por la

siguiente ecuación:
Qadm = 0.2* qu
Donde:
Qadm = tensión admisible
Qu = resistencia a compresión simple
En la muestra obtenida se tiene lo siguiente:
Muestra M-4
Qadm = 0.2 x 274.7 kg/cm2
Qadm = 54.94 Kg/cm2
Se obtiene el valor superior a 50 Kg/cm2 en la zona de captación o bocatoma de

capacidad portante del terreno.
3.4.4.7. GEOTECNIA DE LA LINEA DE CONDUCCIÓN
INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS
Las investigaciones geotécnicas se definen por los procesos de obtención de

muestras para el análisis y evaluación de las propiedades físico-mecánicas del
terreno, entre estas se pueden destacar investigaciones como geofísica, mecánica
de suelos y perforación diamantina.
INGENIERIA CASCAS
EXCAVACIONES EXPLORATORIAS
Este proceso involucra el desarrollo de calicatas para evaluar el terreno mediante

la obtención de muestra inalteradas, generalmente se elaboran pozos de
exploración de dimensiones 1 m de largo x 1 m. de ancho x 1 .50 m. de
profundidad.
Ilustración 3: Desarrollo de calicatas de 1.50 m de profundidad para la obtención de muestras inalteradas.
INGENIERIA CASCAS
ENSAYOS DE MECÁNICA DE SUELOS
INGENIERIA CASCAS
Progresiva % De Retención Atterberg
0+500 9.2 1.2 0 6.1 0 5.6 0 7.5 14 15.4 0 11 6.5 5 20.9 19.2 1.7 1.1 SM A-1-b (0)
1+000 4.8 20.1 20.9 0 11.5 7.7 4.6 18.9 15.4 3.4 0.6 SM A-2-4 (0)
2+000 3 0 1.5 0 5.1 0 9.5 16.2 13.2 0 10.8 8.8 6.7 17.1 15.2 1.9 1.5 SM A-2-4 (0)
2+500 1 0 1 0 22.4 23.3 12.9 0 9.1 7.5 4.1 23.5 22.7 0.8 2.3 SM A-1-b (0)
3+000 0.4 0 5.3 12 13.7 0 11.5 1 7.1 23 19.7 3.3 1.6 SM A-4 (3)
3+500 1.1 0 5.7 19 20 0 12.2 7.8 9.3 27.9 20.4 7.6 1.5 SC A-2-4 (0)
4+000 2.8 0 2 0 10 12.8 12.3 0 10.9 8.5 2.5 25.4 20.5 4.9 3.3 SC-SM A-4 (1)
4+500 2.1 0 3.4 0 5.9 0 9.6 11.5 10.8 0 10.6 5.9 3.2 24.6 21.1 3.5 0.5 SM A-4 (1)
5+000 0.6 0 2.5 4.6 6.8 0 9.7 8 5 30.4 24.6 5.8 6.1 ML A-4 (6)
5+500 5.2 1.5 0 2 0 2.5 0 12.5 16 9.6 0 6.5 5.8 2 21.2 14.9 6.3 2.3 SC-SM A-4 (0)
6+000 3.8 0 14.7 0 13 0 19.4 8 6.6 0 7.3 4.1 1.4 20.4 14.5 5.9 2.3 SC-SM A-1-b (0)
6+500 2.1 0 3.7 0 11.7 16.3 11 0 8.9 8.5 6.2 23.1 19.3 3.8 4.5 SM A-2-4 (0)
7+000 1.7 12 13.8 0 12.3 10 10.9 28.4 21.3 7 1.4 SC A-4 (1)
7+500 6.8 12 2.2 0 7.2 0 8.5 0 11.5 10.4 10 0 7.6 4.6 2.8 22.7 16.6 6.1 1.7 SC-SM A-1-b (0)
INGENIERIA CASCAS
8+000 0.2 0 1.3 3.5 4.2 0 6.4 9 7.2 25.4 18.7 6.7 11.5 CL-ML A-4 (7)
8+500 3.4 0 2 0 2.6 0 3.6 3.8 2.9 0 2.1 1.6 3.2 24.6 16.5 8.1 3.7 CL -
9+000 20.6 12.5 0 9.3 0 2.5 0 2.3 2.5 2.1 0 1.6 1.4 1.2 45.4 36.8 8.6 3.8 GM A-5 (2)
9+500 2.8 0 10 15 13.9 0 7.7 7.2 5.5 25.3 22.5 2.8 1.9 SM A-4 (1)
10+000 3.6 0 0.5 0 4 32 20.4 0 10.5 7.1 5.4 NP NP NP 0.7 SM A-1-b (0)
10+500 4.8 0 28 24.8 10 0 6.5 5 3.1 20.4 19.1 1.3 2.7 SM A-1-b (0)
11+000 0.5 0 2.6 6.1 7.1 0 7.2 6.3 5 27 17.5 9.5 7.7 CL A-4 (7)
SECTORIZACIÓN GEOTÉCNICA
- KM 0 + 000 – 0 + 150
Este tramo corresponde al emplazamiento del canal y bocatoma (esta se
ubica en el 0 + 000) sobre material rocoso de origen plutónico y tipo
granodiorítico.
- KM 0 + 150 – 3 + 046
Este material corresponde, según clasificación SUCS, a suelos areno limosos
SM, este material es producto de los procesos de meteorización que afectan a
la roca base presentándose como suelo residual.
- KM 3 + 046 – 3 + 705
En este tramo el canal estará emplazado sobre material areno arcilloso con
presencia de clastos granodioríticos, según clasificación SUCS esta
corresponde suelos SC.
- KM 3 + 705 – 4 + 170
En esta zona el material que se encuentra es areno arcilloso y areno limoso,
también comprende clastos angulares de roca granodiorítica, la presencia de
este material corresponde a la meteorización de la roca base, que hacia
profundidad se encuentra roca granodiorítica fresca. Según clasificación SUCS
esta corresponde a suelos SC-SM.
- KM 4 + 170 – 4 + 780
Comprende material areno limoso con presencia de clastos rocosos
granodioríticos, según clasificación SUCS corresponde a suelos SM.
- KM 4 + 780 – 5 + 230
En este sector el canal tendrá emplazamiento sobre material limoso de baja
plasticidad, presenta cantidades menores de arenas y arcillas y también
clastos rocosos granodioríticos. Según clasificación SUCS corresponde a suelos
ML.
- KM 5 + 230 – 6 + 375
INGENIERIA CASCAS
El emplazamiento es sobre material areno arcilloso y areno limoso, se aprecia

clastos rocosos dentro de la matriz de tipo granodiorítico, este material es el
producto de la meteorización de la roca base, la que se encuentra hacia
profundidad donde la meteorización es ausente.
- KM 6 + 375 – 6 + 730
Corresponde a material areno limoso con presencia de clastos granodioríticos,
según clasificación SUCS pertenece a suelos SM.
- KM 6 + 730– 7 + 240
Este tramo se emplaza sobre material areno – arcilloso, también se observan
clastos granodioríticos, según Clasificación SUCS son suelos SC.
- KM 7 + 240 – 7 + 780
En esta zona el material que se encuentra es areno arcilloso y areno limoso,
también comprende clastos angulares de roca granodiorítica, la presencia de
este material corresponde a la meteorización de la roca base, que hacia
profundidad se encuentra roca granodiorítica fresca. Según clasificación SUCS
esta corresponde a suelos SC-SM.
- KM 7 + 780 – 8 + 200
Presentan suelos cohesivos de tipo arcillo-limoso de baja plasticidad, también
se observan clastos granodioríticos de regular tamaño, según clasificación
SUCS este pertenece a suelos CL – ML.
- KM 8 + 200 – 8 + 640
Este tramo se emplaza sobre terreno arcilloso de baja plasticidad
comprendiendo algunos clastos dentro de su matriz, según clasificación SUCS
estos son suelos CL.
- KM 8 + 640 – 9 + 260
Se aprecian suelos gravo limosos, los clastos pertenecen a rocas cuarcíticas en
estado de alteración y fracturamiento intenso, también se observa una matriz
limosa. Según clasificación SUCS estos suelos son GM.
- KM 9 + 260 – 10 + 140
INGENIERIA CASCAS
Corresponde a material areno limoso con presencia de clastos granodioríticos,

según clasificación SUCS pertenece a suelos SM.
- KM 10 + 140 – 11 + 000
Este tramo se emplaza sobre terreno arcilloso de baja plasticidad
comprendiendo algunos clastos dentro de su matriz, según clasificación SUCS
estos son suelos CL.
3.4.4.8. GEOTECNIA EN OBRAS DE ARTE
Los ensayos se ejecutaron bajo las normas de la American Society for

Testing and Materials (ASTM)
ENSAYOS NORMA
Análisis Granulométrico por ASTM D 422
Tamizado
Límites de Atterberg ASTM D 4318
Contenido de humedad ASTM D-2216
Clasificación SUCS ASTM D 2487
Análisis Granulométrico por tamizado

La granulometría es la distribución de las partículas de un suelo de acuerdo
a su tamaño, que se determina mediante el tamizado o paso del agregado
por mallas de distinto diámetro hasta el tamiz N.º 200 (de diámetro 0.074
milímetros), considerándose el material que pasa dicha malla en forma
global. Para conocer su distribución granulométrica por debajo de ese tamiz
se hace el ensayo de sedimentación. El análisis granulométrico deriva en
una curva granulométrica, donde se plotea el diámetro de tamiz versus
porcentaje acumulado que pasa o que retiene el mismo, de acuerdo al uso
que se quiera dar al agregado.
Limite Líquido y Limite Plástico

Se conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este de ser
moldeable. Esta depende de la cantidad de arcilla que contiene el material
que pasa la malla Nº 200, porque es este material el que actúa como
INGENIERIA CASCAS
ligante. Un material, de acuerdo al contenido de humedad que tenga, pasa

por tres estados definidos: líquidos, plásticos y secos. Cuando el agregado
tiene determinado contenido de humedad en la cual se encuentra húmedo
de modo que no puede ser moldeable, se dice que está en estado
semilíquido. Conforme se le va quitando agua, llega un momento en el que
el suelo, sin dejar de estar húmedo, comienza a adquirir una consistencia
que permite moldearlo o hacerlo trabajable, entonces se dice que está en
estado plástico. Al seguir quitando agua, llega un momento en el que el
material pierde su trabajabilidad y se cuartea al tratar de moldearlo,
entonces se dice que está en estado semi seco. El contenido de humedad
en el cual el agregado pasa del estado semilíquido al plástico es el Limite
Liquido (ASTM D-423), y el contenido de humedad es el que pasa del
estado plástico al semi seco es el Limite Plástico (ASTM D-424).
Contenido de Humedad Natural (ASTM D-2216)

El contenido de humedad de una muestra indica la cantidad de agua que
esta contiene, expresándola como un porcentaje del peso de agua entre el
peso del material seco. En cierto modo este valor es relativo, porque
depende de las condiciones atmosféricas que pueden ser variables.
Entonces lo conveniente es realizar este ensayo y trabajar casi
inmediatamente con este resultado, para evitar distorsiones al momento de
los cálculos. Con los resultados de Contenido de Humedad, se presenta el
cuadro de “Contenido de Humedad”, que resume los resultados principales
de los materiales ensayados.
Clasificación de Suelos por el Método SUCS y por el Método AASHTO

Los diferentes tipos de suelos son definidos por el tamaño de las partículas.
Son frecuentemente encontrados en combinación de dos o más tipos de
suelos diferentes, como, por ejemplo: arenas, gravas, limo, arcillas y limo
arcilloso, etc. La determinación del rango de tamaño de las partículas
(gradación) es según la estabilidad del tipo de ensayos para la
determinación de los límites de consistencia. Uno de los más usuales
INGENIERIA CASCAS
sistemas de clasificación de suelos es el Sistema Unificado de Clasificación

de Suelos (SUCS), el cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por
nombre y por términos simbólicos. Con los resultados de propiedades
índices y análisis granulométrico, se presenta el cuadro “Clasificación de
Suelos”, que resume los resultados principales de los materiales ensayados
incluyendo las clasificaciones SUCS y AASTHO.
CANOA % De Retención Atterberg
1 1.1 0 1.2 9.1 15.8 0 12.4 9.8 6.5 23 21.1 1.9 1.6 SM A-4 (2)
2 1 0 6.6 21.2 14.2 0 9 8 5.2 23.1 19.9 3.2 2.6 SM A-2-4 (0)
3 0.3 0 6.8 28.2 15.6 0 9.5 8.3 6.5 25.6 25.2 0.4 1.3 SM A-1-b (0)
4 9.2 7.8 0 7.8 0 5.5 0 8.8 14.6 9.6 0 6.7 4.4 3 NP NP NP 1.7 SM A-1-b (0)
5 4.4 0 4.6 0 9.2 17.4 13 0 8.8 6.9 5.4 21.6 19.5 2.3 7 SM A-2-4 (0)
Corte Directo
VALORES DE COHESION Y ANGULO DE FRICCION INTERNA POR ENSAYO DE CORTE DIRECTO
ANGULO DE
PROGRESIVA CANOA COHESION FRICCION INTERNA
(Kg/cm2) °
2+156 1 0.03 22
3+150 2 0 25
3+627 3 0.07 24
3+842 4 0 28
4+069 5 0.03 27
CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE
El cálculo de valores de capacidad portante en las obras de artes

proyectadas se da mediante la obtención de tres valores, determinados por
el ensayo de corte directo, los datos necesarios son la cohesión del terreno,
ángulo de fricción y peso específico del terreno. Para determinar la carga
admisible o capacidad portante del suelo de cimentación se evaluó estos
valores y se obtuvieron los que se muestran en el cuadro siguiente.
INGENIERIA CASCAS
PROGRESIVA CANOA CAPACIDAD

PORTANTE
2+156 1 1.08 kg/cm2
3+150 2 1.31 kg/cm2
3+627 3 1.94 kg/cm2
3+842 4 1.99 kg/cm2
4+069 5 2.07 kg/cm2
3.4.4.9. GEOTECNIA DE MATERIALES DE PRESTAMO
CANTERA DE AGREGADOS
CANTERA PUNTA MORENO
Esta cantera se encuentra ubicada en las laderas del río Chicama, en la

localidad del mismo nombre, geográficamente se encuentra ubicada en las
siguientes coordenadas:
COORDENADAS GEOGRÁFICAS COORDENADAS UTM (ZONA 17 S)

LATITUD LONGITUD NORTE ESTE
7°35'21.98"S 78°53'46.80"O 9160527.70 732099.89
Esta cantera comprende material de origen fluvial, formado por el arrastre

de material y que fueron depositados a lo largo del río, se conforma de
gravas arenosas con cantos rodados y presencia de algunos bolones de
hasta 2.5 m en poca cantidad. Esta cantera posee grandes áreas de
explotación, esta viene desde el puente Ochape con un ancho casi
constante hasta pasar Punta Moreno. Se ubica a casi 30 km por carretera
asfaltada del poblado Chepate Alto, zona mas cercana para llegar hacia el
canal Las Tunas. Se encuentran buenas áreas también aguas arriba del
puente Ochape.
INGENIERIA CASCAS
Los ensayos realizados en materiales de cantera nos ayudan a determinar,

mediante evaluaciones de laboratorio, la idoneidad de la misma, la cual
tiene que cumplir ciertos parámetros.
Los ensayos realizados en agregados son:
- PESO UNITARIO DE AGREGADOS EN MATERIAL FINO

- PESO UNITARIIO DE AGREGADOS EN MATERIAL GRUESO
- ANALISIS GRANULOMETRICO
- GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCION DE LOS AGREGADOS
- DETERMINACION DE PARTICULAS CHATAS Y ALARGADAS
- EQUIVALENTE DE ARENA
- ABRASION (MAQUINA DE LOS ANGELES)
- CONTENIDO DE SALES SOLUBLES EN AGREGADOS
- CONTENIDO DE SULFATOS Y CLORUROS EN AGREGADOS
- DETERMINACION DE CARBON Y LIGNITO EN AGREGADOS
- IMPUREAS ORGANICAS
- DISEÑO DE MEZCLA F´C = 280 kg/cm2
4. DISEÑO DE LA PRESA
5. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONDUCCION Y OBRAS DE ARTE
El presente diseño hidráulico del sistema de Conducción Principal que forman parte
del Esquema Hidráulico del Proyecto que posibilitaran el transporte de los recursos
hídricos disponibles en el embalse La Carcel a fin de garantizar la demanda de agua
del área prevista, especialmente durante el periodo de estiaje y áreas de servicio de
la parte alta Ochape y Cascas.
El sistema de conducción contempla ente otras las siguientes estructuras.
a) Canal de conducción por tubería – Sistema de transvase de la subcuenca del río

Chingavillan a Cascas – 12.325 km.
INGENIERIA CASCAS
b) Obras de Arte, que incluye:
Túneles 02 unidades
Canoas 13 unidades
Acueductos 04 unidades
El diseño de las obras hidráulicas que conforman el presente Proyecto, se realizó

siguiendo los criterios técnicos establecidos por el Bureau of Reclamation (USBR) y
por las prácticas usuales de ingeniería en proyectos similares., además de lo
normado por el ANA para el diseño de presas, reservorios y sistema de conducción.
5.1. CRITERIOS DE DISEÑO
El sistema de conducción que parte de la bocatoma se plantea realizar por tubería

HDPE de diámetro 28” para la cual se ha considerado una rugosidad de Manning de
0.009 mm, el mismo que tiene dos secciones bien definidas para conducir:
 0.40 m3/s. Para Cascas
 0.30 m3/s. Para Ochape
Se ha considerado en parte del perfil sobre todo si tenemos en cuenta que de

acuerdo a la topografía es la única zona que tiene las condiciones de altitud para
trasvasar las aguas del Chingavillan a Cascas.
 Se ha tratado de acondicionar las pendientes existentes del terreno para evitar
movimientos de tierra grandes aparte que existen 02 túneles de cruce que
condicionan los niveles de un tramo a otro
 Se ha planteado el cambio de un canal revestido de concreto por un sistema
mediante tubería por las consideraciones siguientes:
- El sistema mediante tubería tiene mayor eficiencia hidráulica
INGENIERIA CASCAS
- El sistema mediante tubería no permite la sustracción del recurso hídrico como

en un canal abierto
- En un sistema mediante tubería se tiene mayor facilidad constructiva y se
necesita nuevos caminos de acceso por la topografía de la zona
- El tiempo de ejecución es menor en sistema por tubería que en un canal
revestido de concreto
- El sistema mediante tubería está mejor preparado para colocar un riego
tecnificado en el futuro
- El aspecto social se maneja mejor en un sistema mediante tubería
- La durabilidad operación es mayor en un sistema de conducción por tubería
- Asume mejor los riegos ante una eventualidad
- Los riesgos de afectación de la estructura por los peligros de inundaciones,
movimientos de masa y sismos son menores en un sistema por tubería.
5.2. CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS
La tubería de conducción de díametro interno 28”, 0.71 m, conduce un Caudal de

0.4 m3/s, con una rugosidad de 0.009, se presentan 12 tramos, en donde la
pendiente varía entre 0.14% y 0.48%, observándose tipos de flujo subcrítico y
supercrítico, como se observan en las Tablas N° 01 y 02.
INGENIERIA CASCAS
“Mejoramiento Y Regulación De La Disponibilidad Hídrica Del Sistema
De Riego En La Cuenca Alta Del Río Chicama, Cascas – Ochape Del
Distrito De Cascas – Provincia De Gran Chimú –
Departamento De La Libertad” – CUI N° 2354003
Diámetro
Inicio Final Longitud Caudal Cota Inicial Cota Final Desnivel Pendiente Y/D Descripción Sección
de diseño
0+000 1+888.3 1888.3 0.4 1923.5 1921.9894 1.5106 0.08% 0.71 0.84 Tubería Tipo I (Entubado)
1+888.3 2+963.45 1075.15 0.4 1921.9894 1921.2153 0.7741 0.07% 0.71 0.92 Tubería Tipo I (Entubado)
INGENIERIA CASCAS
Número
% Diámetro Pendiente Tirante Perimetro Radio Espejo Area Energía Tipo de
Inicio Final Longitud Caudal Rugosida Velocidad de Y/D
llenado interno S Y mojado Hidráulico de agua Hidráulica Específica flujo
dn froude
0+000 1+888.3 1888.3 83.68% 0.4 0.710 0.009 0.00080 0.5941 1.6399 0.2158 0.5249 0.3538 1.1305 0.6592 0.4396 Subcrítico 0.84
1+888.3 2+963.45 1075.15 91.86% 0.4 0.710 0.009 0.00072 0.6522 1.8197 0.2092 0.3882 0.3807 1.0507 0.7085 0.3388 Subcrítico 0.92
2+963.45 3+998.95 1035.5 67.56% 0.4 0.710 0.009 0.00130 0.4797 1.3701 0.2078 0.6648 0.2846 1.4053 0.5804 0.6857 Subcrítico 0.68
3+998.95 4+678.6 679.65 47.69% 0.4 0.710 0.009 0.00390 0.3386 1.0824 0.1721 0.7092 0.1863 2.147 0.5735 1.3375 Supercrítico 0.48
4+678.6 4+958.35 279.75 46.68% 0.4 0.710 0.009 0.00420 0.3314 1.0681 0.1697 0.7084 0.1812 2.207 0.5797 1.3932 Supercrítico 0.47
4+958.35 6+091.61 1133.26 53.77% 0.4 0.710 0.009 0.00260 0.3818 1.1689 0.1856 0.708 0.217 1.8436 0.555 1.0632 Supercrítico 0.54
6+091.61 6+286.43 194.82 45.48% 0.4 0.710 0.009 0.00460 0.3229 1.0511 0.1667 0.7071 0.1752 2.2827 0.5885 1.4641 Supercrítico 0.45
6+286.43 7+884.67 1598.24 88.63% 0.4 0.710 0.009 0.00074 0.6293 1.7424 0.213 0.4506 0.3711 1.0779 0.6886 0.3792 Subcrítico 0.89
7+884.67 9+412.70 1528.03 56.63% 0.4 0.710 0.009 0.00220 0.4021 1.2097 0.1912 0.7037 0.2313 1.7296 0.5545 0.9633 Subcrítico 0.57
9+412.70 9+624.01 211.31 46.68% 0.4 0.710 0.009 0.00420 0.3314 1.0681 0.1697 0.7084 0.1812 2.207 0.5797 1.3932 Supercrítico 0.47
9+624.01 10+226.40 602.39 44.94% 0.4 0.710 0.009 0.00480 0.3191 1.0433 0.1653 0.7064 0.1725 2.3189 0.5932 1.4982 Supercrítico 0.45
10+226.40 12+325.58 2099.18 91.86% 0.4 0.710 0.009 0.00073 0.6386 1.7724 0.2117 0.427 0.3752 1.0662 0.6966 0.3632 Subcrítico 0.90
INGENIERIA CASCAS
5.3. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS
ACUEDUCTOS.
La presente estructura se ha considerado para el cruce de las quebradas principales o de

mayor profundidad que cruzan el sistema. Se proyecta la construcción de 4 acueductos.
La estructura considerada consiste en un cruce aéreo mediante dos torres de fijación, con
cables aéreos de sustento para la tubería de cruce, la tubería está sujeta a los cables
principales mediante péndolas verticales.
Los cables que sujetan el peso principal están empotrados a cámaras de anclajes en
ambos estribos, que permiten la estabilidad de la estructura.
La tubería de cruce está constituida por tubería HDPE de 0.71 m de diámetro.
CANOAS.
Las canoas son estructuras que permiten el cruce del agua de las quebradas que cruzan
el sistema, estas han sido diseñadas teniendo en consideración el caudal que pasa sobre
ellas, así mismo de acuerdo al área de emplazamiento pueden ser:
- Canoas que van a permitir el cruce directo del agua.

- Canoas que aparte de permitir el cruce del agua de las quebradas van a crear todo
un sistema de cunetas de coronación que recolectara el agua del talud aguas
arriba y va a ser conectado a la cuneta directamente.
- Canoas que van a ser conectadas a un sistema de drenaje en la zona de aniego o
bofedales.
INGENIERIA CASCAS
Se proyecta la construcción de 13 canoas, entre las cuales se tiene 03 tipos de canoas de
diferente ancho cuyo inventario de acuerdo a su ubicación se puede apreciar en el cuadro
resumen de obras de arte.
BOCATOMA
La bocatoma proyectada es una estructura de concreto armado que se emplaza a la

salida del cañón rocoso sobre el rio Chingavillan a la altura del sector LAS TUNAS, con
barraje fijo de regulación y barraje móvil para la eliminación de sedimentos y despedrado.
Se contempla un vocal o ventana de captación lateral la misma que está conformado por
dos ventanas, así mismo, se consideran muros de encausamiento de ingreso y salida
para la protección de las riveras y encausamiento del curso del agua.
Su diseño se ha realizado para un periodo de retorno de 500 años con un caudal de

130.30 m3/seg. El fin de la obra es captar y derivar 0.7 m3/seg, 0.4 m3/seg para cascas y
0.3 m3/seg para Ochape.
Entre las estructuras y/o elementos componentes tenemos:
- Muro de encausamiento
- Barraje fijo
- Barraje móvil
- Compuerta de control
- Desarenador
- Canal de salida
- Losa de maniobras
Para determinar la capacidad de la ventana de captación se ha tomado en cuenta el canal

del servicio que establece la demanda de las áreas a regar Q = 0.7 m3/seg al que se ha
INGENIERIA CASCAS
incluido un 10% más con la finalidad de darle facilidad de trabajo al desarenador, vale
decir que puede operar sin disminuir el caudal de diseño.
Las compuestas de control y regulación son del tipo ARMCO con izaje de tornillo con
operación manual sobre una losa de maniobras.
Teniendo en cuenta la zona de emplazamiento de la bocatoma donde la topografía es

accidentada y no cuenta con caminos de acceso, se plantea que el concreto a utilizarse
sea un concreto ciclópeo para muros y albañilería de piedra para la losa de fondo.
CUADRO DE OBRAS DE ARTE PRINCIPALES PROYECTADAS

Tabla 1: Cuadro de obras de arte principales proyectadas
OBRAS DE ARTE PRINCIPALES PROYECTADAS

TIPO CANT PROGRESIVA LONG
BOCATOMA 1 0+000 -
DESARENADOR 1 0+020 10
2+625 TIPO II
3+128 TIPO II
3+465 TIPO III
3+600 TIPO II
3+818 TIPO II
4+025 TIPO II
6+456 TIPO I
CANOAS 13
7+176 TIPO I
7+340 TIPO II
7+722 TIPO I
8+072 TIPO III
8+434 TIPO I
10+749 TIPO III
1+721 1+804 83.00 m
2+205 2+256 51.00 m
ACUEDUCTO 4
7+066 7+105 39.00 m.
11+137 11+175 38.00 m.
TUNELES 2 5+339 5+373 34.00 m.
INGENIERIA CASCAS
11+758 11+850 92.00 m.
CUADRO DEL DISEÑO HIDRÁULICO PARA EL PROYECTO EN

CASCAS 2023
Tabla 2: Cuadro de Diseño para el proyecto en Cascas
“Mejoramiento Y Regulación De La Disponibilidad Hídrica Del Sistema De Riego En

La Cuenca Alta Del Río Chicama, Cascas – Ochape Del Distrito De Cascas –
Provincia De Gran Chimú – Departamento De La Libertad”
DESCRIPCIÓN EXPEDIENTE 2023
LONGITUD 12,325 M
TIPO DE CONDUCCIÓN CANAL ENTUBADO
CAUDAL DE DISEÑO 0.4 m3/seg

CANOAS 13
ACUEDUCTOS 4
TUNELES 2
INGENIERIA CASCAS
5.4. DISEÑO HIDRÁULICO PARA EL PROYECTO

Análisis por Tramos – Sistema de Conducción de Cascas
BOCATOMA
MEMORIA DE CÁLCULO DE DISEÑO DE BOCATOMA
CALCULO DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DEL RÍO
Para estimar el valor de la rugosidad (n) se utilizó el coeficiente de COWAN que se calculó en
función a las características físicas del río y las condiciones que presenta su cauce haciendo uso de
la siguiente expresión:
n = (n0 + n1 + n2 + n3 + n4)*m5
Donde:
n0: Es un valor básico de n para un canal recto, uniforme y liso.

n1: Es un valor agregado a n0 para corregir el efecto de irregularidades de superficie
n2: Es un valor para las variaciones en forma y tamaño de la sección transversal del canal
n3: Es un valor de corrección debido al grado de obstrucciones
n4: Es un valor de corrección por presencia de vegetación y condiciones de flujo
m5: Es un factor de corrección para los meandros
INGENIERIA CASCAS
Tabla 3: Valores para el cálculo de coeficiente de rugosidad
Fuente: Hidráulica de tuberías y canales, Arturo Rocha
Reemplazando:
n = (0.028 + 0.010 + 0.050 + 0.020 + 0.020) *1.150

n = 0.1472
INGENIERIA CASCAS
Para efectos de cálculo se consideró n = 0.1472
ANCHO DE ENCAUZAMIENTO
Para poder determinar el cálculo del ancho del encauzamiento se requerirán emplean algunas
fórmulas empíricas. Las cuales requerirán de los siguientes datos:
Datos:
Caudal máximo del río Q máx.=130.30 m3/s
Factor de fondo Fb = 1.2
Factor de orilla Fs=0.2 (tratamiento de cauce)
Parámetro característico del suelo a=0.75
Coeficiente de rugosidad del rio n=0.1472
Pendiente del río S=0.1308
 FORMULA DE BLENCH
Reemplazando
B=1.81∗
√ Q∗F b
Fs
B=1.81∗√ 130.30∗1.2/0.2
B = 50.61
m
 FORMULA DE ALTUNIN
a∗√ Q
B=
S 0.2
Reemplazando
0.75∗√130.30
B=
0.13080.2
INGENIERIA CASCAS
B=12.86 m
 FORMULA POR PETIT

B=2.45∗√ Q
Reemplazando
B=2.45∗√ 130.30
B=27.97 m
Se descarta el resultado obtenido por la Fórmula de Blench, debido a que el valor difiere
de los otros valores obtenidos con las fórmulas de Altuni y de Petit. El resultado de 50.61
m se obtiene con un Fb de 1.2 y Fs de 0.1 que no coincide con el material rocoso del
cauce.
Una vez obtenido los valores se hará una estimación del ancho de encauzamiento en
referencia al promedio de los valores obtenidos previamente.
B = B2 + B3
2
Reemplazando
B = 20.41 m
Sin embargo, por consideración de diseño el valor obtenido anteriormente es referencial,

por ello se escogerá el valor de 15 m debido a las características del terreno y topografía
actual del río.
Se considerará un ancho de:
B=15.00 m
INGENIERIA CASCAS
TIRANTE EXTRAORDINARIO
Para el cálculo del tirante se empleará la ecuación de Manning, para ello se requerirán los
datos que se muestran a continuación:
Ancho de encauzamiento B=15.00 m
Caudal máximo del río Q=130.30 m3/s
Pendiente del río S=0.1308
Coeficiente de rugosidad del río n=0.1472
Ecuación de Manning
2 1
1
Q= ∗A∗R 3 ∗S 2
n
Considerando para un canal rectangular
A=B∗yn
( )
2
B∗yn 3
R=
B+ 2∗yn
Reemplazando:
130.30 = (1/0.1472) * (15 * yn) * (15 * yn / (15 + 2 * yn))2/3 * (0.1308)1/2
yn rio=2.3823 m
INGENIERIA CASCAS
Por lo tanto, la altura del muro de encausamiento no podría ser menor a 2.3823 m.
adoptándose
H=4.00 m., por la topografía actual del río.
DISEÑO DE BARRAJE (FIJO Y MÓVIL)
CÁLCULO DE LA ALTURA DEL BARRAJE

La altura del barraje tiene por objeto asegurar la derivación del caudal necesario en el
canal principal y permite el paso de excedentes por encima de la cresta.
El nivel de la cresta del barraje cómo se muestra en la figura; está dado por:
Cc=Co + ho + h + Hfv + 0.20
Dónde:
Co = Cota del lecho delante del barraje (Co=1922.80 m.s.n.m.)
h = Altura de la Ventana de Captación ( h=0.70 m)
ho = Altura del umbral de toma, para evitar el ingreso de solidos (ho = 0.70 m)
Hfv = Pérdida de carga (Hfv=0.07m)
INGENIERIA CASCAS
El sumando de 0.20 m; es altura de carga o sello de agua considera por seguridad, para
corregir efectos de oleaje y de coeficientes de fórmula.
Reemplazando valores se tiene:
Cc= 1922.80 + 0.7 + 0.7 + 0.07 + 0.2
Cc= 1925 m.s.n.m.
Luego la altura del barraje fijo (P) será:

PB=Cc – Co + Hfv
PB= 1925 – 1922.80
PB= 2.20 m
Por lo tanto, la altura del barraje es 2.20 m de altura.
DIMENSIONAMIENTO DE LA COMPUERTA DE LIMPIA

Debiéndose mantener limpia de sedimentos transportados por el río, la zona
inmediatamente a la captación se debe dotar a la Bocatoma de un sistema de compuertas
de limpia.
CRITERIOS PARA SU DIMENSIONAMIENTO:
1. Área de la sección transversal de la compuerta de limpia debajo de la corona del

aliviadero, varía de 1 a 2 veces el área de la ventana de captación. Acl = (1 – 2 ) Avc
Dónde:
Acl = Área de la compuerta de limpia
Avc = Área de la ventana de captación.
2. Área de la compuerta de limpia debajo de la cresta del aliviadero es 1/10 del área de
atajada por el aliviadero Acl=Avc/10
Dónde:
Acl = Área de la compuerta de limpia.
Aal = Área atajada por el aliviadero.
Entonces, se tendrá:
Acl = 2 x Avc, pero sabemos que: Avc = 2 x h x L
INGENIERIA CASCAS
Dónde:
h, L = Dimensiones de la ventana de captación.
Reemplazando valores: Acl = 2 x 1.2 x 1.2

Acl= 2.88 m2
Además, de la figura, se tiene: Acl = 2.20 x L
Despejando “L” y reemplazando el valor de Acl, se tendrá: L = 1.309 m ≈ 1.3 m
También:
Acl = Avc/10
De la figura 02, se tiene que:
Acl = 2.20 x L
Avc = 2.20 x (15 – L)
Avc = 33-2.20L
Reemplazando valores se tiene: L=1.36m
Asumiremos luego una longitud de la compuerta de limpia de:
L=1.36 m
Luego: Acl=1.36m x 2.20m
Acl = 2.992m2
PREDIMENSIONAMIENTO DEL PILAR

El espesor del pilar para el predimensionamiento es:
INGENIERIA CASCAS
L
e=
4
Dónde:
L = Luz libre entre pilares, ancho de compuerta de limpia (L = 1.36m)≈1.5 m
Reemplazando valores se tiene que el espesor del pilar es el siguiente:
e=0.34m, por lo tanto se va a tomar el valor de e=0.50m por que se ha considerado
colocar dos pilares.
La zona de limpieza de grueso estará compuesta por 2 compuertas, 1 compuerta

desgravadora, 1 compuerta despedradora y una pequeña transición que dirija hacia la
ventana de captación.
La dimensión de las compuertas se obtiene de ARMCO donde las dimensiones de las
Compuerta desgravadora 0.75 x 2.20 m

Compuerta despiedradora 0.75 x 2.20 m
Ancho de los pilares 0.50 m
INGENIERIA CASCAS
CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO
INGENIERIA CASCAS
Q= 0.77 m3/s
b= 1.2 m
S= 0.001
n= 0.014
INGENIERIA CASCAS
Yn= 0.6253
H= 2.53 m Carga sobre el barraje
B= 2.2 m Altura del barraje
Calculo de caudal "Qo" en canal de captacion cuando ocurre Qmax.
1 2
4.03 m.
Qo
0.63 m.
s%
0.70 m.
Para el Q max. :
130.30 m³/s
En la sección 1-1 :
Qo = 0.6 * A * [ (2*g*h)^ 0.5 ]
Qo = 2.01 * h^0.5
En la sección 2-2:
Qo = A * (R^ 2/3 ) * (S^0.5) / n A = (4.03 -h )*b

b = 1.20 m.
Igualando el caudal en las dos fórmulas tenemos que iterar en el siguiente

cuadro:
INGENIERIA CASCAS
hasta que y=0 :
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
1.950 m. 2.000 m. 2.050 m. 2.100 m. 2.150 m. 2.200 m. 2.250 m.
-0.10
h
h y
2.000 m. 0.45
2.100 m. 0.20
2.170 m. 0.02
2.175 m. 0.00
2.180 m. -0.01
2.190 m. -0.03
En conclusión el caudal que pasara por el canal de captación en épocas de máximas avenidas es:
Qo = 2.01 * h^0.5 = 2.96 m³/s
Ahora el caudal que conduce el canal de captación es de: 0.77 m3/s
INGENIERIA CASCAS
CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN
Estará a 0.7m por encima del nivel del río (1922.80 m.s.n.m.), debido a que el río arrastra una
considerable cantidad de sólidos, por presentar una pendiente moderada.
La longitud de la ventana de captación se determinará por la fórmula de VERTEDEROS de descarga

libre, que considera la siguiente relación:
Q = CLh3/2 (Francis)
Dónde:
Qd = Caudal a derivar más caudal necesario para la operación del sistema Qd=2.96m3/s (caudal
máximo diario)
C = Coeficiente de Vertedero (C=1.8)

L = Longitud de la ventana de captación (Asumiendo L = 1.20m)
Reemplazando:
h=1.234 m
Por lo tanto h=1.20m
DISEÑO DE LA REJILLA EN LA VENTANA DE CAPTACIÓN

Teniendo en cuenta que la limpieza de la rejilla será manual se dará a esta una inclinación de 60°
con la horizontal.
en= espacio entre barras = 0.10 m

eg= espacio entre barras medias = 0.119 m
Nº de barras = 9.00 barras
DIMENSIONAMIENTO FINAL DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN
INGENIERIA CASCAS
0.20
Qing
ho L
Q cap = 2.71 m³/seg Caudal de captación por la ventana
ho = 0.70 m Altura del umbral de la ventana de captación
h = 1.20 m Altura de la ventana de captación
L = 1.20 m Largo de la ventana de captación
B.L. = 0.20 m Borde libre sobre la ventana de captación
hr = 0.183 m Pérdida de carga por la rejilla en la ventana
INGENIERIA CASCAS
CARGA DE AGUA SOBRE LA CORONA DEL BARRAJE
Por principio se tiene: Q máx. = Q aliviadero + Q comp. Limpia
Del análisis hidrológico se tiene: Q diseño = 130.3 m3/seg
Q diseño = CxLx H 1.5+Cdxbxax√ 2 xgxh
INGENIERIA CASCAS
La longitud neta efectiva de la cresta está dada por:
L=L1- 2xHx[(Nx K P ¿+ K A]
Dónde:
L= Longitud efectiva de la cresta
L1=longitud bruta o total de la cresta. No se incluye el ancho del canal de limpia (L1=13m)
N=Número de pilares que atraviesan el aliviadero (Asumimos N=1)
K P=Coeficiente de contracción en los pilares ( K P=0.01)
K A = Coeficiente de contracción en los estribos ( K A =0.2 , para estriboscuadrados ¿
Reemplazando valores, se tiene:
L=13-0.42He
Para calcular el valor del coeficiente de descarga “C”, se dará valores a “H”
PRIMER TANTEO (Asumiendo He=2.53m)
INGENIERIA CASCAS
Tomando en cuenta la profundidad de llegada
P/Ho=0.87
Co=2.1408
Cálculo del caudal que descarga que pasa por el aliviadero:
Qal = CxLx H 1.5
Dónde:
Qal = Descarga sobre aliviadero
C= Coeficiente de descarga (C=2.1408)
L=Longitud efectiva de la cresta (L=13m)
INGENIERIA CASCAS
Ho= Carga sobre la cresta incluyendo hv(Ho=2.53m)
Reemplazando valores:
Qal = 2.1408x13x2.531.5 =111.99 m3/seg
Para el diseño, se supone que la compuerta de limpia estará totalmente levantada cuando
el caudal máximo del río se presente.
Lo calculamos asumiendo que funciona como orificio sumergido.
Qcl=Cdxbxax√ 2 xgxh
Dónde:
Qcl: Descarga sobre la compuerta de limpia (Asumiendo que funciona como orificio
sumergido)
Cd= Coeficiente de descarga (Cd=0.75)
a= Altura de la compuerta de limpia (a=2.2m)
INGENIERIA CASCAS
b=Ancho de la compuerta de limpia (b=1.50m)
h=Carga del orificio
Pero:
h= Y1-a/2
Además, se tiene que: Y1=a+Ho
Reemplazando valores se tiene:
Y1=2.2+2.53=4.73m
Luego reemplazamos el valor de “Y1” en la siguiente ecuación, se obtendrá:
h=4.73-2.2/2=1.265m
Luego reemplazamos el valor de “h” en la siguiente ecuación, se obtendrá:
Qcl=0.75x1.5x2.2x√ 2 x 9.81 x 1.265
Qcl=12.33 m3/seg
Comprobando los valores de “Qal” y “Qcl”; en la siguiente ecuación:
INGENIERIA CASCAS
Qmáx= Qal+Qcl; se comprueba que no cumple la condición.
Realizando iteraciones hasta que se cumpla con la condición de la ecuación:
Qmáx= Qal+Qcl
Tabla de valores obtenidos de las diferentes iteraciones realizadas
P Ho P/Ho Co Qal(m3/seg) Qcl(m3/seg) Qmáx(m3/seg)

2.2 3 0.73 2.135 130.24 22.20 152.44
2.2 2.7 0.81 2.144 112.87 21.37 134.24
2.2 2.63 0.84 2.151 109.13 21.17 130.31
2.20 2.530 0.88 2.152 103.36 20.89 124.24
2.20 2.000 1.10 2.162 74.36 19.30 93.66
Se tendrá:
Ho=3m
Co=2.151m
Qal=109.13 m3/seg
Qcl=21.17 m3/seg
Sumando estos valores cumple la condición de la ecuación:
Qmáx= Qal+Qcl
Entonces proseguimos con el diseño.
La carga de diseño “ho” está dada por:
ho=Ho-hv
Dónde:
2
V
hv=
2g
INGENIERIA CASCAS
Q 109.13 m3/ seg
Pero: V= =
A 13∗(2.20+ho )2
Reemplazando el valor de “V” en la ecuación, se tiene:
8.39
hv= 2
( 2.2+ h0 )
Luego reemplazando del valor de h ven la ecuación, se tiene:
8.39
h o=2.63- 2
( 2.2+h0 )
Realizando iteraciones hasta que se cumpla, se tendrá el valor de ho
ho= 2.47 m
Con esta carga de agua se está asegurando que pase sin ningún inconveniente el caudal de
máxima avenida de diseño Qmáx=130.3 m3/seg, en caso éste se presente.
Reemplazando el valor de ho, se tiene: v=1.79 m/seg
DIMENSIONAMIENTO DEL PERFIL DEL BARRAJE FIJO
CÁLCULO Del PERFIL CREAGER
De acuerdo a los perfiles WES (Water Experimental Station), y con la pendiente vertical de
carga aguas arriba el perfil tipo Creaguer tenemos :
INGENIERIA CASCAS
Donde :
x, y = son coordenadas de perfil de la cresta, con origen en el punto mas alto:
H B= Altura de diseño para un caudal máximo
Se tiene: HB =
Despejando Y en la resulta:
tabulando estos datos tenemos :
PERFIL CREAGUER
PERFIL CREAGUER
Nº X Y 0.000
1 0.00 0.000 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
0.00
2 0.10 -0.003 -0.0500.00
3 0.20 -0.011 0.01
-0.100
4 0.30 -0.024 0.02
5 0.40 -0.040
-0.1500.04
6 0.50 -0.061 0.06
7 0.60 -0.085 -0.2000.09
-0.250
-0.300
INGENIERIA CASCAS
8 0.70 -0.114 0.11
9 0.80 -0.145 0.15
10 0.90 -0.181 0.18
11 1.00 -0.220 0.22
12 1.05 -0.241 0.24
Los Valores que se establecen se hallan en Función de la cargas de agua del barraje, por ello se tiene
las siguientes medidas
R1 =0.235 HB = 0.62 m
R2=0.530 HB = 1.39 m
X1 =0.284 HB = 0.75 m
X2 =0.147 HB = 0.39 m
X3 =0.082 HB = 0.22 m
Y1 =0.530 HB = 1.39 m
Y2 =0.247 HB = 0.65 m
Y3 =0.127 HB= 0.33 m
Y4 =0.021 HB = 0.06 m
Se optará para nuestro caso, el perfil CREAGER, cuya fórmula es la siguiente:
n
Y X
=−K ( )
HO HO
INGENIERIA CASCAS
Dónde:
X, Y = Coordenadas del perfil de la cresta del vertedero con origen en el punto más alto de
la cresta.
H O =¿Carga neta sobre la cresta. ( H O =2.63 m)
K, n = Parámetro que dependen de la inclinación de la superficie aguas arriba del barraje,

Cimacio o Azud.
De acuerdo a la tabla para una posición casi vertical (que es el caso del proyecto), se tiene:
K=1.936 n=1.836
Reemplazando valores en la ecuación se tiene:
X
1.836
=2¿
1.836
X
Y=
2∗¿ ¿
Para el proyecto se tiene H O =2.63m, entonces se tendrá:
Y =¿0.20* X 1.836
Derivando la expresión
INGENIERIA CASCAS
dy 0.836
=0.20∗1.836∗X
dx
dy
Para una inclinación ( ¿ de 1:1.5; se tendrá
dx
1 1.836
=0.37∗X
1.5
De dónde obtenemos X=1.05 m
Reemplazando el valor de “X” en la ecuación, se tiene y=0.24 m Valores de “X” e “Y” donde
empalmara la recta tangencial desde una circunferencia de radio R=1.5Ho, a la curva de la
cresta.
INGENIERIA CASCAS
ESQUEMA DEL PERFIL CREAGER
Los siguientes parámetros del diseño del barraje que a continuación se detallan, están
indicados en el Bureau of Reclamation del diseño de vertederos de demasias.
Xc =0.282Ho = 0.74m
Yc =0.175Ho = 0.46m
R M =0.5Ho = 1.32m
R N =0.2Ho = 0.53m
R =1.5Ho = 3.95m
INGENIERIA CASCAS
Punto Tangencial Pt(1.05, 0.24)
Cálculo de la Tangente:
T=Rxtan(φ/2)
Asumiendo φ=33°
T=1.50xtan(33°/2)
T=0.39m
DISIPACIÓN DE ENERGÍA: TANQUE AMORTIGUADOR
CÁLCULO DE LOS TIRANTES CONJUGADOS
CÁLCULO DEL TIRANTE(d1):
E¿ = ETL+h 0−1 (Ecuación de BERNOULLI)
Datos:
Qmáx=109.13 m3/seg (Caudal que pasa por el aliviadero)
L=13m (Longitud del Barraje vertedor sin el canal de limpia)
2
V1
ΔZ+P+hv+ho=d1+ + Δh
2g
( )
2
2 Qmax
V1=
Lxd 1
INGENIERIA CASCAS
Además asumiendo ΔZ=0.5m por razones topográficas y reemplazando en la ecuación se

tiene:
4.23
5.70=d1+ 2
d1
d1 =0.95m
Entonces V1=8.84 m/seg
CÁLCULO DEL TIRANTE CONJUGADO (d2):
d2 = -
2
+
√
d 1 2 xd 1 x V 12 d 12
g
+
4
d2= 3.44m
Siendo este el tirante del río inmediatamente aguas debajo de la poza de amortiguación
Luego:
A2=Lxd2=13x3.44=44.72m2
Qmáx
V2= =109.13/44.72=2.44m/seg
A2
2 2
V 2 2.44
hv2= = =0.30 m
2 g 2 x 9.81
Cálculo del tirante normal (dn)
2
V2
d2+ =S+dn
2g
Donde: S=profundidad de la poza (Asumiendo s=0.5m)
3.44+0.30-0.50=dn
Finalmente tenemos: dn=3.25 m
INGENIERIA CASCAS
LONGITUD DE LA POZA DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA (LP)
Existen varios criterios, que se dan a continuación:
Según la US BUREAU OF RECLAMATION
L=4d2=4x3.44=13.77m
Según LINDQUIST Y/O BAKHMETEV – MAZTKE
L=5(d2-d1)
L=5(3.44-0.95)=12.46m
Según SAFRANEZ
L=6d1F1
V1 8.84
Dónde F1= = =2.89
√ gxd 1 √ 9.81 x 0.95
L=16.50m
Según PAVIOSKI
L=2.5X(1.9d2-d1)
L=2.5(1.9x3.44-0.95)=13.98m
Adoptaremos una longitud de la poza amortiguada de L=14m, teniendo en consideración a

que es el valor más próximo que comprende a las fórmulas donde como parte “d1” y “d2”,
que se localizan en la poza amortiguada.
CALCULO DEL ESPESOR DEL ENROCADO
Longitud del enrocado aguas arriba del aliviadero de demasías:
INGENIERIA CASCAS
Lmin=5xho
Lmin=5x2.64=13.2m
Adoptaremos Lmin=13m
ESPESOR DEL ENROCADO
( )
1
H ( )
E=0.6xq 1/ 2x 4
g
q=
Qmax
=109.13 /13=8.39m3/seg
¿
H=carga hidráulica
H=P+Ho=2.2+3=5.2m
Reemplazando valores:
E=1.48m ≈1.5 m
Deberá utilizarse roca de φ=1.50m como mínimo.
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DEL COLCHÓN AMORTIGUADOR
El espesor elegido al comienzo del zampeado debe ser suficiente para resistir el impacto
del agua, que baja desde la cresta del vertedero, este valor está dado por:
1
E=0.2xq 1/ 2x( Z )( 4 )
Dónde:
Q= Caudal unitario que pasa por el aliviadero (q=8.39m3/seg)
Z=Diferencia de niveles aguas arriba y aguas abajo del vertedor
Z=P+ho+1.5-d1=2.2+3+0.5-3.25=2.45m
Resolviendo la ecuación:
E=0.73m
INGENIERIA CASCAS
Adoptamos un espesor de E=0.90m que permite contrarestar los efectos de sub – presión
debido a que no se ha considerado la instalación de lloraderas, rompe presiones en la losa
del colchón amortiguador.
MEMORIA DE CALCULO DEL DISEÑO DEL DESARENADOR
Se plantea diseñar un desarenador de baja velocidad (v < 1m/s) , con el objetivo de separar y remover el material solido que
lleva el agua del canal Q= 1 m3/s
Q= 1 m3/s
1.- DIAMETRO DE PARTICULAS A SEDIMENTAR:
En este caso el material sólido a sedimentar en partículas de arena fina:
Arena fina - gruesa d= 0.25 mm
INGENIERIA CASCAS
2.- CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DEL FLUJO "v" EN EL TANQUE:
Utilizamos la fórmula de Camp
Donde: d= Diámetro (mm)
a= constante en función del diámetro
Para: d= 0.25 mm
a= 44
Luego aplicamos la formula de Camp
v= 22.00 cm/s
v= 0.22 m/s
De acuerdo a lo anterior vemos que la velocidad del flujo determinada es adecuada.
3.- CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE CAIDA "w"
3.1.- ARKHAGELSKI
Tabla en la cual determinamos w(cm/s) en función del diámetro
de partículas d (mm)
Para un diámetro de d (mm)= 0.25
El w será (según la tabla mostrada):
w= 2.7 cm/s
INGENIERIA CASCAS
w= 0.027 m/s
3.2.- NOMOGRAMA STOKES Y SELLERIO
Permite calcular w(cm/s) en función del diámetro d (mm)
Según Stokes:
w= 5 cm/s
w= 0.050 m/s aprox.
Según Sellerio
w= 2.5 cm/s
w= 0.025 m/s aprox.
5
2.5 3.3.- OWENS
0.25
Con la fórmula propuesta:
w = velocidad de sedimentación
Donde: (m/s)
d = diámetro de partículas (m)
ρs= peso especifico del material
(g/cm3)
k = constante que varía de acuerdo con la forma y naturaleza de los granos, sus
INGENIERIA CASCAS
valores se muestra en la tabla
Entonces:
ρ s= 1.67 gr/cm3
K 1.28
d= 0.25 mm
Entonces:
w= 0.017 m/s
3.4.- SCOTTI - FOGLIENI
Donde: w = velocidad de sedimentación (m/s)

d = diámetro de la partícula (m) d= 0.25 mm
w= 0.062 m/s
3.5.- PROMEDIO DE LOS "w"
Para el cálculo de w de diseño, se puede obtener el promedio de los ws con los métodos enunciados
anteriormente. Se tomará el promedio de los w obtenidos y obtendremos
INGENIERIA CASCAS
w1= 0.0270 m/s

w2= 0.0500 m/s
w3= 0.0250 m/s Wpromedio= 0.0361 m/s
w4= 0.0166 m/s
w5= 0.0622 m/s
4.- CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DEL TANQUE
V
h
w
L b
4.1.- ANCHO DEL DESARENADOR
Asumiendo una altura (h) de:

h= 2 m
b= 2.27 m
bredondeado= 2.50 m
4.2.- LONGITUD DEL DESARENADOR
L= 12.17 m
Lredondeado= 12.5 m
INGENIERIA CASCAS
4.3.- TIEMPO DE SEDIMENTACIÓN
5
t= s
5
4.4.- VOLUMEN DEL AGUA CONDUCIDO EN ESE TIEMPO
5
V= m3*seg
5
4.5.- VERIFICACIÓN DE LA CAPACIDAD DEL TANQUE
6
V= m3
3
Se verifica que Vtanque > Vagua
Para facilidad del lavado al fondo del desarenador se le dará una pendiente del 2.5%. Esta
inclinación comienza al finalizar la transición.
5.- CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICIÓN
Se puede utilizar la fórmula de Hind:
Donde: L = Longitud de la transición

T1 = Espejo de agua del desarenador b= 2.5 m
T2 = Espejo de agua en el canal bC= 1 m
INGENIERIA CASCAS
El canal que antecede a la transición posee las siguientes características:
Sección: Rectangular
Base del canal: bC= 1 m
Tirante: YC= 0.4992
Velocidad: v= 2.0033 m/s
Froude: Fc= 0.9053 (Flujo Sub-Crítico)
Luego, reemplazamos en la formula:
Lt= 1.8 m
6.- CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDERO AL FINAL DEL TANQUE (Lv)
Donde: V máx. 1.2521 m/s

h máx. 0.5 m/s
Q= 2.96 m3/s
C= 2 (para perfiles tipo Creager)
Entonces, reemplazamos en la fórmula:
Lv= 4.19 m
7.-
CÁLCULO DEL ÁNGULO CENTRAL α Y EL RADIO CON QUE SE TRAZA LA LONGITUD DEL VERTEDERO.
INGENIERIA CASCAS
7.1.- CÁLCULO DE α
SI: 2πR ----- 360°

α
Lv -----
( 1)
Entonces:
Además:
( 2)
De (1) y (2):
Reemplazamos los datos (POR TANTEO):
α= 38.6 (por tanteo)
INGENIERIA CASCAS
7.2.- CÁLCULO DE R
Reemplazamos en (2)
R= 6.59 m
8.-
CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA PROYECCIÓN LONGITUDINAL DEL VERTEDERO (L 1)
Tomando el triángulo OAB se tiene:
En α = L1/R Entonces L1 = R x Sen α
INGENIERIA CASCAS
L1= 5.20 m
9.- CÁLCULO DE LA LONGITUD PROMEDIO (L)
L= 5 m
10.- CÁLCULO DE LA LONGITUD TOTAL DEL TANQUE DE DESARENADOR (LT)
Donde: LT = Longitud total

Lt = Longitud de la transición de entrada
L = Longitud del tanque
Lprom = Longitud promedio por efecto de la curvatura del vertedero
Luego:
LT= 19.0 m
11.- CÁLCULOS COMPLEMENTARIOS
11.1.- CÁLCULO DE LA CAIDA DEL FONDO:
Donde: Δz = Diferencia de cotas del fondo del desarenador

L=LT - Lt
S = Pendiente del fondo del desarenador S= 2.5%
Luego:
Δz= 0.4 m
INGENIERIA CASCAS
11.2.- CÁLCULO DE LA PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR FRENTE A LA COMPUERTA DE
LAVADO
H= 2.4 m
11.3.-
CÁLCULO DE LA ALTURA DE CRESTRA DEL VERTEDERO CON RESPECTO AL FONDO
hc= 1.90 m
11.4.- CÁLCULO DE LA DIMENSIONES DE LA COMPUERTA DE LAVADO
La compuerta funciona como un orificio siendo su ecuación:
Donde:
Q = Caudal a descargar por el orificio
Cd = Coeficiente de descarga = 0.6
AO = Área del orificio (área de la compuerta)
h = Carga sobre el orificio
g = Aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)
Luego:
Ao= 0.24 m2
INGENIERIA CASCAS
Siendo una compuerta de sección cuadrada, entonces calculamos la longitud del lado:
L= 0.49 m
Lredondeada 0.50 m (longitud del lado)
11.5.- CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE SALIDA
Donde: ν = Velocidad de salida por la compuerta, debe ser de 3 a 5 m/s, para el concreto el límite erosivo
es de 6 m/s
Q = Caudal descargado por la compuerta
AO = Área del orificio, en este caso igual a área de compuerta
Luego:
v= 4.00 m/seg
Podemos aumentar la longitud de la compuerta, para disminuir la velocidad. Por lo tanto debemos aumentar la
sección de salida, asumimos:
L= 0.5 m
Recalculamos la velocidad de salida:
v= 4.00 m/seg
INGENIERIA CASCAS
DISEÑO HIDRÁULICO DE CANOAS
Metodología utilizada
Para la determinación de los caudales de las microcuencas de las canoas se utilizó la

fórmula del método racional:
Q = CIA/3.6
Donde:
Q = Descarga máxima en m3/seg
C = Coeficiente de escorrentía = 0.48
I = Intensidad de la lluvia mm/h
A = Área de cuenca en km2
INGENIERIA CASCAS
Se determinó el Tiempo de concentración, lámina de lluvia neta y la intensidad de la lluvia
aplicando:
Fórmula de Kirpich:
Tc = 0.06628*L0.77/S0.385
Donde:
Tc = tiempo de concentración en horas
L = Longitud del cauce en Km
S = pendiente media de la cuenca
Para el cálculo de la lámina de lluvia neta se utilizó la f´rmula de Dick y Peschke:
Pd = Lámina de lluvia neta

P24h =Precipitación máxima
d = Tc
Luego se derminó la Intensidad de la lluvia

I = Pd/Tc*60
Para determinar el área de las 13 microcuencas se utilizó el DEM SRTM procesado en el

Software Arc Gis 10.3 para la obtención de las Microcuencas.
La delimitación de las microcuencas de cada canoa se realizó con el software Civil 3D
donde se determinaron las áreas y la longitud del cauce de cada microcuenca.
INGENIERIA CASCAS
Luego determinamos el caudal de cada microcuenca reemplazando los valores en la
fórmula:
Q = CIA/3.6
INGENIERIA CASCAS
CÁLCULOS DE CAUDALES PARA EL DISEÑO DE LAS CANOAS
Ppmax (50
Longitud Pendiente Tiempo de
Cuenc Progresiv años de Intensidad 50
de cauce media de la concentración TC (min) Pd C A (Km2) Q (m3/seg) Q (l/s)
a a Km retorno) años
(L)Km cuenca Tc (horas)
mm
1.97744746
1 2+625 0.301696 0.55881216 0.032957458 64.7 12.45489 377.9080931 0.48 0.039991 2.01505634 2015.0563
2
2.21433774
2 3+128 0.410709 0.77190109 0.036905629 64.7 12.81222696 347.1618637 0.48 0.034277 1.58662229 1586.6223
3
3 3+465 0.531564 0.80090665 0.044379382 2.66276292 64.7 13.41673317 302.3190628 0.48 0.083821 3.37875816 3378.7582
2.83097535
4 3+600 0.599644 0.86927569 0.047182923 64.7 13.62378182 288.7439156 0.48 0.056048 2.15780253 2157.8025
5
2.46615099
5 3+818 0.451429 0.70497958 0.041102517 64.7 13.1618996 320.2212588 0.48 0.068552 2.9269077 2926.9077
4
1.45160371
6 4+025 0.213776 0.62627318 0.024193395 64.7 11.52857622 476.5175003 0.48 0.028116 1.78636881 1786.3688
4
1.75748792
7 6+456 0.241744 0.487369 0.029291465 64.7 12.09307497 412.8531909 0.48 0.021851 1.20283401 1202.8340
6
2.46963327
8 7+176 0.482107 0.8011112 0.041160555 64.7 13.16654339 319.8825559 0.48 0.030564 1.30358539 1303.5854
2
3.09162150
9 7+340 0.611043 0.71806349 0.051527025 64.7 13.92708537 270.2870063 0.48 0.057381 2.06791183 2067.9118
8
2.02329562
10 7+722 0.352076 0.71704107 0.033721594 64.7 12.52646396 371.4671392 0.48 0.026674 1.32113526 1321.1353
5
2.00757249
11 8+072 0.385272 0.87620627 0.033459542 64.7 12.50205678 373.6469831 0.48 0.072619 3.61784937 3617.8494
7
INGENIERIA CASCAS
1.56560642
12 8+434 0.248847 0.69731059 0.02609344 64.7 11.748551 450.2492124 0.48 0.015821 0.94978571 949.7857
5
2.29083044
13 10+749 0.403817 0.68320825 0.038180507 64.7 12.92146913 338.4310476 0.48 0.082661 3.73000651 3730.0065
6
CALCULO DE LA CAPACIDAD HIDRÁULICA DE LAS CANOAS
INGENIERIA CASCAS
Coefic. de Ancho de Ancho
Tirante Ancho Radio Altura
Talu Area Perimetr rugosida Pendiente Velocida Numero Borde la total
Tip normal del medio Gasto Tipo de del
Seccion d mojada o mojado d de del fondo d media de Libre superficie del
o del agua fondo hidraulico Q (m3/s) flujo canal
Z A (m2) P (m) Manning So (m/m) V (m/s) Froude f (m) libre canal
Y (m) b (m) R (m) h (m)
n B(m) W(m)
I Rectangular 0.3 3.5 0 1.05 4.10 0.26 0.014 0.002 1.29 1.35 0.75 F.Subcritico 0.06 0.36 3.50 3.50
INGENIERIA CASCAS
Y (m) b (m) R (m) h (m)
n B(m) W(m)
II Rectangular 0.4 4.7 0 1.88 5.50 0.34 0.014 0.002 1.56 2.94 0.79 F.Subcritico 0.08 0.48 4.70 4.70
INGENIERIA CASCAS
Y (m) b (m) R (m) h (m)
n B(m) W(m)
III Rectangular 0.4 6.5 0 2.60 7.30 0.36 0.014 0.002 1.61 4.17 0.81 F.Subcritico 0.08 0.48 6.50 6.50
INGENIERIA CASCAS
CUADRO COMPARATIVO DE CAPACIDAD HIDRÁULICA DE TRABAJO VS CAUDAL DE LA

CUENCA.
VERIFICACIÓN DE DESCARGA EN CANOAS
Para la verificación de la descarga se usara la siguiente formula
Q = V.A
Donde:
Q = Capacidad de descarga de canoa (m3/s)

V = Velocidad en la canoa para pendientes mayores a 5%
A = Área de la sección mojada de la canoa
INGENIERIA CASCAS
CUENCA
Comparación de
N° PROGRESIVA Velocidad
ÁREA (km2) Q (m3/seg) Q (I/seg) Ancho Altura Área (m2) Q (m3/seg) Caudales
(m/seg)
1 2+625 0.03999 2.0151 2015.0563 1.56 4.7 0.4 1.88 2.94 Q = 2.94 >2.02
2 3+128 0.03428 1.5866 1586.6223 1.56 4.7 0.4 1.88 2.94 Q = 2.94 >1.58
3 3+465 0.08382 3.3788 3378.7582 1.61 6.5 0.4 2.6 4.17 Q = 4.17 >3.38
4 3+600 0.05605 2.1578 2157.8025 1.56 4.7 0.4 1.88 2.94 Q = 2.94 >2.16
5 3+818 0.06855 2.9269 2926.9077 1.56 4.7 0.4 1.88 2.94 Q = 2.94 >2.93
6 4+025 0.02812 1.7864 1786.3688 1.56 4.7 0.4 1.88 2.94 Q = 2.94 >1.78
7 6+456 0.02185 1.2028 1202.8340 1.29 3.5 0.3 1.5 1.35 Q = 1.35 >1.20
8 7+176 0.03056 1.3036 1303.5854 1.29 3.5 0.3 1.5 1.35 Q = 1.35 >1.30
9 7+340 0.05738 2.0679 2067.9118 1.56 4.7 0.4 1.5 2.94 Q = 2.94 >2.06
10 7+722 0.02667 1.3211 1321.1353 1.29 3.5 0.3 1.05 1.35 Q = 1.35 >1.32
11 8+072 0.07262 3.6178 3617.8494 1.61 6.5 0.4 1.5 4.17 Q = 4.17 >3.62
12 8+434 0.01582 0.9498 949.7857 1.29 3.5 0.30 1.05 1.35 Q = 1.35>0.94
13 10+749 0.08266 3.7300 3730.0065 1.61 6.5 0.4 2.6 4.17 Q = 4.17 >3.73
INGENIERIA CASCAS
ANEXOS
DELIMITACIÓN DE MICROCUENCAS PARA DISEÑO DE CANOAS
INGENIERIA CASCAS
INGENIERIA CASCAS
DISEÑO DE ACUEDUCTOS
La presente estructura se ha considerado para el cruce de las 4 quebradas principales de mayor

profundidad que cruzan el sistema. El presente proyecto contempla 4 acueductos de 39m, 60 m,
81 m y 84 m de longitud, que se utilizará para el cruce de tubería de HDPE de 900 mm de diámetro
que conducirá 0.5 m3 de agua para riego en Cascas.
Las estructuras consideradas, consiste en un cruce aéreo mediante dos torres de fijación, con
cables aéreos de sustento para la tubería de cruce, la tubería está sujeta a los cables principales
mediante péndolas verticales.
Los cables que sujetan el peso principal están empotrados a cámaras de anclajes en ambos
estribos, que permiten la estabilidad de la estructura.
INGENIERIA CASCAS
ELEMENTOS HIDRAULICOS Y ESTRUCTURALES
- Conducto elevado
- Columnas de sujeción
INGENIERIA CASCAS
INGENIERIA CASCAS
INGENIERIA CASCAS
INGENIERIA CASCAS
Pendient Diámetro
Inicio Final Longitud Caudal Cota Inicial Cota Final Desnivel Y/D Descripción Sección
e de diseño
0+000 1+888.3 1888.3 0.4 1923.5 1921.9894 1.5106 0.08% 0.71 0.84 Tubería Tipo I (Entubado)
Diseño Hidráulico – Sistema de Conducción de Cascas
INGENIERIA CASCAS
Area Número
Diámetro Rugosidad Pendient Tirante PerÍmetro Radio Espejo de Energía Tipo de
Inicio Final Longitud % llenado Caudal Hidráulic Velocidad de Y/D
interno n eS Y mojado Hidráulico agua Específica flujo
a froude
0+000 1+888.3 1888.3 83.68% 0.4 0.710 0.009 0.00080 0.5941 1.6399 0.2158 0.5249 0.3538 1.1305 0.6592 0.4396 Subcrítico 0.84
1+888.3 2+963.45 1075.15 91.86% 0.4 0.710 0.009 0.00072 0.6522 1.8197 0.2092 0.3882 0.3807 1.0507 0.7085 0.3388 Subcrítico 0.92
2+963.45 3+998.95 1035.5 67.56% 0.4 0.710 0.009 0.00130 0.4797 1.3701 0.2078 0.6648 0.2846 1.4053 0.5804 0.6857 Subcrítico 0.68
3+998.95 4+678.6 679.65 47.69% 0.4 0.710 0.009 0.00390 0.3386 1.0824 0.1721 0.7092 0.1863 2.147 0.5735 1.3375 Supercrítico 0.48
4+678.6 4+958.35 279.75 46.68% 0.4 0.710 0.009 0.00420 0.3314 1.0681 0.1697 0.7084 0.1812 2.207 0.5797 1.3932 Supercrítico 0.47
4+958.35 6+091.61 1133.26 53.77% 0.4 0.710 0.009 0.00260 0.3818 1.1689 0.1856 0.708 0.217 1.8436 0.555 1.0632 Supercrítico 0.54
6+091.61 6+286.43 194.82 45.48% 0.4 0.710 0.009 0.00460 0.3229 1.0511 0.1667 0.7071 0.1752 2.2827 0.5885 1.4641 Supercrítico 0.45
6+286.43 7+884.67 1598.24 88.63% 0.4 0.710 0.009 0.00074 0.6293 1.7424 0.213 0.4506 0.3711 1.0779 0.6886 0.3792 Subcrítico 0.89
7+884.67 9+412.70 1528.03 56.63% 0.4 0.710 0.009 0.00220 0.4021 1.2097 0.1912 0.7037 0.2313 1.7296 0.5545 0.9633 Subcrítico 0.57
9+412.70 9+624.01 211.31 46.68% 0.4 0.710 0.009 0.00420 0.3314 1.0681 0.1697 0.7084 0.1812 2.207 0.5797 1.3932 Supercrítico 0.47
9+624.01 10+226.40 602.39 44.94% 0.4 0.710 0.009 0.00480 0.3191 1.0433 0.1653 0.7064 0.1725 2.3189 0.5932 1.4982 Supercrítico 0.45
10+226.4
0 12+325.58 2099.18 91.86% 0.4 0.710 0.009 0.00073 0.6386 1.7724 0.2117 0.427 0.3752 1.0662 0.6966 0.3632 Subcrítico 0.90
INGENIERIA CASCAS
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“Mejoramiento Y Regulación De La Disponibilidad Hídrica Del Sistema De Riego

1.1. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO

El proyecto plantea para su operación y servicio:

- Un sistema de almacenamiento conformado por la presa La Cárcel.

- Canal de conducción por tubería – Sistema de transvase de la subcuenca

- El caudal que se transportaba se realizará por medio de tubería, cuya

- Caudal = 0.4 m3/s

- Pendiente = se presentan 12 tramos, en donde la pendiente varía entre

 Nivel de Salida : 1,926.86 m.s.n.m.

 Altura de Barraje : 2.20 m.

 Altura de Muro : 4.00 m.

 Longitud muro de Ingreso : 10.00

 Longitud muro de Salida : 12.00

 Ancho Barraje fijo : 13 m

 Q de diseño : 130.3 m3/s

 Tipo : Por Tubería HDPE

 Tipo de Tubería : HDPE

 Ancho : 3.5, 4.7 y 6.5 m.

2.2 SISTEMA DE CONDUCCIÓN

El sistema de conducción se realiza mediante tuberías para lo cual sea

Las consideraciones por lo que se ha considerado este tipo de sistema de

 Se alcanzar mayor eficiencia hidráulica.

El sistema de conducción tiene una longitud de 12.325 kilómetros.

2.2.1 OBRAS DE ARTE

El sistema de conducción transvasará de la subcuenca del río Chingavillan a

Para este sistema de riego se procederá a ejecutar las construcciones

El proyecto “MEJORAMIENTO Y REGULACION DE LA

Cabe mencionar, que se ha estimado la ejecución de este proyecto con

El año 1940 se planteó la construcción de una represa en las pampas

Estudios realizados por el entonces Instituto Nacional de Desarrollo –

El año 2008, el Fondo de Programación a la Inversión Pública Regional

La Municipalidad Provincial de Contumazá, viene tramitando la

Desde el año 2005, la Intendencia de Recursos Hídricos (IRH) del ex

- El embalse Chapolán de 78 m de altura de dique y 4.1 MMC de

Al no haberse alcanzado acuerdo satisfactorio entre Contumazá y

Almacenamiento de 6.5 MMC de agua de lluvia y escorrentía mediante

El perfil aprobado recomienda la aprobación del estudio de

Además, el perfil aprobado, recomienda que en el estudio de inversión

El embalse La Cárcel con presedimentador en vaso San Martín, cuya

sedimentos, logrando que el volumen muerto del embalse La Cárcel

3.1.3. OBJETIVO Y ALCANCES DEL INFORME

3.1.4. OBJETIVOS DE LA PRESA

El objetivo general del proyecto es la dotación de agua para riego para

3.1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Los objetivos específicos son los siguientes:

 Diseño de un canal de trasvase con una longitud de 12.325 km

3.1.5. UBICACIÓN Y VIAS DE ACCESO

parte baja de valle Ochape, Puente Ochape

Altura Coordenadas Geográficas Coordenadas UTM (WGS84)

ILUSTRACIÓN 1: Macrolocalización del proyecto

 Zona del Canal Principal

 Sistema del Proyecto

Las vías de acceso principales a este Sector partiendo de la ciudad de Lima.

- Lima – Trujillo – Gran Chimú – Cascas: Carretera asfaltada en el tramo de Lima a

3.2. EVALUACION DE LAS CONDICIONES GEOMETRICAS EN EL ESTADO

3.4. EVALUACION DE ESTUDIOS

3.4.1.2. MONUMENTACION DE PUNTOS GEODÉSICOS PARA LA

Primero se ubicaron los puntos geodésicos (PG) y BMs.

Para el levantamiento del proyecto se establecerá una poligonal