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ESTUDIO HIDROLÓGICO Final
ESTUDIO HIDROLÓGICO Final
ESTUDIO HIDROLÓGICO Final
PROYECTO:
EXPEDIENTE TECNICO
“REHABILITACION DEL CANAL LA ACHIRANA SECTOR
SANTA CRUZ DISTRITO DE PALPA PROVINCIA DE PALPA
DEPARTAMENTO DE ICA”
ESTUDIO HIDROLÓGICO
PROVINCIA : PALPA
DISTRITO : SANTA CRUZ
DEPARTAMENTO : ICA
FEBRERO 2023
ING. EDM
REG. CONSULTOR C2253
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EXPEDIENTE TECNICO REHABILITACION DEL CANAL LA ACHIRANA
115-ET-RP-INF-01
SECTOR SANTA CRUZ DISTRITO DE PALPA PROVINCIA DE PALPA
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INDICE
I. ASPECTOS GENERALES 3
1.1 INTRODUCCIÓN 3
1.2 Alcances del Estudio. 4
2 Generalidades 4
2.1 Objetivo. 4
2.1.1 Objetivo general 5
2.1.2 Objetivo específico 5
2.2 DESCRIPCION DE LOS PUNTOS CRITICOS Y DE LA CUENCA 5
2.2.1 Ubicación 5
2.2.2 Accesibilidad
2.2.3 Hidrografía
2.2.4 Planteamiento hidráulico
2.2.5 Caracterización de la cuenca 11
2.2.6 Clasificación Morfológica
2.3 CLIMATOLOGIA
2.3.1 Análisis de las Variables Meteorológicas.
2.3.2 Precipitación.
2.3.3 Precipitación de del Modelo Pisco (Peruvian Interpolate data of the SENAMHI’s
Climatological and hydrological Observations)
2.3.4 Estimación de umbrales de precipitaciones máximas
2.3.5 Temperatura
2.3.6 Humedad Relativa
2.3.7 Velocidad de Viento
2.3.8 Evaporación
3 ANÁLISIS DE LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL (DESCARGAS MEDIAS
MENSUALES)
3.1 Introducción
3.2 ESTACIÓN HIDROMÉTRICA la Achirana
3.2.1 Disponibilidad de Agua Superficial
3.3 Análisis de Precipitación
3.3.1 Identificación y descripción de las estaciones
3.3.2 Análisis de consistencia y completación de datos
3.3.3 Análisis de frecuencia de la precipitación máxima
3.3.4 Curvas Intensidad Duración Frecuencia
3.4 ANALISIS DE CAUDALES
3.4.1 Identificación y Descripción de las Estaciones
3.4.2 Oferta hídrica de recuperación
3.5 Análisis de Máximas Avenidas
3.5.1 Métodos Estadísticos
3.5.2 Resultados
4 CONCLUSIONES 53
5 REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS 53
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ESTUDIO HIDROLOGICO
I. ASPECTOS GENERALES
1.1 INTRODUCCIÓN
Desde el siglo XIX en diferentes ríos del mundo se registran caudales en estaciones
hidrométricas con la finalidad de conocer la cantidad de agua disponible en las cuencas y
microcuencas, así mismo toda el agua existente en la Tierra, el 97,4% es agua salina y el 2,5%
es agua dulce. Esta última se halla dividida en un 0,03% en la superficie terrestre, un 0,75% en
acuíferos (aguas subterráneas) y un 1,72% en glaciares y nieve en las altas cumbres (USGS,
2014). De lo anterior se observa que el agua dulce líquida disponible representa menos del 1%
a nivel general, siendo esta la necesaria para la especie humana. Se deben a nuestras
particulares condiciones geográficas, extremadamente diversas y accidentadas, y a nuestras
fluctuantes condiciones climáticas, donde se presentan ciclos periódicos de inundaciones y
sequias.
El río Santa Cruz (ONERN, 1971), está ubicado en el sector más occidental de la cuenca,
desembocando en el río Grande en las cercanías de la ex – Hacienda Cabildo; se encuentra
separado de la red hidrográfica del río Ica por las Pampas Huayurí – La Chimba y del río Grande,
por un sistema montañoso.
Inicialmente, se denomina río Tibillo, tomando el nombre de Santa Cruz a la altura de la
desembocadura de la quebrada Palma.
Presenta un cauce estrecho, con escaso o nulo caudal de aguas, llegando a tener un ancho
máximo de aproximadamente 2.5 km en su cruce con la Carretera Panamericana Sur, pero se
estrecha nuevamente después de la ex – Hacienda Pampa Blanca, de manera que su zona de
cultivos no llega a unirse con la del río Grande.
El sistema hidrográfico del río Santa Cruz es una sub cuenca que nace únicamente a base de
las precipitaciones que ocurren en las montañas de la parte alta de la sub cuenca y que dan
origen inicialmente a cursos de agua de característica intermitente, es decir, que acarrean agua
solamente durante la estación de lluvias que corresponde a los meses de enero a abril.
El rio Santa Cruz como parte de la red Hidrografica de la cuenca Rio Grande por su peculiar
conformación geológica y geomorfológica no ha centralizado en un solo cauce su red de drenaje
y por su dispersión en varios afluentes, tiene importantes pérdidas por filtraciones.
Estos cursos de agua iniciales originan posteriormente 10 ríos, uno de los cuales es el propio del
río Grande. Estos ríos, enumerados del lado occidental al oriental de la cuenca, son los
siguientes:
Santa Cruz (96 km), Grande, Palpa, Vizcas (82 km), Ingenio (105 km), Aja, Tierras Blancas dan
origen al río Nasca (150 km) el cual, después de recibir los ríos Pajonal o Taruga y Trancas
descarga sus aguas al río Grande, al igual que los otros ya mencionados.
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1.2 REHABILITACIÓN
En esta oportunidad, el área de estudio corresponde a la confluencia del Canal La Achirana
(cuenca del RIO SANTA CRUZ) en donde estudiaremos los caudales máximos y los caudales
medios mensuales del Canal La Achirana, que servirá como base para el dimensionamiento de
infraestructura del canal La Achira, tramo 0+000 a 1+400, en el cual existe un canal natural.
La cuenca del rio SANTA CRUZ tiene una superficie de 1675.1 Km², el cauce principal tiene una
longitud de 85.10 Km, con una pendiente de 38.33%, con una altitud máxima de 4,400 msnm y
una mínima de 371.09 msnm.
Las características fisiográficas del ámbito del proyecto y las características físicas y
parámetros de las cuencas en estudio.
Los parámetros hidrometeoro lógicos y las variables climáticas del ámbito del proyecto
(cuencas y áreas de cultivo).
La evapotranspiración en áreas de cultivo
El escurrimiento de las cuencas del proyecto (Río Santa cruz) determina la oferta hídrica
confiable.
Los caudales máximos del Rio santa Cruz en la unión con El Canal La Achirana
La demanda de agua del proyecto en base a la cédula existe Junta de usuarios de palpa
El balance hídrico del proyecto.
2. Generalidades
El objetivo del análisis hidrológico es obtener el potencial hídrico en la unión del canal
con la quebrada, su distribución espacial y temporal con el objeto de conceptualizar los
caudales máximos que se presenta en los meses de lluvia en la cuenca alta
Los incrementos de caudales del rio santa cruz que llegan a la unión del canal La Achira
afectan constantemente a la infraestructura existe, en consecuencia, producen
socavación y perdida de estabilidad del canal en ambas márgenes.
El presente estudio genera las bases hidrológicas necesarias para conceptualizar las
medidas infraestructurales (y sus características principales), para continuar con los
modelamientos de estructuras que plantearemos en este tramo de estudio de
Expediente Técnico.
2.1 Objetivo.
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Los incrementos de caudales del rio santa cruz que llegan a la unión del canal La Achira
afectan constantemente a la infraestructura existe, en consecuencia, producen
socavación y perdida de estabilidad del canal en ambas márgenes
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Ubicación Hidrográfica:
Vertiente : Océano Pacifico
Cuenca : Río Santa Cruz
- Ubicación política
- Ubicación geográfica
Se encuentra georreferenciado por los paralelos 13°44’ - 15°04’ de latitud Sur y los
meridianos 74°22’ - 75° 26’ de longitud Oeste.
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2.3 HIDROGRAFIA
La clasificación hidrográfica de las cuencas del Perú ha sido elaborada de acuerdo a estándares
internacionales de delimitación, codificación y clasificación; la metodología Pfafstetter se ha
empleado para tal fin.
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El régimen hídrico de la cuenca del río Santa Cruz se divide en tres periodos:
a) periodo de avenidas, con una duración de tres meses a tres meses y medio.
b) periodo de estiaje, que tiene una duración de siete meses y medio.
c) un periodo de transición muy corto, cuya duración aproximada es de un mes a un mes y medio
(Inventario de evaluación y uso racional de los recursos naturales de la costa. Vol. I. «Cuenca
del río Grande». Lima 1971, de la ONERN).
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El área de una Cuenca o área de drenaje es el área plana (proyección horizontal) comprendido
dentro del límite o divisoria de aguas. El área de la cuenca es el elemento básico para el cálculo
de las otras características físicas y se ha expresado en km2. Es importante mencionar que las
microcuencas hidrográficas con la misma área pueden tener comportamientos hidrológicos
completamente distintos en función de los otros factores que intervienen.
Area
Unidad Hidrográfica N° de Orden del Río
(Km2)
Microcuenca (Pequeña) menos de 100 1° , 2° ó 3°
Sub Cuenca (Mediana) 100 – 700 4° ó 5°
Cuenca (Grande) mas de 700 6° a más
Fuente: Red Latinoamericana de Micro Hidroenergía - HIDRORED. Edición 1/2004.
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Dónde:
F = Factor de forma [ ]
A = Área de la Cuenca [Km2]
L = Longitud de máximo recorrido [km]
Este parámetro mide la tendencia de la microcuenca hacia las crecidas, rápidas y muy intensas
a lentas y sostenidas, según que su factor de forma tienda hacia valores extremos grandes o
pequeños, respectivamente.
Las cuencas redondeadas tienen tiempos de concentración cortos con gastos pico muy fuerte y
recesiones rápidas, mientras que las alargadas tienen gastos pico más atenuado y recesiones
más prolongadas.
P P
Kc 0 .28
2 R A
Dónde:
Kc = Coeficiente de compacidad [ ]
P = Perímetro de la cuenca [Km]
A = Área de la cuenca [Km2]
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El relieve posee una incidencia más fuerte sobre la escorrentía que la forma, dado que a una
mayor pendiente corresponderá un menor tiempo de concentración de las aguas en la red de
drenaje y afluentes al curso principal.
Es así como a una mayor pendiente corresponderá una menor duración de concentración de las
aguas de escorrentía en la red de drenaje y afluentes al curso principal. Los parámetros de relieve
tienen mayor influencia sobre la respuesta hidrológica de la microcuenca.
Para describir el relieve de una cuenca existen numerosos parámetros que han sido
desarrollados por varios autores; entre los más utilizados destacan:
El relieve de una cuenca condiciona el escurrimiento, así tenemos que la mayor parte de
parámetros meteorológicos e hidrológicos (precipitaciones, caudales específicos, temperaturas,
etc.) se presentan en función de la altitud y es interesante calcular, la distribución de la cuenca
en km2 y en % de la superficie total, por tramos de alturas. Para representar esta distribución
hemos construido dos gráficos:
Curva Hipsométrica
Mediante la curva hipsométrica definimos el relieve mediante una gráfica de doble entrada cota-
superficie acumulada. Los datos de elevación son significativos sobre todo para considerar la
acción de la altitud en el comportamiento de la temperatura y la precipitación.
Se define la altura media de la cuenca como la ordenada media de la curva hipsométrica, a este
parámetro se le conoce también con el nombre de elevación de la cuenca.
Hm = ΣAi*Hi/ΣAi
Donde:
Hm : Altura media de la cuenca
Hi : Altura media de cada área parcial
Ai : Área parcial
Siendo la altura media para la microcuenca:
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Altura Media
Cuenca
(Msnm)
Rio SANTA CRUZ 2502
Elaboración Propia
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La red hidrográfica corresponde al drenaje natural, permanente o temporal, por el que fluyen las
aguas de los escurrimientos superficiales, hipodérmicos y subterráneos de la Cuenca. La red de
drenaje es, probablemente, uno de los factores más importantes a la hora de definir un territorio.
De ella se puede obtener información en lo que concierne a la roca madre y a los materiales del
suelo, a la morfología y a la cantidad de agua que circula, entre otros.
Diversos autores coinciden en afirmar que mientras mayor sea el grado de bifurcación del
sistema de drenaje de una cuenca, es decir, entre más corrientes tributarias presente, más rápida
será la respuesta de la cuenca frente a una tormenta, evacuando el agua en menos tiempo. En
efecto, al presentar una densa red de drenaje, una gota de lluvia deberá recorrer una longitud de
ladera pequeña, realizando la mayor parte del recorrido a lo largo de los cauces, donde la
velocidad del escurrimiento es mayor.
En virtud de lo anterior, se han propuesto una serie de indicadores de dicho grado de bifurcación,
como la densidad de corrientes y la densidad de drenaje. Para analizar la red hidrográfica
superficial de una microcuenca, se han utilizado los siguientes parámetros:
Ríos perennes: Son ríos que contienen agua permanentemente todo el año.
Ríos intermitentes: Son ríos que en general contienen agua sólo durante épocas de lluvia y se
secan en épocas de estiaje.
Ríos efímeros: Son ríos que contienen agua, sólo cuando llueve, después se secan (ríos).
Los ríos de la microcuenca de drenaje son de tipo intermitente, ya que contienen agua sólo
durante épocas de lluvia.
Las longitudes de máximo recorrido de los cauces principales de la microcuenca de los ríos
analizados se indican en el cuadro de parámetros geomorfológicos de la cuenca de estudio.
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Una buena indicación del grado de desarrollo del sistema de drenaje, de una microcuenca, está
dada por el índice llamado densidad de drenaje (Dd). Una densidad de drenaje alta refleja una
respuesta de escorrentía rápida y empinada, mientras que una densidad de drenaje baja es
característica de una escorrentía tardía.
Este índice está expresado por la relación entre la longitud total de los cursos de agua (sean
estas efímeras, intermitentes o perennes) de la microcuenca y el área total:
L
Dd
A
Dónde:
Dd = Densidad de drenaje [Km/Km2]
L = Longitud total de la red de drenaje [Km]
A = Área de la cuenca [Km2]
Según Monsalve S, G. [1999], la densidad de drenaje usualmente toma los valores Siguientes:
- Entre 0 a 0.5 km/km2, para hoyas con drenaje pobre.
- Hasta 3.5 km/km2, para hoyas excepcionalmente bien drenadas.
La pendiente del cauce principal es un parámetro empleado para determinar la declividad de una
corriente de agua entre dos puntos extremos.
La pendiente media del cauce principal, según Taylor y Schwarz es la relación entre la diferencia
de alturas y la longitud del curso principal.
(H M H m )
S m |
1000 * L
Dónde:
Sm = Pendiente media del cauce principal [m/m]
L = Longitud del cauce principal [Km]
HM = Altura máxima del lecho del río principal [m.s.n.m.]
Hm = Altura mínima del lecho del río principal [m.s.n.m.]
Las pendientes medias de los cauces de la Microcuenca analizadas se indican en el cuadro de
parámetros geomorfológicos de la cuenca de estudio.
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La unidad hidrográfica 1372, cuenca Grande, tiene una extensión de 11 050 km2 y se
ubica en el sector meridional de la Región Central de la vertiente del Pacífico, entre los
paralelos 13°44’ y 15°14’ de latitud S y los meridianos 74°15’ y 75°27’ de longitud O de
Greenwich. Se origina en la vertiente occidental de la Cordillera de los Andes a una
altitud máxima de aproximadamente 4 600 msnm. Políticamente comprende las
provincias de Palpa (10,9%) y Nasca (25,6%) del departamento de Ica (46,5%), la
provincia de Castrovirreyna en el departamento de Huancavelica (11,0%), y la provincia
de Lucanas en el departamento de Ayacucho (42,5%). Por el N colinda con las cuencas
de los ríos Pampas (unidad hidrográfica 4998) y Acarí (unidad hidrográfica 13718), por
el S con la intercuenca Santa Cruz (unidad hidrográfica13739) y el Océano Pacífico,
por el O con la cuenca Ica (unidad hidrográfica 1374) y por el E con la del
intercuenca 13719 (unidad hidrográfica 13719).
Presenta, en el sector occidental y en línea recta, una longitud de 153 km y, en el sector
central, de aproximadamente 98 km. La cuenca ocupa una extensión aproximada de 11
043 km², de la cual aproximadamente 4485 km² situados por encima de los 2 500
msnm, corresponden a la cuenca húmeda o imbrífera.
Sus principales afluentes son los ríos Santa Cruz, Nasca, Ingenio y Vizcas. Su
régimen es irregular y endorreico durante gran parte del año, solo en la estación de
verano su curso llega a desembocar al mar. Su uso es intensivo en las zonas de Nasca,
Palpa e Ingenio.
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Figura 1. Vista del valle del río Palpa desde la carretera Panamericana Sur
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Existen dos factores predominantes que condicionan el bajo rendimiento de la cuenca del
sistema hidrográfico del río Santa Cruz y que limitan consecuentemente la posibilidad de
desarrollo de la actividad agrícola en la zona. Uno de ellos es la escasa precipitación que recibe
su cuenca receptora, y el otro, la característica morfológica tan peculiar de su red hidrográfica
compuesta de una serie de pequeñas corrientes paralelas de gran curso. Este tipo de morfología
de la cuenca da lugar a que el escurrimiento superficial ocurra en forma dispersa, produciendo,
por lo tanto fuertes pérdidas por infiltración.
El régimen de la cuenca es irregular y endorreico durante gran parte del año. Sólo en la estación
de verano su curso llega a desembocar al rio grande.
el recurso hídrico es tan escaso y de régimen hidrológico tan variable que se llegan a originar
largos periodos de sequía. Por lo general, el río de la sub cuenca Santa Cruz se suelen secar
por completo en periodos de estiaje, debido a su exigua disponibilidad hídrica está provocando
la desaparición de la actividad agrícola debido a la escasa precipitación que recibe su cuenca y
morfología tan peculiar de su sistema hidrográfico.
En la parte N y NE, correspondiente al sector andino de los ríos Ingenio, Palpa, Grande y Santa
Cruz, las lluvias ocurren desde niveles altitudinales relativamente bajos, tornándose inclusive
algo más intensas.
Los pozos del valle de Santa Cruz trabajan durante 8 meses al año las 24 horas del día y su
bombeo anual es de 3,5 MMC. En el valle del río Grande, los pozos, trabajan 18 horas por día;
en la parte superior, son operados entre 2 y 8 meses al año y, en la parte inferior, de 3 a 5 meses,
fluctuando el bombeo total anual entre 1 y 4 MMC.
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AREAS ACUMULADAS
ALTITUD AREAS PARCIALES
Nro POR DEBAJO POR ENCIMA
m.s.n.m. Km2 (%) (KM2) (%) KM2 (%)
Punto más
bajo
1 371.09 24.8400 1.41 24.84 1.41 1766.16 100.00
2 577.08 36.0000 2.04 60.84 3.44 1705.32 96.56
3 777.51 41.4000 2.34 102.24 5.79 1663.92 94.21
4 975.50 50.0400 2.83 152.28 8.62 1613.88 91.38
5 1179.63 69.1200 3.91 221.40 12.54 1544.76 87.46
6 1380.35 81.0000 4.59 302.40 17.12 1463.76 82.88
7 1580.00 91.0800 5.16 393.48 22.28 1372.68 77.72
8 1783.18 108.7200 6.16 502.20 28.43 1263.96 71.57
9 1983.07 118.0800 6.69 620.28 35.12 1145.88 64.88
10 2184.75 119.1600 6.75 739.44 41.87 1026.72 58.13
11 2388.94 109.0800 6.18 848.52 48.04 917.64 51.96
12 2587.36 91.4400 5.18 939.96 53.22 826.20 46.78
13 2793.13 93.2400 5.28 1033.20 58.50 732.96 41.50
14 2990.17 95.4000 5.40 1128.60 63.90 637.56 36.10
15 3192.31 102.9600 5.83 1231.56 69.73 534.60 30.27
16 3393.26 87.4800 4.95 1319.04 74.68 447.12 25.32
17 3596.78 105.8400 5.99 1424.88 80.68 341.28 19.32
18 3797.72 144.3600 8.17 1569.24 88.85 196.92 11.15
19 3997.47 126.0000 7.13 1695.24 95.98 70.92 4.02
20 4400.00 70.9200 4.02 1766.16 100.00 0.00 0.00
Punto más
alto
TOTAL 1766.2 100.00
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2960
2760
2560
2360
2160
1960
1760
1560
1360
1160
960
760
560
360
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Donde :
ai = Area parcial de terreno entre curvas de nivel
ci = Altitud media de cada área parcial entre dos curvas de nivel.
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A= Area de la cuenca
H= 2,667.39 msnm
Altitud
Media
Simple:
Donde:
CM = Cota o altitud más alta de la cuenca
Cm = Cota o altitud más baja de la cuenca
CM = 4,400.00
Cm = 371.09
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Donde :
P= Perímetro de la cuenca en Km 201.54 Km
A= Area de la cuenca en Km2 1765.10 Km2
Entonces:
K= 1.3432
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Indece de
Clase de Forma I Forma de la Cuenca
Compacidad
1.51 o mas
Clase III Oval -Oblonga a Rectangular Oblonga
2
Rectángulo Equivalente
Lado Mayor =
Lado Menor
Donde:
K= Coeficiente de Compacidad o Indice de Gravelious 1.3432
A= Area de la cuenca en Km2 1765.10
L= 78.20
l= 22.57
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Factor Forma:
Factor de
forma (valores Forma de la cuenca
aproximados)
<0.22 Muy alargada
0.22 a 0.30 Alargada
0.30 a 0.37 Ligeramente alargada
0.37 a 0.45 Ni alargada ni ensanchada
0.45 a 0.60 Ligeramente ensanchada
0.60 a 0.80 Ensanchada
0.80 a 1.20 Muy ensanchada
>1.20 Rodeando el desagüe
Fuente : Perez, 1979
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Donde:
l= Lado menor del rectángulo equivalente 22.57 Km
L= Lado mayor del rectángulo equivalente 78.20 Km
A= Area de la cuenca 1765.10 Km2
Ff = 0.2887
0.2887
4.- PERFIL LONGITUDINAL DEL RIO
Progresiv Long.
Long. (m) Cota Desnivel S 1/(S)^0.5 Cota
a (m)
1 0+000 0.00 359.09 359.09 0.000
2 0+883 883.00 400.00 40.9125 0.0463 4.6457 400.00 883.000
3 6+509 6509.00 450.00 50.0000 0.0089 10.6075 450.00 6509.000
4 8+965 8965.00 464.89 14.8901 0.0061 12.8430 464.89 8965.000
5 15+183 15183.00 600.00 135.1099 0.0217 6.7839 600.00 15183.000
6 19+678 19678.00 650.00 50.0000 0.0111 9.4816 650.00 19678.000
7 25+212 25212.00 800.00 150.0000 0.0271 6.0740 800.00 25212.000
8 28+983 28983.00 950.00 150.0000 0.0398 5.0140 950.00 28983.000
9 31+027 31027.00 959.00 9.0000 0.0044 15.0702 959.00 31027.000
10 34+470 34470.00 1072.57 113.5660 0.0330 5.5061 1072.57 34470.000
11 41+515 41515.00 1200.00 127.4340 0.0181 7.4353 1200.00 41515.000
12 44+431 44431.00 1250.00 50.0000 0.0171 7.6368 1250.00 44431.000
13 49+048 49048.00 1400.00 150.0000 0.0325 5.5480 1400.00 49048.000
14 55+387 55387.00 1550.00 150.0000 0.0237 6.5008 1550.00 55387.000
15 59+834 59834.00 1743.71 193.7139 0.0436 4.7913 1743.71 59834.000
16 62+019 62019.00 1842.14 98.4267 0.0450 4.7116 1842.14 62019.000
17 67+294 67294.00 2731.05 888.9048 0.1685 2.4360 2731.05 67294.000
18 70+527 70527.00 2846.17 115.1228 0.0356 5.2993 2846.17 70527.000
19 77+687 77687.00 3517.03 670.8589 0.0937 3.2669 3517.03 77687.000
20 81+226 81226.00 3535.91 18.8789 0.0053 13.6915 3535.91 81226.000
21 85+293 85293.02 3615.41 79.5020 0.0195 7.1524 3615.41 85293.021
144.4959
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S= 0.0211
(Según
Taylor y
Schwarz)
2550
2350
2150
1950
1750
1550
1350
1150
950
750
550
350
0 6509 15183 25212 31027 41515 49048 59834 67294 77687 85293
Longitud (m)
Densidad
de
Drenaje:
Donde:
Longitud del cauce principal 85.48 Km
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Dd = 0.09
Densidad de
drenaje
Clases
(valores
aproximados)
0.1 a 1.8 Baja
1.9 a 3.6 Moderada
3.7 a 5.6 Alta
Fuente: IBAL, 2009
Este parámetro muestra la distancia media que el agua de la precipitación tendrá que
transportarse hasta un cauce de agua cercano.
Tiempo de Concentración
(Tc)
103.251
Tc = 5.961 hr
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TC= 18.32 hr
TC= 12.141 hr
0.1130
1/(L)^0.5
85
Ai Bi = Ai/At ai - ai-1 Bi* (ai -Ai-1) Raíz (4) 5 * 1/(L)^0.5
1 2 3 4 5 6
24.8400 0.01406 0.00 0.00000 0.00000 0.00000
36.0000 0.02038 205.99 4.19877 2.04909 0.23172
41.4000 0.02344 200.43 4.69824 2.16754 0.24512
50.0400 0.02833 197.99 5.60959 2.36846 0.26784
69.1200 0.03914 204.12 7.98849 2.82639 0.31962
81.0000 0.04586 200.72 9.20543 3.03404 0.34311
91.0800 0.05157 199.66 10.29611 3.20876 0.36286
108.7200 0.06156 203.18 12.50735 3.53657 0.39993
118.0800 0.06686 199.88 13.36367 3.65564 0.41340
119.1600 0.06747 201.69 13.60743 3.68882 0.41715
109.0800 0.06176 204.19 12.61085 3.55118 0.40159
91.4400 0.05177 198.42 10.27303 3.20516 0.36246
93.2400 0.05279 205.76 10.86262 3.29585 0.37271
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H= 4,028.91
L= 78,196.43
S= 0.0515
5.152 %
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FACTOR DE
Ancho Medio
FORMA
Km 20.65
Radio de Circularidad 1 0.55
Factor de Forma 1 0.24
Lado Mayor Km 78.20
RECTANGULO EQUIVALENTE
Lado Menor Km 22.57
Longitud total de los ríos de diferentes Orden 1 Km 77.18
grados Orden 2 Km 85.48
Curva Hipsométrica -
Polígono de Frecuencia -
PARAMETROS DE RELIEVE
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3.2 FISIOGRAFIA
Precipitación
En el ámbito de estudio las precipitaciones son variables. Generalmente escasa en las zonas
costeras, más abundantes en la parte alta y excepcionalmente de gran intensidad en épocas de
fenómenos extraordinarios como “El Niño”.
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Caracterización biótica
El sistema de clasificación de zonas de vida de Holdridge distingue diferentes áreas terrestres
según su comportamiento global bioclimático, en base a la biotemperatura media anual, la
precipitación anual y la relación de la evapotranspiración potencial (EPT). Los estudios previos
de clasificación de zonas de vida en el Perú que se han considerado han sido los inventarios de
la ONERN (1970, 1971a, 1971b, 1971c) u la cartografía elaborada por la OGATEIRN (2004). A
continuación se presentan y describen las zonas de vida en cada unidad hidrográfica
considerada. El mapa 29 del Anexo 15 ilustra esta clasificación.
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modelo de precipitación escorrentía del que finalmente se obtendrán las aportaciones en cada
uno de los puntos de control y a lo largo de todo el periodo de trabajo.
Figura 3. Valores medios de caudal en cada cuenca y aportación según modelo en la cuenca Grande
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El río Santa Cruz, son afluentes del río Grande, éstos cuentan con diversas bocatomas y tomas
directas, principalmente rústicas.
En el Valle de Palpa, la distribución del agua ha venido siendo muy compleja según el Estudio
de Conformación de Bloques de Riego en la parte media y baja de la Cuenca del Río Grande,
Sub Cuencas Santa Cruz, Viscas y Palpa (2006), debido en gran parte a la poca disponibilidad
del recurso y además a la falta de instrumentos técnicos que permita realizar una buena
distribución del agua (PCR, registro de aforos, etc.), la falta de estructuras de medición y control
confiables y la poca participación de las Comisiones de Regantes.
La distribución varía en cada una de las sub cuencas. Así tenemos que, en la cuenca Grande
durante épocas de avenidas, la cual se da en los meses de enero a marzo, se practica el riego
de libre disponibilidad o de toma abierta, así mismo, en estas avenidas si el caudal de agua que
discurre por el río es insuficiente se practica las siembras de agua para atender los cultivos
permanentes procediéndose a llevar un turnado o mitado del riego.
En la época de estiaje se utiliza sólo los remanentes de agua mediante los roles de riego. Los
comités de riego son los encargados de realizar la distribución del agua en coordinación con la
Junta de Usuarios. En esta etapa se aprovechan las aguas subterráneas como complemento al
riego, indicando que los pozos pueden ser utilizados por roles de riego que establecen los
comités de riego siempre que estos sean de uso comunal según haya dispuesto la Autoridad en
la respectiva resolución administrativa, de otro lado se indica que existen pozos de uso individual
y que son aprovechados por un solo usuario.
En el valle del río Santa Cruz, debido al carácter torrentoso con que discurren las aguas, el
riego se da a manera de almacenamiento, vale decir que los usuarios están preparados para
almacenar el agua en sus predios mediante pozas con la cual saturan el suelo de agua y la
distribución se inicia desde el primer predio en cada canal hasta el último predio siempre que la
disponibilidad del recurso lo permita. Esto implica decir que el riego termina hasta donde lo
permita el recurso quedándose sin riego los predios que se encuentran en la parte final de cada
canal.
Este valle presenta suelos de textura franca y con una capa arable que supera los 40 cm. Lo que
permite retener agua durante periodos prolongados, siendo suficiente un solo riego para
garantizar el éxito de las cosechas. Asimismo los pozos existentes son tubulares de
aproximadamente 50 m de profundidad y de caudales considerables y su explotación es
permanente.
Los requerimientos brutos de agua totales de los cuatro valles son de 96,09 MMC y se distribuyen
de la siguiente forma:
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Valle del río Santa Cruz (6 bloques) con 21,98 MMC con una comisión de regantes
Santa Cruz y un módulo promedio de 13 663 m3/ha.
Valle del río Palpa (4 bloques) con 16,07 MMC con la comisión de regantes Palpa y
con un módulo promedio de 19 511 m3/ha.
Valle del río Viscas (4 bloques) con 17,60 MMC con la comisión de regantes Viscas y
con un módulo promedio de 16 809 m3/ha.
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río Grande en especial) y en la mayoría de bloques no hay rotación como en el caso de los ríos
deficitarios como el río Palpa, Viscas y Santa Cruz.
En el Gráfico Nº 10, se presentan los gráficos característicos de los valores y variación de estos
coeficientes para los principales cultivos del valle.
Para el cálculo del requerimiento neto unitario de los cultivos el Programa Crop wat usa la
siguiente relación:
CWR = ETo * Kc * %(Area)
Irr. Req = CWR – Precipitación Efectiva
Donde:
CWR = Requerimiento de los cultivos
Irr. Req. = Requerimiento neto de los cultivos
Eto = Evapotranspiración potencial del mes
Kc = Uso consuntivo del cultivo
% Area = Porcentaje del área cultivada
Prec. Efectiva = Precipitación efectiva que es 0.00 en la zona considerando la climatológica de
la estación de Palpa.
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Con los datos básicos de clima (ETP) y cultivos, se ha procedido a efectuar los cálculos de
requerimientos netos de agua de los cultivos con el programa indicado.
En los Cuadros Nº 21 al 24 se presenta un resumen de los requerimientos netos unitarios por
cada valle (Santa Cruz, Grande , Palpa y Viscas ) y por cada bloque (24 en total) del valle
considerado y Comisión de regantes. Estos cuadros se han generado a partir de resultados del
procesamiento del programa Crop Wat. En el Apéndice N° 02, se detallan los valores de
requerimiento unitario para cada bloque del sistema y por cada cultivo como salidas del
programa Crop Wat.
De los cuadros de puede observar que los cuatro (04) valles tienen una superficie bajo riego de
6,332.31 ha y los requerimientos hídricos netos están por los 35.037 MMC, siendo el valle de
río Grande el de mayor requerimiento con 15.00 MMC.
Los requerimientos netos, para la totalidad del área, son como sigue:
Valle río Santa Cruz 7.521 MMC para 1608.76 ha área bajo riego
Valle río Grande 15.000 MMC para 2852.46 ha área bajo riego
Valle río Palpa 5.984 MMC para 824.87 ha área bajo riego
Valle río Viscas 6.532 MMC para 1046.22 ha área bajo riego
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Las aguas subterráneas abastecen en forma intensa los usos agrícolas a partir del mes de
mayo y que corresponde a los reservorios de acuíferos en estos cuatro (04) valles.
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a) Implementación
Sobre el equipo se ha observado que las cuatro (04) estaciones no están implementadas
con estaciones limnigráficas, ni otros accesorios.
En realidad estas estaciones o puntos de control se ubican en cabeceras de valle en puntos
donde pueda ser posible el vadeo o tenerse una sección más estable de cauce. Las
características de torrenteras de estos rios y su cauce amplio impiden tener una sección
más estable de control.
No se dispone de un correntómetro ni estructura adecuada para el aforo de avenidas (Enero
–Abril) que son los únicos meses donde se presentan caudales.
No se dispone además de un carro huaro que podría servir especialmente en el río Grande
b) Operación
En época de avenidas los caudales son medidos por estimaciones visuales del técnico
agropecuario de la Junta de Usuarios encargado del control de los 4 ríos. Estos controles se
efectúan por lo menos 3 veces al día en cada río, realizándose esta operación
principalmente en los meses de diciembre a marzo; en el resto de los meses no se
presentan descargas excepto en el mes de mayo en que ocurre abruptamente la recesión
de caudales al cesar las lluvias.
Se indica que los controles de descargas en los ríos se ubican en las cabeceras de valle,
variando su localización en función de tramos estables que se puedan ubicar en sectores
adyacentes.
c) Observaciones
Las secciones de medición son muy inestables y cambiantes dada las características de
torrentes de los ríos
Es urgente la implementación de las estaciones hidrométricas y normalizar la toma
sistemática de datos con equipamiento adecuado. Al menos se debe implementar la
estación hidrométrica Puente Carretera sobre el río Grande, la principal del sistema.
En el Cuadro N° 01, se presentan las estaciones evaluadas y utilizadas en el estudio.
Los ríos de este sistema no reciben el efecto de regulaciones y trasvases por lo que sus
caudales registrados son los caudales naturales del sistema.
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Tabla 4. Oferta Media, Máxima y Mínima resultante del estudio hidrológico con método Témez en la cuenca
Grande
Cuadro N° 09
Resumen de Disponibilidad Hídrica Superficial
RIO Variable UND AGO SET OCT NOV DIC ENR FEB MAR ABR MAY JUN JUL TOTAL
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RIO Qmedio m3/s 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.16 1.01 0.73 0.20 0.00 0.00 0.00 0.18
SANTA Q75% m3/s 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.07 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00
CRUZ V75% mmc 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.18 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.21
Fuente : Oferta demanda balance hídrico hídrico Afianzamiento Hidrico de la Cuenca del Rio Grande, Santa Cruz,
Palpa.
.
Para el sistema de los cuatro (04) ríos, se tienen características comunes como son la
presencia de caudales de avenidas sólo de Enero a Abril en donde se aprovecha
intensamente el recurso hídrico para usos agrícolas. En el mes de Mayo ocurre la recesión de
caudales llegando a secarse los cauces de ríos hasta fines de ese mes. A partir de Junio a
Diciembre no se presentan descargas superficiales y empiezan los usos de aguas
subterráneas. Las aguas subterráneas abastecen en forma muy importante los usos agrícolas.
Unidad Hidrográfica del río Santa Cruz:: Bajo Santa Cruz, Quebrada Jorihuyrana, Medio
Bajo Santa Cruz, Quebrada. Jahuar, Medio Santa Cruz, Quebrada Huihuaccocha, Medio
Alto Santa Cruz, Quebrada Lacaynioc, Alto Santa Cruz.
(Cuadro 2.5 –
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La vía de comunicación es una carretera sin afirmar que se inicia en la ciudad de Palpa
(carretera Panamericana Sur), cuyo rumbo es por la margen izquierda del río Santa Cruz
(aguas abajo) hasta llegar a los poblados de Tibillo y Córdova (camino de herradura).
La otra vía es a través de la vía asfaltada que se inicia en la ciudad de Ica, a través de una
carretera sin afirmar cruzando el pueblo de Huarangal y luego continuando la carretera sin
afirmar hasta la ciudad de Córdova (provincia de Huaytará – región Huancavelica).
Según el método propuesto de división de Cuencas se han definido 9 Unidades
Hidrográficas, las cuales se muestran en el Cuadro Nº 2.17.
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ANUAL
RIO UND AGO SET OCT NOV DIC ENR FEB MAR ABR MAY JUN JUL HA
MMC
RIO
SANTA MMC 0.179 0.627 0.681 0.668 0.649 0.546 0.402 0.564 0.673 0.699 0.649 0.748 7.623 283
CRUZ
Fuente : Oferta demanda balance hídrico hídrico Afianzamiento Hidrico de la Cuenca del Rio Grande, Santa Cruz, Palpa
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CONCLUSIONES
De los resultados deL Balance hidrico se registra un volumen de 7.623 MMC que grantiza el
caudal que se debe tomar en cuenta en función de la demanda para el diseño de la sección
del canal, 3.57 m3/seg considerando un caudal histórico que transitara por la sección del canal
La Achirana; cuya intervención específicamente es de rehabilitación del sistema de conducion.
REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS
Estudios definitivo del proyecto Afianzamiento Hídrico de la Cuenca del Rio Grande,
Santa Cruz, Palpa
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DISEÑO DE CANALES
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Introducción:
Con la finalidad de que los sistemas de conducción en proyectos de riego, cumplan los
estándares mínimos para una adecuada operación, es necesaria la aplicación de tecnologías de
impermeabilización y estabilización de canales en tierra. Con este fin, es necesario efectuar un diseño
hidráulico, adecuado que permita la optimización en la aplicación de estas tecnologías.
Un criterio necesario en todo diseño de canales, es que se tenga que adecuar a la topografía de
la zona, en caso de canales nuevos, y de mantener en lo posible los emplazamientos en el caso de
canales existentes.
Objetivos
- Diseñar los canales, conociendo el caudal que va a discurrir sobre el mismo, las características
del terreno, el material del revestimiento y la incidencia de los factores naturales en la rugosidad
de la superficie.
- Investigar analíticamente el diseño de un canal específico aplicando una determinada
metodología.
- Desarrollar el análisis de diseño en función a fuentes de información bibliográfica, tomando en
consideración criterios teóricos como secciones de máximo rendimiento y de mínima infiltración
y aplicarlas en conjunto para lograr optimizar la potencialidad de la estructura.
Metodología
- Permitir el transporte de agua a velocidades admisibles a través del canal con excavaciones
profundas o difíciles en forma económica.
- Disminuir la infiltración, conservando el agua y reduciendo la sobrecarga en los terrenos
adyacentes al canal.
- Proporcionar la dimensión mínima que debe tener el borde libre de un canal para contrarrestar
los efectos hidrológicos causados por su naturaleza estocástica.
- Determinar correctamente cuál debe ser la inclinación del talud de acuerdo al tipo de suelo en el
que se apoyará la estructura.
- Controlar adecuadamente el costo anual de operaciones y mantenimiento.
- Asegurar la estabilidad de la sección transversal del canal.
En la siguiente página se muestra el flujograma utilizado como metodología para el diseño canales.
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Calcular el tirante y
Calcular la plantilla b
V > Vpermisible ó
e V < 0.6 m/s.
r
1.1.1
Los datos y características generales de los canales, a ser considerados son:
Tratándose de canales revestidos, entonces consideramos como no erosionables, de Concreto que esto
será un parámetro de diseño.
1.1.1.1.1
Teniendo en cuenta que este acabado es bueno, un terreno que permite uniformidad en la sección,
considerando la posibilidad de la presencia de desechos, baja presencia de vegetación con un trazo
sinuoso un coeficiente de Manning n = 0.017
La sección transversal depende de los criterios de construcción, de mantenimiento y de costo, siendo
muy variables estos factores.
En el diseño de canales se considera como fórmula fundamental la fórmula de Manning:
AR 2 / 3 S 1 / 2
Q
n
Donde:
Q = Caudal ( m3/s)
A = Area de la sección
R = Radio hidráulico
S = Pendiente del canal
n = Coeficiente de Manning
Siendo la sección transversal de forma trapezoidal para los canales en concreto y rectangular para los
tramos críticos donde exista corte en roca.
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1. * Las fórmulas indicadas tienen su fundamentación en el libro V.T. Chow, “Hidráulica de los canales
abiertos ”, Mc Graw Hill, Tokyo 1982
El trazo comienza en la progresiva 0+000 la conducción del recurso hídrico se realizara mediante
un canal de sección Trapezoidal de concreto, la longitud total será de 2000 km.
Para el diseño del canal proyectado se uso una hoja de calculo en EXCEL y comprobado en el
programa Hcanales para el cual se tiene los siguientes diseños para las diferentes progresivas.
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DISEÑO HCANALES
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