Estudio Hidrologico Laguna Ustunaccocha

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS“CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO LAGUNA USTUNACCOCHA-CCASANCCAY, DISTRITO DE VINCHOS, PROVINCIA DE HUAMANGA-AYACUCHO” ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 0 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ÍNDICE PRESENTACIÓN Y RESUMEN I.- INTRODUCCIÓN 1.1.- Generalidades 1.2.- Objetivo 1.3.- Antecedentes 1.4.- Información disponible 1.4.1.- Estudios anteriores 1.4.2.- Información cartográfica y topográfica 1.4.3.- Información hidrometeorológica II.- CARACTERIZACIÓN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO 2.1.- Descripción general 2.2.- Caracterización de los parámetros climatológicos 2.2.1.- Precipitación 2.2.2.- Temperatura 2.2.3.- Humedad relativa 2.2.4.- Evaporación 2.2.5.- Vientos 2.2.6.- Horas del sol 2.2.7.- Nubosidad 2.3.- Caracterización Meteorológica 2.3.1.- Generalidades 2.3.2.- Información básica disponible ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 1 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 2.3.3.- Temperatura 2.3.3.1.- Estación de Huamanga 2.3.3.2.- Estación de Quinua 2.3.3.3.- Estación Tambillo 2.3.3.4.- Estación de Chontaca 2.3.3.5.- Estación Chiara 2.3.3.6.- Estación Allpachaca 2.3.4.- Humedad relativa 2.3.4.1.- Estación de Huamanga 2.3.4.2.- Estación de Quinua 2.3.4.3.- Estación Tambillo 2.3.4.4.- Estación Chiara 2.3.5.- Evaporación de tanque 2.3.5.1.- Estación de Huamanga 2.3.5.2.- Estación de Chontaca 2.3.6.- Precipitación 2.3.6.1.- Estación de Huamanga 2.3.6.2.- Estación de Quinua 2.3.6.3.- Estación Tambillo 2.3.6.4.- Estación de Chontaca 2.3.6.5.- Estación Allpachaca 2.4.- Características fisiográficas de la unidad hidrográfica Ustuna 2.4.1.- Parámetros de forma 2.4.2.- Parámetros de Relieve 2.4.3.- Parámetros de Drenaje 2.4.4.- Caracterización geomorfológica de la microcuenca Ustuna 2.4.5.- Cuerpos de Agua y Aforo de Fuentes 2.4.5.1.- Método del Correntómetro 2.4.5.2.- Método del Flotador 2.4.6.- Unidad hidrográfica Rio Ustuna en el punto de interés de la derivación III.- RECURSOS HIDRICOS 3.1.- Introducción 3.2.- Recursos Hídricos en estudios anteriores en la Cuenca 3.2.1.- Estudio de prefactibidad en proyecto anteriores. 3.3.- Actualización de la Generación de Escorrentía 3.3.1.- Generalidades 3.3.2.- Precipitación 3.3.3.- Escorrentía 3.4.- Climatología 3.4.1.- Variables climáticas ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 2 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3.4.2.- Temperatura 3.4.3.- Humedad Relativa 3.4.4.- Velocidad del Viento 3.4.5.- Evapotranspiración potencial 3.5.- Clasificación Climática 3.5.1.- Determinación de la eficiencia térmica 3.6.- Estación Allpachaca 3.6.1.- Temperatura 3.6.2.- Evaporación 3.6.3.- Humedad Relativa 3.6.4.- Velocidad del Viento 3.6.5.- Horas del sol 3.6.6.- Nubosidad 3.6.7.- Precipitación 3.6.7.1.- Variación Pluviométrica 3.6.7.1.1.- Variaciones Anuales 3.6.7.1.2.- Variaciones Mensuales 3.6.7.1.3.- Curvas de variación estacional IV.- ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA PRECIPITACION 4.1.- Red de estaciones pluviométricas 4.1.1.- Información histórica 4.1.2.- Información indirecta 4.1.3.- Validación de información satelital 4.2.- Relación precipitación – altitud 4.3.- Análisis de la información pluviométrica 4.3.1.- Análisis de inconsistencia de información 4.3.1.1.- Análisis grafico 4.3.1.2.- Análisis doble masa 4.3.2.- Completación y extensión de la información 4.3.3.- Precipitación Arial en la unidad hidrográfica 4.3.1.- Precipitación media anual en el punto de interés 4.3.4.- Precipitación media mensual en la microcuenca en los puntos de interés 4.3.5.- Precipitación mensual generada en la microcuenca Ustuna V.- ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA ESCORRENTIA SUPERFICIAL 5.1.- Estaciones Hidrométricas 5.2.- Información histórica disponible 5.3.- Análisis de consistencia 5.4.- Completación y extensión 5.5.- Análisis de persistencia ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 3 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS VI.- DEMANDA HIDRICA 6.1.- Introducción 6.2.- Oferta de agua 6.2.1.- Caudales-Oferta microcuenca del rio Ustuna 6.3.- Demanda de Agua 6.4.- Determinación de la demanda Hídrica 6.4.1.- Cedula de cultivos 6.4.2.- Evapotranspiración Potencial 6.4.3.- Coeficiencia de Cultivos (Kc) 6.4.4.- Modulo de Riego 6.4.5.- Eficiencia de Riego (Er) 6.4.6.- Precipitación Efectiva (PE) 6.4.7.- Derechos de Terceros 6.4.8.- Estimación de la demanda para riego 6.4.9.- Demanda agrícola sin proyecto 6.4.10.- Demanda agrícola con proyecto 6.4.11.- El balance hídrico sin proyecto y con proyecto 6.4.12.- Capacidad teórica de conducción del canal principal 6.5.- Transporte de sedimentos 6.6.- Calidad del agua en el rio Ustuna en el punto de interés 6.6.1.- Calidad agrícola del agua: marco teórico 6.6.2.- Calidad agrícola del agua del rio Ustuna VII.- BALANCE HIDRICO 7.1.- Introducción 7.2.- Oferta hídrica 7.3.- Demanda Hídrica 7.4.- Evaporación 7.5.- Relación altura-área-volumen en el embalse 7.6.- Balance hídrico mediante simulación 7.7.- Resultado del balance hídrico 7.8.- Volúmenes útil y muerto en el embalse 7.8.1.- Volumen útil 7.8.2.- Volumen muerto 7.8.3.- Volumen pérdida de evaporación en el espejo de agua fósil VIII.- ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS 8.1.- Introducción ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 4 2.Transito de avenidas en el embalse Ustunaccocha ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág..Estudios anteriores 8.7.2.6..Ajuste de funciones de distribución de probabilidad de los datos de caudales máximos 8..Método de predicción de avenidas o descarga de diseño 8.7.5.Avenidas máximas probables 8.Generalidades 8.3...5.2.2.7.7..7.Modelo de precipitación-escorrentía con el HEC-HMS 8..Eventos extremos mínimos en el rio Ustuna IX...Elección de la curva numero CN 8.10.5.2.7.Avenidas e hidrograma de diseño 8.6. por el método SCS 8..7..Determinación de caudales máximos para diferentes periodos de retorno 8.Definición de parámetros 8.7. US SOIL CONVERVATION SERVICE (SCS) 8.2....Información hidrológica 8.2.Introducción 8.2.Resultados 8.4.1...2.2.2..7.2.1.4.4..Calculo de eventos extremos máximos en el rio Ustuna en el punto de interés 8.7.Cálculo de avenidas en el rio Ustuna: método deterministico de TEMEZ y el método indirecto del hidrograma unitario sintético.Revisión de eventos extremos en estudios anteriores 8..2.TRANSITO DE AVENIDAS 9.Criterios para el análisis de avenidas 8.1.Avenidas de alta frecuencia 8.Criterios para selección del periodo de retorno 8..2.2..3.Ajuste de funciones de distribución de probabilidad 8.Características físicas de la subcuenca húmedas 8..Marco teórico para el análisis de máximas avenidas 8.3..Grupos hidrológicos de suelos 8..3.1.7.Clases de usos y tratamiento de suelo 8.1.Eventos hidrológicos extremos 8.2.Eventos extremos máximos: marco teórico 8.7.1.2.2.1.3.7.6..Máximas avenidas en microcuenca Ustuna.7.2....Consideraciones y datos para el transito 9. 5 .1.7.Combinaciones hidrológicas de suelo-vegetación 8.2..7.Análisis de frecuencia de la precipitación máxima en 24 horas 8...1.2.2..2.2.9.2.2.7.2.6.2.Análisis de las máximas avenidas en el microcuenca Ustuna en los puntos de interés del represamiento y captación 8..1.2.Introducción 9.8.2..1.Análisis estadístico de la precipitación máxima en 24 horas 8.2.7..MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 8.3..6.7. ..1.Diseño del canal principal 10...8..8.2.Recomendaciones REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS ANEXOS Y FOTOS ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.8.Estudio batimétrico-topográfico del embalse Ustunaccocha 10.5..Oferta o disponibilidad de la microcuenca del rio Ustuna 10.Posibilidad de regulación en laguna alta Ustunaccocha 10..PLANEAMIENTO HIDROLOGICO-HIDRAULICO SEGÚN ESQUEMA DEFINITIVO DEL PROYECTO 10..4...2.1..Consideraciones Importantes 10.Hidrología de la microcuenca Ustuna 10.7...CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 11.Computo del ancho estable del rio Ustuna en el punto de captación 10. 6 .7.7...MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS X.6.8.Diseño del desarenador 10.Rugosidad del cause 10..7..6.8.Sistema de regulación y derivación 10.8.2.4.Diseño de las obras de arte XI.Serie de caudales medios 10.8..2.Profundidad de socavación para el periodo de retorno (50 años) 10.3.3.Datos de precipitación promedio mensual 10.3.7.8.Conclusiones 11.Calculo de los caudales de diseño en las obras complementarias del proyecto 10.8...Diseño hidráulico de la bocatoma propuesta 10.Estimación del escurrimiento de la microcuenca del riachuelo considerando hasta la cota de captación 10.1.Proyecto construcción del sistema de riego Ccasanccay-esquema hidráulico definitivo 10...1.5.Nivel de agua 10.8.. Introducción. por encargo de la MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS. para el riego de aproxidamente de 1600 has. consultor. 2012. Ustuna. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. elaborado por WALTER OBANDO LICERA. El área de estudio tiene una extensión aproximada de 24. II. “Sistema de Irrigación Ccasanccay .Planeamiento Hidrológico – Hidráulico según Esquema Hidráulico Definitivo del Proyecto y XI.Recursos Hídricos..Análisis y Tratamiento de la Precipitación.Conclusiones y Recomendaciones.AYACUCHO.66 km2. es tributario de la subcuenca Vinchos por la margen izquierda y esta última desemboca al río Cachi y éste entrega sus aguas a la cuenca Mantaro en la Vertiente del Atlántico. El Proyecto... en el extremo central sur del país. X. 2012..Vinchos”. responsable del estudio.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS PRESENTACIÓN Y RESUMEN El presente es informe final de Hidrología e Hidráulica del estudio Proyecto “CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO LAGUNA USTUNACCOCHACCASANCCAY.Tránsito de Avenidas. al punto de regulación y de captación. VIII. Hidrográficamente. localizadas entre el sector de riego Ccasanccay. La microcuenca Ustuna. respectivamente. tiene una precipitación total anual promedio (1964 – 2010) de 800 mm y 900 mm. III.Demanda Hídrica VII. PROVINCIA DE HUAMANGA-AYACUCHO”. IV.. responsable en ingeniería de recursos hídricos.Análisis de Máximas Avenidas. El informe se estructuró en 11 capítulos. y comprende desde sus nacientes en la cordillera central y oriental – a la microcuenca de Ustuna hasta el sitio de Regulación (24.66 Km2) y derivación (Km2). aprovecharía los recursos hídricos superficiales y subterráneos de la unidad hidrográfica Ustuna. 7 . IX.. V.Características Generales del área de Estudio. PROVINCIA DE HUAMANGA .Análisis y Tratamiento de la Escorrentía Superficial VI... REPÚBLICA DEL PERÚ. DISTRITO DE VINCHOS.Balance Hídrico.. I. no reporta un déficit total anual promedio fue de 6. LUTZ SHOLTZ – Modelamiento Hidrológico de la Microcuenca en los puntos de interés del río Ustuna.1: Caudales Medios Mensuales Generados por el Método LUTZ SHOLTZ MESES RENDIMIENTO MEDIO MENSUAL (K) (LT/SEG/Km2) Enero 13 Febrero 17 Marzo 11 Abril 11 Mayo 7 Junio 5 Julio 4 Agosto 3. que equivale a una satisfacción mayor del 75% del total anual promedio demandado. en el período 1964 – 2011.30 98.22 335.425 m3 = 6.3 Octubre 4 Noviembre 5 Diciembre 8 Fuente: Elaboración Propia ÁREA DE RENDIMIENTO ESCURRIMIENTO CUENCA AL 80 % DE ESTIMADO EN PERSISTENCIA (lt/seg.26 217. El balance hídrico mediante la simulación de la operación del sistema de riego Ccasanccay.00 MMC.824 Rendimiento Hídrico de la Unidad Hidrográfica de Ustuna es de 7.38 65.102 24.26 217.66 123.102 24.66 271.66 81. La demanda hídrica agrícola total anual fue estimada en 2.66 271.66 98.66 81.62 138.30 98.00 a 8.008 24. Distrito de Vinchos.66 197.66 320.00 MMC. 1. Provincia Huamanga – Ayacucho.88 MMC – con una cédula tipo de cultivos transitorios y permanente – para un área de 800 ha.64 24.096 24.58 256.66 98. Caudales Medios Mensuales.66 172.1882 m3/seg.38 65. determinó una oferta hídrica total promedio de: 5.3 Setiembre 3.63 lt/seg/Km2 este valor se encuentra dentro del rango permisible para cuencas de la Sierra Central Sur (Región Ayacucho) que varían de 7.68 MMC).376 24.194 lt/seg Caudal Medio Mensual es de 0.64 24. 30% de riego por gravedad tecnificado (240 ha.64 78. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.912 24.66 123.28 157. demostrando que el Modelo Deterministico Estocástico de LUTZ –SHOLTZ esta calibrado para la zona de estudio. Caudal medio mensual es de 188. Proyecto de Sistema de Riego Ccasanccay.912 24.109. con un módulo de 250 m 3/año/km2/mm (período 1964 – 2010).93 MMC. Climatología. Volumen de escurrimiento Superficial es de 5´928.64 78.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La generación de escorrentía.008 24.20 MMC) y 70% de riego presurizado (560 ha. Presentan los siguientes resultados: Cuadro N°6. el 27.464 24. según el Esquema Hidráulico Definitivo propuesto. 2012. 1. El informe integra la caracterización Hidrográfica del Área de Estudio. con eficiencias mejoradas. Máximas Avenidas en los puntos de interés del Represamiento o Regulación y de la Captación mediante los dos métodos recomendados para los Proyectos de irrigación de la Sierra Central Sur del Perú como NRECA.) ESTUDIO (LT/SEG) (Km2) 24.00 lt/seg/Km 2.43% con respecto a la demanda.66 419. 8 . MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Por el método del hidrograma unitario sintético del Soil Conservation Service (SCS), a partir de la precipitación máxima en 24 horas, y las características geomorfológicas de la microcuenca Ustuna, se obtuvieron los siguientes caudales máximos instantáneos (Qm), y para diferentes períodos de retorno (PR en años): obras de derivación o captación: Qmpr50 = 4.00 m3/seg; con el tránsito de avenidas en el cauce del Represamiento o Regulación del río Ustuna (método numérico), y para caudales máximos de diseño de entrada (QI) de PR = 100, 500 y 1 000 – y una longitud de vertedero de excedencias de L = 5 m – se obtuvieron los caudales de salida (Qs) y altura de agua (H) sobre la cresta: respectivamente. Parámetros morfológicos y del Hidrograma Unitario en los Puntos de Interés. Altitud [m.s.n.m] Area No. Proyecto [ ] Máx Min [Km] Pendiente del río [m/m] Ls Tiempo Concentración [h] [h] [h] 2.39 3.09 1 Represamient o 6.20 4610 3920 11.47 0.06 2 Bocatoma 6.60 4610 3912 11.67 0.07 3.12 2.35 3.05 3 Afianzamiento 1.93 4510 3950 3.345 0.17 1.05 0.91 1.08 Se No. Proyecto 1 2 3 Represamiento Bocatoma Afianzamiento Área km2 6.2 6.25 1.93 3.20 D PERIODO DE RETORNO (Años) 5 1.7 1.73 1.51 10 2.7 2.76 2.4 25 3.2 3.3 2.85 50 4 4.1 3.6 100 6 6.01 5.24 200 6.45 6.59 5.74 500 8.14 8.31 7.21 1000 9.2 9.4 8.21 recomienda la instalación en el área de estudio, de estaciones Hidrometeorológicas, en número adecuado y ubicadas convenientemente, que permitan validar y/o ajustar, las estimaciones de escorrentía efectuadas. Para el embalse Ustunaccocha, con una vida útil de 500 años, se definió un volumen muerto, VM = 0.489 MMC (268.50 m3/Km2 de microcuenca por año), y un volumen útil promedio, VU =3.00 MMC. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 9 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS El represamiento en la Sección de Control será una represa de tipo enrocado pantalla aguas arriba del dique de concreto Armado acompañada de un Plinto de una altura de 21 m, para almacenar 3.50 MMC, ancho de corona de 6.00 m y el área de espejo de agua será de 0.1385 Km2 y un Flech de 1.343 Km al eje de la presa; actualmente tiene un Volumen Fósil de 0.940 MMC y como Estructuras conexas tendrá un Aliviadero de Demasías de 5.00 m de Longitud de cresta y altura de la Cresta de 1.50 m, unida una rápida con su disipador de energía a la parte final de la rápida para la entrega al mismo cauce del río Ustuna y Toma de Fondo de diámetro de 34” para la descarga del caudal de entrega de 0.880 m3/seg. La bocatoma de derivación será diseñada con un caudal de 4.00 m 3/seg, para un período de retorno de 50 años de barraje mixto y muros de encausamiento laterales de una altura de 2.00 y la altura de barraje de 1.50 con una losa delantera de 2.50 tipo poza disipadora de energía y aguas abajo del barraje con una poza de amortiguación de longitud de 2.50 m y como conexa la toma lateral para un caudal de diseño de 0.400 m 3/seg. A unos 300 metros del inicio de la derivación se ha proyectado un desarenador tipo vertedero viga colgante para riego presurizado con obras conexas el canal de limpia de 5% flujo supercrítico con su respectiva compuerta y aliviadero de demasías para eliminar el caudal excedente. Canal de derivación diseñar con sección trapezoidal, rectangular revestido pulido con una pendiente variable (1%0 - 2.5%0), ancho de solera variable de 0.70 a 0.90 m y circular con un diámetro interior de 24” (600 mm) y diámetro interior de 599.20 mm; con un caudal de diseño para el sector de riego Ccasanccay de 400 lt/seg y una longitud aproximada de 19.940 Km. Además, se recomienda que el diseño definitivo del canal deba ser en condiciones óptimas MÁXIMA EFICIENCIA HIDRÁULICA para cumplir con las normas técnicas y económicas. En los tramos donde existen deslizamiento del terreno se deberá dar un tratamiento especial para el diseño de canal con uñas, tener en cuenta las recomendaciones del Estudio de Mecánicas de Suelos sobre la capacidad portante y Sostenimiento o Estabilidad del material y el ángulo de reposo del terreno. Obras de Arte Canal de limpia debe diseñarse en condiciones de flujo Supercrítico con una pendiente de 5% esta obra es un componente del desarenador proyectado. La toma lateral o Cámaras de Carga deben diseñarse como disipadores de energía con válvula de control. Las obras de arte proyectadas como Túneles, transiciones tipo desarenador en los cambios de sección hidráulica tanto a las entradas y salidas, Cruces transversales del gaseoductos existentes, puentes canal o acueductos, Sifones Invertidos, Canoas, Alcantarillas o pasarelas vehiculares con tubería y otras, deben ser Tipo Estándar. Estas obras de arte serán diseñadas con un caudal de diseño de 0.400 m3/seg hasta la progresiva 3 + 212 Km y de la progresiva de 3 + 212 hasta 19 + 940 Km con un caudal de diseño de 0.430 m3/seg. Sistema de distribución a nivel parcelario se recomienda seleccionar bien el Sistema de riego según los criterios técnicos como: Planos de Suelos para Aptitud para Riego en las ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 10 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Unidades de Riego, Plano Parcelario, Plano de Frecuencia de Riego, Planos Topográficos por unidades de riego, Planos de Uso de Suelos Actual, Planos por Capacidad de Uso Mayor, Planos de Pendientes, Carga disponible, Caudal, Presión, Sectorización de Riego, Programación de Riego, Infiltración Básica, Plano de Ubicación de Muestreo de Suelos y Pruebas de Infiltración, etc. Todos los cálculos hidráulicos justificatorios y Estructurales. El caudal máximo de captación es de 4.00 m3/seg para un período de retorno de 50 años. El caudal de derivación es de 0.400 m3/seg y una captación de afianzamiento hídrico en la quebrada Chojehuaray es de 2.85 m3/seg para un período de retorno de 25 años. Según la cedula óptima de cultivo. Los caudales máximos instantáneos determinados, se constituirán como elementos de juicio hidrológico necesarios, para la toma de decisiones – entre otras consideraciones técnico económico – en el diseño de la represa, Bocatoma de Captación y Canal de Conducción. Se recomienda para efectos de diseño, la selección de un período de retorno para las máximas avenidas, mínimo diseño de 50 años para las obras de captación y aliviaderos de demasías 1 000 años de período de retorno. En base a la simulación hidrológica mediante el Método de la Curva Masa o Diagrama Rippl, para realizar el balance hídrico y también se ha efectuado la generación de Caudales Medios Mensuales para un Año Promedio (OFERTA). Resultados del Balance Hídrico Los datos de entrada, y los resultados obtenidos del balance hídrico mediante simulación de la operación del embalse de regulación, período 1969 – 2011 son las siguientes: Datos de Entrada:  Oferta Hídrica : 6.00 MMC  Quebradas (Río Ustuna) : 6.00 MMC  Afianzamiento Hídrico Quebrada Chojehuaray : 1.85 MMC Sector de Riego Ccasanccay  Demanda hídrica : 2.880 MMC  Riego por Gravedad Tecnificado (240 ha) : 1.200 MMC  Riego Presurizado (560 ha) : 1.680 MMC Esta demanda hídrica ha sido proyectada con la época seca para el área de riego de 800 ha., que se está proyectando en la Cedula óptima de Cultivo que se usará el Recurso Agua y en la época de avenidas será utilizada el recurso agua como un riego complementario en caso que se presente un año seco, que también está en función del ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 11 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS volumen almacenado en la Represa que permitirá la planificación de la Campaña Grande que representa una mayor extensión de área a regar aproximadamente de 1,510 has en el Sector de Riego Ccasanccay. Resultados del Balance  Déficit total anual promedio : 0.000 MMC El volumen, no existe déficit para riego presurizado la demandada 2.880 MMC. Se recomienda buscar un módulo de operación del embalse con el sector de riego Anchachuasi que van a compartir el recurso hídrico que estaría en función del área a beneficiarse tanto por el Sector de Riego de Ccasanccay y Sector de Riego Anchachuasi, que el reparto de agua debe ser de la siguiente manera para el sector de riego de Ccasanccay (57 %) que representa 5 días de los 8 días que se hace el reparto de agua en forma semanal y el Sector de Riego de Anchachuasi (43%) que representa 3 días con el caudal de 400 lt/seg que se entregara de la represa. Esta decisión lo debe tomar la Administración Local del Agua Ayacucho – ALA –ANA Ministerio de Agricultura Perú. Además, el Estudio Hidrológico para el Proyecto Irrigación Ccasanccay debe ser aprobado por Autoridad Local de agua correspondiente. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 12 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS I. INTRODUCCIÓN I.1. Generalidades El presente documento, constituye el informe Final de Hidrología e Hidráulica de la Microcuenca Ustuna, para el “Expediente Definitivo del Proyecto “CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO EN LAGUNA DE USTUNACCOCHA - CCASANCCAY DISTRITO DE VINCHOS - AYACUCHO”, 2012, elaborado por encargo de la Municipalidad Distrital de Vinchos perteneciente al gobierno Regional – GRA, República del Perú. El Proyecto “CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO EN LAGUNS USTUNACCOCHA- CCASANCCAY DISTRITO DE VINCHOS - AYACUCHO”, 2012, al Nor – Oeste del Distrito de Vinchos, provincia de Huamanga, departamento de Ayacucho, en el extremo centro sur del país, aprovecharía los recursos hídricos superficiales y subterráneos de la microcuenca Ustuna, a derivar el agua por una toma lateral del nombre para el riego de Ccasanccay Vinchos de aproxidamente de 1510 ha, localizadas en la zona de Ccasanccay – Vinchos. Y parte alta, media y baja de la unidad hidrográfica Ustuna. La unidad hidrográfica Ustuna, nace en las partes altas de la Cordillera de los andes, y desemboca en la microcuenca del río Vinchos, se une con Pongora por su margen derecha afluentes estos últimos del río Cachi por la margen derecha del mismo río y de igual manera desemboca al rio Mantaro, en la vertiente del Atlántico. El Informe se estructuró en 11 Capítulos: I.- Introducción; II.- Caracterización General Del Área De Estudio; III.- Recursos Hídricos; IV.- Análisis Y Tratamiento De La Precipitación; V.- Análisis Y Tratamiento De La Escorrentía Superficial VI.- Demanda Hídrica VII.- Balance Hídrico, VIII.- Máximas Avenidas; IX.- Tránsito De Avenidas; X.Planeamiento Hidrológico – Hidráulico Según Esquema Hidráulico Definitivo Del Proyecto y XI.- Conclusiones Y Recomendaciones. I.2. Objetivos El Estudio Hidrológico tuvo como objetivo, proporcionar los elementos de juicio hidrológico necesarios, para la toma de decisiones en el planeamiento de la Irrigación ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 13 Objetivos específicos:  La evaluación y análisis de los aspectos vinculados a la oferta de los recursos hídricos superficiales tales como: escurrimiento superficial natural. etc. olluco. cedula de cultivos. pastos asociados.  Evaluación y análisis de los aspectos orientados a las demandas de agua para riego del proyecto tales como: climatología agrícola. El Proyecto de Irrigación Ccasanccay. desarrollar parcelas demostrativas o módulos de riego presurizado y uso del agua con fines agrícolas.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Ccasanccay. cuyas competencias se enmarcan en el desarrollo sostenible y ejecución de Proyectos de Inversión Pública vinculados a infraestructura de riego. indica que la zona de la Sierra Central Sur. que para el uso integral de los recursos hídricos. posee suelos con posibilidades de ampliación de la frontera agrícola. se cita a la irrigación Ccasanccay. mejorando 1510 ha para el cultivo de hortalizas. que cuenta con agua de buena calidad para riego (C1S1). avena. quinua. Además refiere Ex ONERN. El proyecto beneficiaría directamente a 600 familias y 500 en forma indirecta. derivando las aguas de los afluentes del río Ustuna mediante una ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. avenidas máximas. al identificar las posibilidades de mejoramiento y/o ampliación de área cultivada. mashua y papa. y en el diseño de las obras de Regulación. en lo referente a la magnitud de la infraestructura hidráulica planteada para abastecer la superficie agrícola de la zona del proyecto. conducción y provisionales. etc. es factible cambiar las áreas de secano al riego. cebada.3. ajo. Entre los Proyectos de Irrigación en el ámbito del Departamento de Ayacucho Región Ayacucho. incorporando nuevas tierras mediante sistemas de riego artificial. 1. 14 . en el Estudio de Evaluación de Recursos Naturales del Departamento de Ayacucho. Luego la Municipalidad de Vinchos solicito la ejecución del Perfil Técnico y Expediente Técnico al Consultor en vista que es una Unidad Ejecutora adscrita al Gobierno Regional de Ayacucho. Antecedentes Ex ONERN 1984.  Determinar el balance hidrológico de tal forma que permita dimensionar los alcances del proyecto de irrigación. El proyecto contempla la irrigación de 1510 ha de tierras aptas para la agricultura intensiva. fue solicitado a la Municipalidad Distrital Vinchos por los agricultores de las Comunidades de Ccasanccay. instalar áreas piloto de irrigación. derivación o captación. La fuente de agua sería el río Ustuna. Planos Topográficos del área del proyecto.2. así como la zona agrícola del proyecto. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. escala 1/1 000 000.4. escala 1/1 000 000 Mapa de Capacidad de Uso Mayor ONERN.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS regulación y derivación de los recursos superficiales y subterráneos diseñada para una capacidad de 3. El estudio comprende diferentes fases en su desarrollo.4. revisión y análisis de la información hidrometeorológica disponible. hasta el análisis de las fuentes de regulación y simulación del sistema regulado proyectado.. escala 1/1 000 000 Mapa Forestal ONERN. que van desde la recopilación.3. y un canal derivado de la bocatoma de 19.. Mapa Geomorfológico ONERN. 1.. que comprende tanto la microcuenca del río Ustuna.4. escala del Proyecto de Irrigación de Ccasanccay. escala 1/1 000 000.Estudios Anteriores Los estudios anteriores puestos a disposición por ANA y ALA Ayacucho. 1990. 1. y con información utilizada en el presente estudio fueron los siguientes: 1. Centro de Estudios Hidrográficos – Sector de Hidrología – España. 15 . escala 1/1 000 000 y 1/50 000 (27 ñ y 27 n) Planos Isoyetas Medias de País (CEDEX).940 Km de longitud.1. escala 1/1 000 000 Mapa Geológico IGEMENT. escala1/5 000. Información Disponible 1.4.Información Cartográfica y Topográfica IGN. escala 1/1 000 000 Cartas Nacionales de la zona de estudio.00 MMC. escala 1/1 000 000 Mapa Ecológico ONERN.Información Hidrometeorológica El estudio hidrológico tiene como objeto analizar los aspectos fundamentales relacionados con los recursos hídricos superficiales del área de estudio. Mapa Físico Político del Perú. 16 .n. que nacen en los bojedales y humedales.m y un perímetro de 28. II. este se unen con el río Pongora forman el río Cachi por la margen izquierda desemboca a la cuenca Mantaro. Datos Hidrometeorológicos Históricos del ámbito de la Unidad Hidrográfica del río Ustuna o subcuencas vecinas.m y 4250 m. se constituye como referencia de localización más cercana.. afluente a su vez del río Vinchos. CARACTERIZACIÓN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO II. Hidrográficamente (ANA – ALA AYACUCHO. Junta de Usuarios. se llega a Ustunaccocha por la carretera Asfaltada de Los Libertadores al Desvió a la derecha Km de 296 en parte y otra parte por Carretera Afirmada de Vinchos a Ccasanccay hasta zona de influencia del proyecto (10 Km) y mediante un desvió a la izquierda se conecta con las Comunidades de Ccasanccay una distancia de 3. Universidad Nacional de San Cristobal de Huamanga – UNSCH – AYACUCHO.1.n. altitudinalmente varía entre los 3684. el área se localiza en el distrito de Vinchos. se está utilizando datos hidrometeorológicos de estaciones ubicadas dentro ó próximas a la microcuenca del río Ustuna y cuenta con pequeña laguna de capacidad de embalse volumen fósil de 0.500 MMC y volumen útil de 3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Considerando que el punto de interés carece de información hidrométrica. ALA.s. Ex PERC. desde las nacientes Pallcca y pequeñas quebradas formando el río Ustuna hasta la zona de Represamiento Ustunaccocha y derivación de la bocatoma hacia los sectores de riego por la margen izquierda del río mencionado anteriormente (Ver Anexo de Mapas N° 01 y 02). abarcando desde las altitudes 3920 m. obtenidos de entidades.8 (Punto de Captación o Bocatoma) y 2519 msnm (Punto Final del Canal). Políticamente.66 Km 2. en la vertiente del Atlántico.193 km. departamento de Ayacucho. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.589277 E. comprendida desde sus nacientes en la Cordillera de los Andes. al 2011. como SENAMHI. Referencia Bibliográfica N° 12). Descripción General Se identifica como Área de Estudio. respectivamente. provincia de Huamanga. Ccasanccay son 30. Geográficamente se ubica aproximadamente entre las coordenadas 8544810 N – 8550069 N y 591355 E. por lo cual se ha procedido a recopilar y procesar la información disponible a fin de determinar las disponibilidades hídricas del proyecto.230 Km de la Trocha Carrozable. El área de la microcuenca para Ccasanccay es de 24. previsto para la Irrigación Ccasanccay Vinchos. hasta la zona de represamiento. a la porción de cuenca de la unidad hidrográfica Ustuna. Desde Ayacucho. las unidad hidrográfica de Ustuna. las comunidades de Ccasanccay. son tributarias de la Microcuenca Ustuna. ANA. respectivamente.s.68 Km2.00 MMC. establecida por Estudio Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Ustuna es de mayor de 850 mm. 17 . para Ccasanccay. humedad relativa. registrados en la estación Allpachaca y otras vecinas al área de estudio. que asume – por su cercanía e información disponible – como representativa del área irrigable. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. en el distrito de Vinchos.2. escala 1/1 000 000. respectivamente y se confirma este valor mayor indicado anteriormente en los Planos Isoyetas Medias de País (CEDEX). tuna. Ver valores promedio en el Cuadro N° 2. II. molle. temperatura. en el centro sur del Perú. Referencia Bibliográfica N° 12). es limpia sobre elevaciones rocosas. Precipitación La precipitación es el elemento básico que determina el comportamiento hidrológico de una cuenca y como tal debe analizarse su comportamiento estacional. 1990 y Actualización y Complementación del Proyecto Integral Río Cachi INADE PERC HC & ASOCIADOS Mapa de Isoyetas Medias Anuales Mayo 1994 un rango de 700 a 900 mm de precipitación anual. y en la zona propuesta de riego está cubierta parcialmente de arbusto verdes de mutuy.1. La precipitación total anual promedio. Caracterización de los Parámetros Climatológicos La caracterización está referida a los siguientes parámetros: Precipitación. cabuya y otras variedades forestales propias del lugar con abundantes áreas descubiertas.Anexo. Región Ayacucho. elaborado a partir de la Base Hidrometeorológica al 2011 del Ex PERC (ANA – ALA Ayacucho. provincia de Huamanga. prácticamente desnudas sin protección contra las lluvias. según se observa en el siguiente mapa de ubicación N° 1-Anexo. evaporación y vientos.2.1 . Centro de Estudios Hidrográficos – Sector de Hidrología – España. se puede afirmar que las áreas dentro y fuera de la unidad hidrográfica. Para el análisis de información pluviométrica se ha considerado trabajar con 34 estaciones pluviométricas ubicadas dentro de la cuenca y cuencas vecinas procedente del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología – SENAMHI para el período entre 1964 – 2009. multianual e incluso regional. aguas arriba de la sección de control de ubicación del represamiento. II.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS En general. así como también de un total de 13 estaciones satelitales virtuales de la TRMM para el período 1998 – 2009. Ubicación de la Zona de Estudio El proyecto de irrigación Ccasanccay está ubicado al Nor Oeste de la ciudad de Ayacucho. 8 mm). II. 18 . el CRU registrada desde 1960 hasta 1990 información de la humedad relativa media mensual. Evaporación La evaporación total anual promedio (Allpachaca) es de 149.7 Actualización y Complementación del Proyecto Integral Río Cachi ANEXO 1 HIDROLOGÍA Y METEOROLOGÍA HC & ASOCIADOS S. Tunsulla. destacando enero como el mes de mayor evaporación (248.2.6 °C (Junio – Julio – Agosto – Mayo) y varía de 12°C a 23°C (resto de meses de Setiembre – Octubre – Enero – Febrero – Marzo – Abril Noviembre – Diciembre).MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS II. Putacca.2.4. La humedad relativa tiene poca variación durante el año y sus valores promedio mensuales van desde 68% (Agosto) hasta 80% (Marzo). Allpachaca.R. Temperatura En el ámbito de la microcuenca del río Ustuna. II.4 mm (1992). por lo que su evaluación se ha realizado en base a la escasa información existente en las estaciones de Huamanga. cuyos registros han sido utilizados para determinar a nivel de toda la microcuenca del río Ustuna.2. el CRU registra desde 1960 hasta 1990 información del comportamiento de esta variable.3. Agosto 1. Humedad Relativa En la subcuenca del río Vinchos.975 mm (1991 – 1993). Quinua y Tambillo.1 mm). la evaporación total anual promedio Cuchoquesera es de 146. Esta variable es importante en la determinación de las necesidades de riego de los cultivos. Huanta.19 y Gráfico N° 3.1 se muestra la variación de la temperatura media mensual en la microcuenca en estudio que varía de 10 °C a 11. destacando noviembre como el mes de mayor evaporación (209.L.9 mm) y la evaporación total anual promedio Putacca es de 81.994 Ministerio de Presidencia – INADE Proyecto Especial Río Cachi – PERC se presenta la variación media mensual de la temperatura en el ámbito de la cuenca del Río Cachi desde los 3040 a los 4788 msnm. El Cuadro N° 3.2. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. destacando agosto como el mes de mayor evaporación (104. información que ha servido para elaborar el Mapa de Isoterma Anual. En el Cuadro N° 3.625 mm (1992). Cuchoquesera. la cual ha servido para determinar el comportamiento de esta variable en la unidad hidrográfica del río Ustuna. 7 horas/día (Marzo) y 8. La velocidad del viento media mensual. siendo el período abril – noviembre. (que están ubicadas en la Subcuenca vecina del río Cachi).7 horas y 147.1 horas. siendo el total anual promedio igual a 2516.2 horas en febrero. Nubosidad ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. se clasifica como “viento suave” (7 – 12 Km/hr). y un total anual promedio de 2597.5 m/seg.3 horas en julio y 117. En el Cuadro N° 3.2. que en la escala de Beaufort.9 horas.7. II. En la estación Putacca.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS II.5 m/seg. las horas de sol fluctúan entre 250. en la estación Allpachaca (para los años 1968 – 1982) alcanza en promedio anual una velocidad de 2. que se ubican desde los 1157 a los 4788 msnm.4 horas en agosto y 163. aquél donde se produce la mayor insolación. Vientos En la cuenca del río Cachi. las horas de sol varían mensualmente entre 269. que en la escala de Beaufort. En la estación de Cuchoquesera a una altitud de 3750 msnm (para los años 1992 – 2009) alcanza en promedio una velocidad de 3. Durante el año. Putacca y Tambillo se cuenta con información de horas de sol. se clasifica como “viento suave” (7 – 12 Km/hr). 19 . Horas del Sol Solo en las estaciones de Huamanga. equivalente a 12. El promedio diario de insolación en el año es de 6.6.5 horas/día (Junio). II. el CRU registrada desde 1960 hasta 1990 información climática.2. los valores fluctúan entre 273. estando en relación directa a la nubosidad que se registra en dicha estación.0 horas en enero.2.3 horas de sol.0 horas en mayo y febrero respectivamente.6 Km/hr. anualmente las horas de sol promedio alcanzan un total de 2556. En la estación de Tambillo. equivalente a 9 Km/hr.15 se presenta los promedios mensuales de la velocidad del viento en cada una de las estaciones.5. la cual ha servido para analizar el comportamiento de esta variable en la unidad hidrográfica y las unidades hidrográficas de Ustuna y Vinchos. En la estación Huamanga. 55 °C. Información Básica Disponible La característica del clima en el sector de sierra central sur utilizó información meteorológica de 20 estaciones ubicadas cerca al área de estudio y en la región.3. las cuales permiten precisar el nivel de clasificación.1.3. Temperatura 2.3. distribuyéndose mensualmente así: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Huamanga. 20 .. fluctúa entre 1 y 6 octas y con una media anual de 4 octas.2. la nubosidad.3. variando mensualmente entre 2. En el Cuadro 4. 2. Generalidades Los cinco principales parámetros meteorológicos de mayor importancia para el Proyecto “SISTEMA DE RIEGO EN LAS LOCALIDADES DE CCASANCCAY Y VINCHOS”.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La información de esta variable es muy escasa.1 . Luricocha. 2012. respectivamente.5 y 6. Cuchoquesera. y en función de la información disponible. La información presenta períodos de registro con interrupciones discontinuas en su secuencia y otros completos. ubicación geográfica y política. región Ayacucho”. 2.3. mientras que en Huamanga. Evaporación: EV. para el período 1972 – 2002 (32 años completos).Estación de Huamanga La temperatura media anual promedio. solamente se cuenta con información en las estaciones Tambillo (que está ubicada en una cuenca vecina – Subcuenca del río Cachi) durante el período Agosto 92 – Agosto 93 y Huamanga. Tambillo. La información meteorológica disponible se recabo del servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). Huanta. registrada en la estación Huamanga. Allpachaca. y asumida para el área de estudio. Humedad Relativa: HRx. Quinua.3. pueden caracterizarse así: (1): Para el Punto de Interés Estación Cuchoquesera.3.A se resume información general las estaciones Los Libertadores. el promedio anual es de 5 octas. Chiara. altitud y entidad operante: 2.1. San Miguel y Chontaca como: tipo y código. En la estación Tambillo. velocidad del viento: U y Precipitación: Px).6 en junio y febrero respectivamente. (valores medios mensuales Temperatura: Tx. es de Tx = 13. Caracterización Meteorológica 2. que está ubicada en una cuenca vecina (Subcuenca del río Cachi). 2 °C y mediante un factor de disminución de 0. El objeto principal del presente ítem es la estimación de los valores de temperatura media mensual para el Proyecto “Sistema de Riego Ccasanccay en el Distrito de Vinchos Provincia de Huamanga Región Ayacucho”.43 °C en Julio.88 13.2.m como valor medio y existe una marcada relación entre la altitud y la temperatura que permita la extrapolación de datos.1 °C. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2. Quinua ENE FEB MAR ESTUDIO HIDROLÓGICO ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Pág.76 14. 21 PROM .43 12.55 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 14. registrada en la estación Quinua. Huamanga ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 13.860 aplicado a los datos de temperatura media mensual de la Estación de Huamanga se obtiene el Registro de Temperatura Media Mensual.70 13. y asumida para el área de estudio..3.80 14. 2008.73 12. que usualmente es un valor constante para una cuenca determinada o grupo de ellas de comportamiento hidrológico similar. Se ha procedido a obtener la relación altitud vs Temperatura media anual para las cuencas del Río Cachimayo – Mantaro y Pampas. Relación Altitud Vs Temperatura Media Anual Es conocida la variación inversa de la temperatura con la altitud de la cual se desprende el denominado gradiente térmico. Temperatura se ha determinado que la temperatura media anual para el Proyecto “Sistema de Riego Ccasanccay en el Distrito de Vinchos Provincia de Huamanga Región Ayacucho”.22 13.43 12.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°2.17 13. Temperatura Media Anual En Puntos De Interés Con los resultados obtenidos en la Curva Altitud vs.1. para el período 1972 – 2002 (32 años completos).2.2. 2. es igual a 14.23 13. es de Tx = 10. y un mínimo de 12. 2012.n.57 14.Estación de Quinua La temperatura media anual promedio.s. tomando en cuenta.65 13.80 °C en Noviembre. la información existente en la estación meteorológica más cercana denominada que es Los Libertadores ubica 3710 m. 82 15.59 11.3.20 16.84 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 18. para el período 1972 – 2002 (32 años completos).07 9. y asumida para el área de estudio. y un mínimo de 14.23 12. para el período 1972 – 2002 (32 años completos).3.84 °C.Estación de Chontaca La temperatura media anual promedio.04 11. y asumida para el ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2. registrada en la estación Chiara.41 11.3.4.70 15.Chontaca ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 12.3.49 12..3.18 °C en Junio.32 °C.20 17. 2.30 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 12. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2.32 10..18 12. registrada en la estación tambillo.5.28 11. registrada en la estación Chontaca. para el período 1972 – 2002 (32 años completos).3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 11 10 11 10 9 9 8 9 10 11 12 11 10. 2. 22 .Estación Tambillo La temperatura media anual promedio.38 °C en Noviembre.30 °C.26 18. y un mínimo de 9.88 17.Estación de Chiara La temperatura media anual promedio.18 16. es de Tx = 11..4.Tambillo ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 17. 2.28 11.28 °C en diciembre.10 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 12°C en Noviembre. y asumida para el área de estudio.78 14.3. y un mínimo de 8 °C en Julio.63 11.38 18.12 18.3.06 10.84 14.66 17. es de Tx = 16. 60 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 11. Febrero y Marzo (verano). distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2. para el período 1949 – 1985 (15 años completos en 37 de registro.83 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 76 en Febrero.0 °C y 5.. Ver el Cuadro N° 2.50 °C).10 11.00 9.Humedad Relativa 2.40 °C en Octubre.90 11..70 10.60 °C. registrada en la estación Huamanga.1 °C en el mes de Julio. es de HR = 63.3. para el período 1972 – 2002 (32 años completos.Huamanga ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 74 76 73 72 61 57 54 58 58 57 61 65 63. 23 . y asumida para los diversos Tramos del canal..1).0 °C (mínimas promedio mensuales 4.Las más bajas se presentan en los meses de Julio y Agosto y su valor promedio mensual es 10.2). es de Tx = 11. es de Tx = 10.50 10.20 10. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2. 2. distribuyéndose mensualmente así: El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 23.3.0 °C ocurren en los meses de Enero.Estación Allpachaca La temperatura media anual promedio.40 11.6.4.10 10.Estación de Huamanga La humedad relativa media anual promedio.6.4.Chiara ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 10.10 10.1.5. Ver el régimen de distribución mensual de temperatura en Allpachaca en el Gráfico N° 2.60 °C (La temperatura promedio mensual durante todo el año). y un mínimo de 9. registrada en la estación Allpachaca.60 10.3.00 11. 2. y un mínimo de 54 % en el mes de Julio.30 10.3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS área de estudio. Ver el Cuadro N° 2. y asumida para el área de estudio. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.1.83%. y un mínimo de 52 % en el mes de Octubre.3. es de HR = 89. para el período 1972 – 2002 (en 52 registros.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 2. 2.4. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2.2).70 52.80 68.7.9.. registrada en la estación Chiara.Tambillo ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 62.Estación de Chiara La humedad relativa media anual promedio.90 59.50 50. 32 años completos. y asumida para el área de estudio.70 56. registrada en la estación Tambillo. 2.Estación de Quinua La humedad relativa media anual promedio.1%. para el período 1972 – 2002 (32 años completos.40 49.. registrada en la estación Quinua. es de HR = 56..4%.10 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 67 en Marzo.2).4. para el período 1972 – 2002 (32 años completos. Ver el Cuadro N° 2.3.70 53.30 48. es de HR = 59.2.Chiara ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Ver el Cuadro N° 2.1%. 24 .10 61.30 65.3.4. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2.Quinua ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 67 66 67 67 62 53 55 54 53 52 56 57 59.8.30 51.80 52. y un mínimo de 52 % en el mes de Octubre.4. Ver el Cuadro N° 2. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2.3.10 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 67 en Marzo. y asumida para el área de estudio.Estación de Tambillo La humedad relativa media anual promedio.2). y asumida para el área de estudio. . y un mínimo de 81 % en el mes de Agosto. Evaporación total anual para las cuencas del río Cachimayo – Mantaro y Pampas. Se ha procedido a obtener la relación altitud Vs. La evaporación neta se encuentra multiplicando un coeficiente por la evaporación medida en el tanque de evaporación tipo “A”. este coeficiente anual es de 0.5. Es conocida la variación inversa de la evaporación total con la altitud de la cual se desprende el denominado gradiente evaporimétrico que usualmente es un valor constante para una cuenca determinada o grupo de ellas de comportamiento hidrológico similar.50 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 95% en Abril.1.n. registrada en la estación Huamanga.m.3. para el período 1972 – 2002 (32 años completos). Mediante un factor de disminución de 0.Estación de Huamanga La evaporación media anual promedio.. El U.50 86 88. Weather Bureau determinó que para el caso de embalses.70. existe una marcada relación entre la evaporación y la altitud que permita la extrapolación de datos. Evaporación se ha determinado que la Evaporación. Evaporación en puntos de interés Con los resultados obtenidos en la curva altitud Vs. tomando en cuenta la información existente en la estación meteorológica más cercana denominada Quinua que se ubica 3260 m.40 mm.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 91 93 94 95 93 93 82 81 84.5. es de EV = 119. 25 . 2.s.S. mencionado.50 89.Evaporación de Tanque El objeto principal del presente ítem es la estimación de los valores de evaporación total mensual en el área del Proyecto “Sistema de Riego Ccasanccay en el Distrito de Vinchos Provincia de Huamanga Región Ayacucho”. y asumida para el área de estudio.50 87.3. 2012. 2. el cual ha sido utilizado en los cálculos correspondientes.884 aplicando a los datos de evaporación total mensual de la Estación Huamanga se obtiene el registro de evaporación total mensual y finalmente el de evaporación neta. distribuyéndose mensualmente así: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 2.1. en el mes de Abril.3.1 100.m. Sin embargo. 2.4 119. en las áreas agrícolas del Proyecto “Construcción del Sistema de Irrigación Ccasanccay Distrito de Vinchos Provincia de Huamanga Región Ayacucho”.6.11. 2.20 mm.s.Estación de Huamanga ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 2012.n.2 73.3 127.3 115..53 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 114. distribuyéndose mensualmente así: Cuadro N°2.3.Huamanga ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 117. para el período 1972 – 2002 (32 años completos).Precipitación El objetivo principal del presente ítem es la estimación de los valores de precipitación media mensual. y un mínimo de 100.53 mm.0 108. 26 . en el mes de Abril.s.7 129. En Noviembre.Estación de Chontaca La Evaporación media anual promedio.0 105. los terrenos agrícolas se ubican a 2. es importante conocer su comportamiento estacional.4 El valor promedio – como puede apreciarse – varía entre un máximo de 144.3.5 108.760 a 3260 m.5 mm.7 mm.60 103.20 mm.5. registrada en la estación Huamanga. es de EV = 96.10. existente en la estación meteorológica más cercana denominada Los Libertadores que se ubica a 3710 m. La precipitación es el elemento básico que determina el comportamiento hidrológico de una región y como tal.0 104.. y asumida para el área de estudio.8 130.m.. En Octubre.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°2.5 96.2 91. y un mínimo de 69.5 96.4 105. y existe una marcada relación entre la altitud y la precipitación que permita la extrapolación de datos.0 96.6 114.2 104.5 144.Chontaca ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 109.0 92.0 69.8 144.6.4 100.. es necesario señalar que la información existente y los registros históricos de precipitación son bastante irregulares...n.2. para el período 1972 – 2002 es de Px = 58 mm. Ver el Cuadro N° 2.53 mm. variando entre un máximo de 148. el período lluvioso entre los meses de Septiembre a Abril. y que se distribuye por mes del siguiente modo. (Febrero).6.8 148.8 47. para el período 1972 – 2002: 56 registros.3). en que se produce el 5. y que se distribuye por mes del siguiente modo. 32 años completos.Huamanga ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 130.1 16.3 89.2. Cuadro N°2. Cuadro N°2. y un período más seco entre Mayo y Agosto.6.3.8 8.2 113.3 mm.1 17.7% de la lluvia total.1 68. 27 PROM ... 2. en Enero y un mínimo de 2.8 13.3. 2.8 11.53 Es posible distinguir la temporada lluviosa de Octubre a Abril. y otra relativamente más seca de Mayo a Septiembre (11% del total anual precipitado).3 mm.8 58. en Julio.8 mm (Junio) y un máximo de 148.7 mm..0 Se aprecia.12. para el período 1972 – 2002: 56 registros.1 96.7 mm (Febrero).Estación de Tambillo La precipitación total anual promedio.Tambillo ENE FEB MAR ABR ESTUDIO HIDROLÓGICO MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Pág.3 2. en la estación Quinua (que es asumida)... registrada en la Estación Huamanga. en que ocurre el 89% de la lluvia total anual.8 18.3 35.8 mm.Estación de Quinua La precipitación total mensual.5 57. variando entre un mínimo de 8.3 45. en el que ocurre el 94. (Junio) y un máximo de 124. es de Px = 46. variando entre un mínimo de 1.3% del total de lluvia anual.4 mm.14. 32 años completos).Quinua ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 148. como típico de los regímenes pluviales ecuatoriales.9 29.13. presentado distribución mensual: Cuadro N°2.4 5.. es de Px = 57.7 126..MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La precipitación total anual promedio. registrada en la Estación Tambillo.1 46.4 90.3.0 109.4 40. 16.7 mm.1 97.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 120.Estación de Chontaca La precipitación total anual promedio. (Junio) y un máximo de 148.5.1 93..8 45. (Febrero).6.2 47.3.9 136. y otra relativamente más seca de Mayo a Septiembre (19% del total anual precipitado).2 13. registrada en la Estación Tambillo.5 66.6 62.7 52.2 64.5 5.23 121.4.3 1.6. Cuadro N°2.5 9. y otra relativamente más seca de Mayo a Septiembre (10% del total anual precipitado).12 Es posible distinguir la temporada lluviosa de octubre a Abril.05 Es posible distinguir la temporada lluviosa de octubre a Abril.0 63.8 mm.5 20.5 4.7 mm.15.05 mm. para el período 1966 – 2011: 56 registros. en que ocurre el 90% de la lluvia total anual.8 9..2 23. 2. 45 años completos). variando entre un mínimo de 8. en que ocurre el 90% de la lluvia total anual. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág...3 2.Chontaca ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 162. variando entre un mínimo de 8.2 15. es de Px = 67.6 13.0 25.8 27.5 149.8 67.0 147. y que se distribuye por mes del siguiente modo.6 13.Estación de Allpachaca La precipitación total anual promedio. y que se distribuye por mes del siguiente modo.8 124. 32 años completos). (Febrero). en que ocurre el 81% de la lluvia total anual. y otra relativamente más seca de Mayo a Septiembre (10% del total anual precipitado). registrada en la Estación Tambillo.55 Es posible distinguir la temporada lluviosa de octubre a Abril.0 34.8 mm. es de Px = 62.0 50.3 27. para el período 1972 – 2002: 56 registros. (Junio) y un máximo de 148.12 mm.8 1.9 62.3. Cuadro N°2.7 97.1 28. 2. 28 .Allpachaca ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROM 139. Puntos de las secciones de Control de Represa y Bocatoma Punto de Represamiento Ustunaccocha Área de Recepción = 24. Características Fisiográficas de la Unidad Hidrográfica Ustuna Se caracterizan los parámetros geomorfológicos de la microcuenca del río Ustuna en el punto de interés básicamente en función de la respuesta de la microcuenca a la precipitación para el análisis de la escorrentía superficial.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 2.540. respuesta de la cuenca. al mismo tiempo estos índices ayudan a realizar comparaciones entre regiones hidrológicas.940 Km de longitud hasta la cabecera de riego de la comunidad indicada. con destino de la derivación captación por medio de la toma lateral de la margen izquierda del Río Ustuna del flujo.4.4.589 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Para los fines del proyecto se propone tomar las aguas del río mencionado anteriormente.Parámetros de Forma Las características físicas de la cuenca procuran medir numéricamente las influencias de dichas características sobre el sistema de drenaje. la unidad de medida es en Km.. se alimenta con las aguas de riachuelos de su entorno. partiendo del lugar derivación del río Ustuna. En el presente estudio se identifica una microcuenca Ustuna: a) Área (A) El área de la microcuenca del río Ustuna Aguas Abajo del punto de represamiento Ustunaccocha comprende desde su naciente. etc. los terrenos agrícolas están ubicados en las Comunidades de Ccasanccay. b) Perímetro de la cuenca El perímetro de la Microcuenca del río Ustuna (P). que se conoce como el “parte aguas o Divortium Acuarium”. 29 .20 m Coeficiente de Compacidad =1.66 Km2 Perímetro de la Microcuenca = 28. 2.68 m2 = 0. y a través de un canal principal de 19. está definido por la longitud de la línea de división de aguas.1.1385 Km2 Perímetro del Espejo de agua (NAMO) = 2590. además..466 Km Área del Espejo de agua (NAMO) = 138.193 Km Longitud mayor del cauce = 11. 230 m ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 265 m Cota Mínima (Hm) = 3.350 Factor de forma = 0.m.s.00 % Altitud media = 4110 m Cota Mínima (Hm) = 3610 m.18 % Altitud media = 4.s.n.75 Km2 Perímetro de la Microcuenca = 29.97 Km Coeficiente de Compacidad = 1.n.193 Km Longitud mayor del cauce = 11.35%.m.194 Pendiente media =5.705 Km2 Perímetro de la Microcuenca = 13. Cota Mayor (HM) = 4.920 m. 610 m.17: Área y Perímetro de la cuenca.383 Km Longitud mayor del cauce = 3. 610 m. 30 . Cuadro Nº2.02% Altitud media = 4.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Factor de forma = 0.193 Afianzamiento Hídrico de la Quebrada Chojehuaray Área de Recepción = 7.66 28.s. Cuenca Área de la cuenca (km²) Perímetro (km) Microcuenca Ustuna 24. Punto de Captación Bocatoma Ustuna Área de Recepción = 25.m.s.n. Pendiente media del río = 8.611 Factor de forma = 0.m.689 Pendiente media = 4.n. Cota Mayor (HM) = 4.187 Pendiente media =6.345 Km Coeficiente de Compacidad = 1. 15 Km. tales como el Ancho Promedio. Cota Mayor (HM) = 4. Es expresada por parámetros. que puede ser una estación de aforo o desembocadura o punto de interés. f) Pendiente Media del Curso Principal (S) Es la relación entre la diferencia de altitudes del cauce principal y la proyección horizontal del mismo.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cota Mínima (Hm) = 3. La forma de la cuenca influye sobre los escurrimientos (tasas de flujo máximo) y sobre el hidrograma resultante de una precipitación dada. el mayor cauce longitudinal que tiene una cuenca determinada.466 Km. La expresión es la siguiente: Ap = A/L Dónde: Ap = Ancho promedio de la cuenca o Unidad Hidrográfica (km) A = Área de la cuenca o Unidades Hidrográficas (km2) L = Longitud mayor del río (km). Pendiente media del río = 5. Entonces. 510 m.m.m. siguiendo todos los cambios de dirección o sinuosidades hasta un punto fijo. La longitud mayor del río Ustuna considerando el cauce natural desde sus nacientes hasta la captación en el lugar denominado Derivación Aguas Abajo del Represamiento Ustunaccocha es: 11. y es en gran parte responsable de las características de las crecientes que se presentan en la cuenca. 31 .950 m.n.35% c) Longitud de Cauce Principal (L) Recibe éste nombre.s. e) Ancho Promedio Es la relación entre el área de la cuenca y la longitud mayor del curso del Río.s.n. d) Forma de la Cuenca Es la que determina la distribución de las descargas de agua a lo largo del curso principal o cursos principales. Coeficiente de Compacidad y el Factor de Forma. el recorrido que realiza el río desde la cabecera de la cuenca. Su influencia en el comportamiento ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. el ancho promedio de la microcuenca del río Ustuna de 2. es decir. lo que a su vez determina la rapidez de respuesta de la cuenca ante eventos pluviales intensos y la capacidad erosiva de las aguas como consecuencia de su energía cinética. 1985): Clase Kc1: Rango entre 1 y 1. Clase Kc3: Rango entre 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS hidrológico se refleja en la velocidad de las aguas en el cauce.25 y 1. adimensional).5 corresponde a forma oval redonda a oval oblonga. respecto a la similitud con formas redondas. indica mayor distorsión de la cuenca (alargada o asimétrica) Kc  0. P A1/ 2 Dónde: Kc = Coeficiente de compacidad P = Perímetro de la cuenca (Km) A = Área de la cuenca (Km2) Este coeficiente define la forma de la cuenca. expresado en porcentaje (%). para una cuenca circular . Clase Kc2: Rango entre 1. o Índice de Gravelious. dentro de rangos que se muestran a continuación (FAO. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 32 . La pendiente media del río Ustuna es: 6. Se ha determinado la pendiente del cauce principal del río Ustuna y para cada una de las Unidades Hidrográficas seleccionadas que la conforman. se determina mediante la siguiente expresión: Así: . constituye la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia cuya área – igual a la de un círculo – es equivalente al área de la cuenca en estudio.75 corresponde a forma oval oblonga a rectangular oblonga.25 corresponde a forma redonda a oval redonda.5 y 1.28.02% g) Coeficiente de Compacidad (Cc) El Coeficiente de Compacidad (Kc. 18: Formas de la Microcuenca. en tanto la forma de la cuenca hidrográfica afecta los hidrogramas de escorrentía y las tasas de flujo máximo. Microcuenca Coeficiente de Compacidad (Cc) Factor de forma (Ff) Microcuenca Ustuna 1.589 (forma oval 0blonga a rectangular oblonga). Indica la misma tendencia geométrica que la anterior pero su salida estaría por una de sus esquinas. Cuadro Nº2.188 El Factor de Forma (Ff. Cuando se aleja de la unidad. presente una forma más irregular en relación al círculo. h) Factor de forma (Ff) Es la relación entre el área de la cuenca y su longitud mayor en dirección del curso de agua más largo. El coeficiente de compacidad de la microcuenca del río Ustuna es: 1. es otro índice numérico con el que se puede expresar la forma y la mayor o menor tendencia a crecientes de una cuenca. El Factor de Forma tiene la siguiente expresión: Ff  Donde: ESTUDIO HIDROLÓGICO Am A  2 L L Ff = Factor de forma Am = Ancho medio de la cuenca (km) L = Longitud del curso más largo (km) A = Área de la cuenca (km2) Pág. 33 . adimensional).589 0. Así: Indica que la cuenca tiende a una forma más cuadrada y su punto de salida estaría en la mitad de uno de sus lados.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Una cuenca se aproximará a una forma circular cuando el valor Kc se acerque a la unidad. 2.188 con este valor de Ff = 0. 34 . Hoyas con drenaje pobre. MONSALVE (Referencia Bibliográfica). Densidad de Drenaje (Ff) El sistema de drenaje de una cuenca está conformado por el curso principal y sus tributarios. observándose por lo general. Hasta 3.Parámetros de Relieve Relieve del cauce principal ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Con la finalidad de determinar las características de dicha red. hoyas excepcionalmente bien drenadas. la microcuenca del río Ustuna en el punto de captación en el lugar denominado Derivación o Captación.5 Km/Km2 para.50 Km/Km2. que cuanto más largo sea el curso de agua principal.2. no estaría sujeta a crecientes continuas..188. La densidad de drenaje Dd del río Ustuna: 0.4. La expresión es: Dd = Li/A Donde: Dd = Densidad de Drenaje (Km/Km2) Li = Longitud total de los cursos de agua perennes e intermitentes (Km) A = Área de la cuenca (Km2). está sujeta a menos crecientes que otra del mismo tamaño pero con Factor de Forma mayor. El factor de forma de la microcuenca del río Ustuna en el punto de captación es: 0. más llena de bifurcaciones será la red de drenaje. refiere que Dd usualmente toma los siguientes valores: Entre 0. se definen los siguientes índices: i) Densidad de Drenaje Indica la relación entre la longitud total de los cursos de agua: Efímeros.5 Km/Km2. para hoyas con drenaje pobre.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Una cuenca con factor de Forma bajo. intermitentes o perennes de una Cuenca (Li) y el área total de la misma (A). a este parámetro se le conoce también con el nombre de elevación de la cuenca. en la altitud media.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS El relieve del cauce principal se representa mediante el perfil longitudinal y puede ser cuantificado mediante parámetros que relacionan la altitud con la longitud del cauce principal. Altitud Media 4265 msnm Rectángulo Equivalente ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Relieve de la cuenca El relieve de la cuenca se representa mediante la curva hipsométrica y puede ser cuantificado con parámetros que relacionan la altitud con la superficie de la cuenca.s. El cálculo se realiza utilizando la siguiente formula. Los principales son el rectángulo equivalente. Representa una unidad hidrográfica muy joven La altitud media del río Ustuna es: 4265 m. 35 . transpiración y consecuentemente sobre el caudal medio. Altitud media de la Microcuenca (Hm) La Altitud Media (H) de una cuenca es importante por la influencia que ejerce sobre la precipitación. sobre las pérdidas de agua por evaporación. Se calcula midiendo el área entre los contornos de las diferentes altitudes características consecutivas de la cuenca. la altitud media de la cuenca y la pendiente media de la cuenca. Donde: Hm: Altura media de la cuenca Hi : Altura media de cada área parcial Ai : Área parcial Cuenca Microcuenca Ustuna a.n. Se define la altura media de la cuenca como la ordenada media de la curva hipsométrica.m. el 50% del área está por encima de ella y el otro 50% por debajo de ella. y a un valor alto en regiones húmedas. proporciona también indicios de las condiciones del suelo y de la superficie de la cuenca. los lados del rectángulo equivalente son: L = 12.) Para la Microcuenca Ustuna. es decir la rapidez con que desaloja la cantidad de agua que recibe.. intermitentes o perennes de una cuenca (Lt) y el área total de la misma (A). ya que manifiesta la eficiencia del sistema de drenaje en el escurrimiento resultante. Esta última situación es la más favorable. que cuanto más largo sea el curso de agua principal. L xl  A ( Km 2 ) 2 (L  l)  P ( Km) Donde: L = Longitud del lado mayor del rectángulo equivalente (km. 36 . montañosas y de terrenos impermeables. pues si una cuenca posee una red de drenaje bien desarrollada.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Este parámetro de relieve consiste en una transformación geométrica que determina la longitud mayor y menor que tienen los lados de un rectángulo cuya área y perímetro son los correspondientes al área y perímetro de la cuenca.Parámetros de Drenaje Es otra característica importante en el estudio de una cuenca. más llena de bifurcaciones será la red de drenaje. La densidad de drenaje tiende a 1.) l = Longitud del lado menor del rectángulo equivalente (km. La definición de los parámetros de drenaje se presenta a continuación: Densidad de Drenaje La Densidad de Drenaje (Dd). en ciertas regiones desérticas de topografía plana y terrenos arenosos. La forma de drenaje. observándose por lo general. El Sistema o Red de Drenaje de una cuenca está conformado por un curso de agua principal y sus tributarios. la extensión media de los terrenos a través de los cuales se produce el escurrimiento superficial es corto y el tiempo en alcanzar los cursos de agua también será corto.3.992 Km 2. Se define como: Dd = A/L (Km/Km2) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. indica la relación entre la longitud total de los cursos de agua: efímeros.043 Km l = 1.4. por consiguiente la intensidad de las precipitaciones influirá inmediatamente sobre el volumen de las descargas de los ríos. L = Longitud del río (Km) HM y Hm = Altitud máxima y mínima del lecho del río. la frecuencia de los ríos es 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde: Lt = Suma de longitudes de todos los tributarios y cauce principal (Km) A = Área de la cuenca (Km2). así a mayor declividad habrá mayor velocidad de escurrimiento. el orden de los ríos es 1. La pendiente Media del Río es un parámetro empleado para determinar la declividad de un curso de agua entre dos puntos. Se define como: Ct  # de cursos de primer orden A ( ríos / Km 2 ) Pendiente Media del Río (Ic) El agua superficial concentrada en los lechos fluviales escurre con una velocidad que depende directamente de la declividad de éstos.50 km/km² y la densidad de drenaje del río Chojehuaray es 0.02% Pendiente Media del río Chojehuaray Ic = 16. referidas al nivel medio de las aguas del mar m.s.052 ríos/Km². la densidad de drenaje es 0.06017 Ic = 6. Coeficiente de Torrencialidad Es la relación entre el número de cursos de agua de primer orden y el área total de la cuenca. 37 . Se determina mediante la siguiente relación: Ic = (HM – Hm)/ (1000 * L) Siendo: Ic = Pendiente media del río. Ic = (HM – Hm)/ (1000 * L) Ic = 0. perímetro.43 Km/Km2.n. longitud de cauce ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.74% Para la microcuenca del río Ustuna en el Punto de Derivación. Para la Unidad Hidrográfica considerada en el estudio se han determinado sus parámetros fisiográficos como son el área.m. Pendiente Media del río Ustuna (Ic). MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS principal, pendiente del cauce y altitud media. Las características de la Hidrografía de la Microcuenca del rio Ustuna, se muestra a continuación: Otras medidas de relieve de cuenca están basadas sobre las características de corriente y cauce. En ausencia de controles geológicos (afloramientos rocosos), el perfil longitudinal de un rio es usualmente cóncava, hacia arriba, es decir, muestra un decremento persistente en la gradiente del cauce en la dirección aguas abajo. La razón para este decremento aguas abajo en la gradiente del cauce no es fácilmente aparente, sin embargo se conoce que la gradiente del cauce está directamente relacionado a la fricción del fondo e inversamente relacionado al tirante del flujo. Pendiente, La gradiente del cauce de una rio es una medida conveniente del relieve de cuenca. La gradiente del cauce obtenida de las elevaciones máximas y mínimas es referida como la pendiente. 2.4.4.- Caracterización Geomorfológica de la Microcuenca Ustuna Obtenidos los parámetros geomorfológicos para el área en estudio de la microcuenca del río Ustuna (Punto de Control de la Regulación o Derivación), éstos han servido para caracterizarla geomorfológicamente, en especial desde el punto de vista de su comportamiento con respecto a la precipitación en términos de avenidas o crecidas. A.- Forma de la Microcuenca: Coeficiente de Compacidad (Kc) Si: Kc = 1Tiempos de concentración menores, la cuenca será de forma circular. Mayor propensión a las crecientes. Kc >= 1 Tiempos de concentración mayores, propensión a las crecientes. cuencas alargadas. Menor Microcuenca del Río Ustuna en el punto de captación: Kc = 1.589 (forma alargada, Menor propensión a las crecientes y tiempos de concentración mayores). B.- Sistema de Drenaje: Densidad de Drenaje (Dd.) Si Dd: Entre 0.5 Km/Km2, hoyas con drenaje pobre. Hasta 3.5 Km/Km2, hoyas excepcionalmente bien drenadas. Microcuenca del Río Ustuna, Dd = 0.50 Km/Km2; Cuenca con drenaje pobre. Menor propensión a las Crecientes (punto de captación). ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 38 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Microcuenca del Río Chojehuaray, Dd = 0.43 Km/Km2; Cuenca con drenaje pobre. Menor propensión a las Crecientes (punto de captación). C.- Resumen de la Caracterización Geomorfológica del Río en la Derivación. Se considera tres niveles de respuesta de una cuenca (como crecientes) a la precipitación: Lenta, moderada y rápida. Por los parámetros analizados, en el punto de interés en la Derivación con líneas del trazo del Canal de Conducción Principal en la margen izquierda del Río Ustuna, tendrían una respuesta “moderada” a las precipitaciones debido a la forma de la Unidad Hidrográfica en el punto de interés y la tendencia del Hidrograma de la descarga versus tiempo de concentración. 2.4.5.- Cuerpos de Agua Y Aforo de Fuentes Como cuerpo de agua principal del área de inspección (Unidad Hidrográfica Ustuna de la ubicación de la Regulación y Derivación) se tiene la primera fuente de agua. En el trabajo de campo se ha constatado que el río Ustuna en el punto de Interés para el estudio definitivo de la Presa Ustunaccocha y la Bocatoma – Ustuna, desde un inicio del planteamiento hidráulico se tiene que considerar en la fuente de agua del río mencionado, se tendrá que considerar un caudal mínimo para la fuente de agua en el río Ustuna en el punto de interés en un 10 % del caudal medio para los caudales ecológicos aguas debajo del represamiento. 2.4.5.1.- Método del Correntómetro El correntómetro es un pequeño instrumento constituido por una hélice, la cual al ser sumergida en una corriente gira proporcionalmente a la velocidad de la misma. Se ha utilizado el correntómetro de marca OTT MESSTECHNIK, el cual puede ser montado sobre una varilla para el aforo de corrientes superficiales durante el aforo de ríos y diques profundos. Cada correntómetro viene calibrado de fábrica y acompañado por una tabla, donde se relaciona la velocidad angular de la hélice con la velocidad de la corriente. La relación típica se ajusta a una recta con una ligera desviación cerca del origen. Para medir la velocidad de una corriente, la elice se instalo por debajo del espejo del agua, a 0.40 metros del tirante (medido desde el lecho del rio) y las revoluciones del elice se cuenta en un intervalo de tiempo de 30 segundos. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 39 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuando mayor sea el numero de registros realizados en un punto de aforo, más confiable será la apreciación de la velocidad medida; por lo mismo se sugiere la velocidad de la corriente en un punto central sobre el espejo del agua, sumergiendo el instrumento a 0.40 m del tirante respectivo, medidos desde el lecho del rio. Las revoluciones del impulsor, dados por intervalo de tiempo, pueden ser contadas visualmente en una corriente superficial de agua clara y tranquila, sin embargo en corrientes de agua limpia y caudalosa es necesario un contador electrónico para registrarlas. El número de revoluciones por intervalo de tiempo se transforma a velocidad de la corriente consultando la tabla el instrumento o su ecuación respectiva. 2.4.5.2.- Método del Flotador El método del flotador, al igual que de los molinetes, tubo de Pitot, método de las trayectoria y trazadores, se utilizan para medir la velocidad del caudal, no el gasto directamente. Los flotadores proporcionan una medición aproximada de la velocidad del flujo y se utiliza cuando no se requiere gran exactitud o cuando no se justifica la compra de dispositivos de aforo más precisos. Este método mide la velocidad superficial del agua y se utilizó en los aforos de riachuelos pequeños. Consiste en tener un tramo representativo donde se produce un flujo uniforme en una distancia conocida de 20 m., marcada brevemente sobre un tramo recto y uniforme. Dicho tramo es seleccionado para las observaciones a lo largo del curso de prueba, como lo indican las fotografías y contar un corcho o hoja seca de flotador y con la ayuda de un cronometro para registrar el tiempo de desplazamiento en una distancia constante. Procedimiento Primero. Se pone marcas en el inicio y final del tramo elegido con ciertos criterios técnicos. Segundo. El flotador es soltado repetidas veces unos cuantos metros aguas arriba de la sección de prueba, cronometrando el tiempo de recorrido, para obtener un promedio. Se prepara con anterioridad a la realización de la prueba un formato de registro donde se nota las lecturas de tiempo de cuatro o cinco repeticiones. Luego se saca el promedio de las lecturas. Tercero. Se computa la velocidad superficial (Vs) del espejo de agua y, se determina dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo promedio de viaje del flotador, con la formula siguiente: Vs = L/T ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 40 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde: Vs = Velocidad superficial del espejo de agua (m/s) L = Distancia elegida en el tramo del riachuelo (m) T = Tiempo promedio (s) Cuarto. Se calcula la velocidad media del flujo de agua en el riachuelo (Vm); es necesario corregir la medición del flotador multiplicándola por un coeficiente que varía de 0.65 a 0.95; así mismo debe ser de 0.75 para pequeños caudales (acequias, riachuelos, manantiales) y de 0.90 para grandes caudales (ríos, canales y diques). Con la siguiente Ecuación: Vm = 0.90 x Vs. Quinto. Se determinando el área transversal del lecho del río, pero como ésta no es uniforme, la determinación del área debe hacerse dividiendo el espejo del agua en varios segmentos iguales, de tal forma que se tenga una serie de figuras geométricas consistente en triángulos y trapecios, cuyos lados estarán dados por las profundidades (Yi) del agua y, las alturas, por la longitud del segmento (x/n). Tomando las secciones transversales (A1) y aguas abajo (A2) del tramo, dibujando en un papel milimetrado y aplicando la siguiente ecuación: Am = (A1 + A2)/2 Sexto. Cálculo del caudal del río aplicando la ecuación de continuidad: Q = Vm * Am Cuadro Nº 2.19. Aforo de la Descarga Del Rio Ustuna METODO DE DESCRIPCION AFORO Punto de Correntómetr Regulación o Punto de Flotador Regulación Punto de Flotador Regulación Fuente: Elaboración Propia AFORO m3/seg FECHA 1.77 05/04/2012 1.34 11/04/2012 0.09 18/06/2012 2.4.6.- Unidad Hidrográfica Río Ustuna en el Punto de Interés de la Derivación La naciente del río Ustuna es en las partes altas de los afluentes, de aguas permanentes provenientes de de las precipitaciones, manantiales, o aportes sub-superficiales, existiendo además quebradas de aguas temporales cuyos aportes se reducen a los meses lluviosos en su recorrido abarca desde la cota 4,610 m.s.n.m. y desciende hasta los 3,920 m.s.n.m. con una longitud de 11.47 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 41 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS km aproximadamente, pendiente del cauce principal 6.02 %. La altitud media desde su naciente hasta el punto de interés es de 4,265 msnm. Está formado por quebradas afluentes y posee una densidad de drenaje en el punto de interés de la captación de 0.50 km/km2. Cuadro Nº 2.20: Unidad Hidrográfica Ustuna en el Punto de Interés. PUNTO DE L PERIMETRO AREA INTERES (Km) (Km) (Km2) Captación 11.47 28.193 24.665 Fuente: Elaboración Propia III. ALTITUD PENDIENTE COTA MEDIA % MAYOR 4265 6.02 4610 RECURSOS HÍDRICOS III.1. Introducción La unidad hidrográfica Ustuna y sus tributarios Pallca y quebradas pequeñas, no dispone de registros hidrométricos en el punto de interés que permitan evaluar sus recursos hídricos superficiales y su disponibilidad, por tal razón se tuvo que proceder a su generación de caudales por métodos indirectos o deterministicos estocásticos. Se expone de manera resumida los resultados de la hidrología en los estudios anteriores efectuados por ANA – ALA MINISTERIO DE AGRICULTURA, 2010, y el Ex PERC, 1994, y evaluados por PERCH, 1989 (Referencias Bibliográficas N° 1, 2 y 4, respectivamente); finalmente, y como parte del desarrollo del presente estudio, se presenta la actualización de la generación de caudales medios mensuales, para el período 1964 – 2011. 3.2. Recursos Hídricos en Estudios Anteriores en la Cuenca 3.2.1.- Estudios de Pre factibilidad de Proyectos Anteriores A. Escorrentía superficial de pequeñas cuencas Se toma como referencia los Estudios de “Actualización y Complementación del Proyecto Integral Río Cachi Anexo 1 HIDROLOGÍA Y METEOROLOGÍA”, 1994, ejecutado por consultora HC &ASOCIADOS S.R.L. Ayacucho y en el Estudio de “Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Pampas” parte alta año 2010, ejecutado por la Autoridad Nacional del Agua – ANA Administración Local de Agua Ayacucho – ALA Dirección de Conservación y Planeamiento de Recursos Hídricos Ministerio de Agricultura Perú. La Autoridad Nacional del Agua (ANA) cumpliendo sus funciones como ente rector de formular y dirigir la política y estrategia nacional de recursos hídricos, entre ellas la de dictar normas y establecer los procedimientos para asegurar la gestión integrada, multisectorial y sostenible de los recursos ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 42 resumiéndose para la microcuenca en: (modelo Lutz Sholtz): Rendimiento medio Microcuenca Ustuna: 7. y aplicando “los módulos deducidos.60. Rendimiento medio de la Microcuenca Ustuna Para el “estudio hidrológico”.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS hídricos. el coeficiente de escorrentía promedio C es de 0. C. utilizado para “determinar los rendimientos de las pequeñas cuencas”. lo cual permitió “tomar como cuenca de referencia a la intermedia entre Allpachaca. Diciembre 2010. Los Libertadores. D. para lo cual se tenía “información de precipitaciones y descargas en cuencas vecinas Apacheta. Se resumen entonces – la obtención del módulo de escorrentía. Módulo básico También se ha tomado como base al plano de isoyetas medias anuales 1964 – 1975 de (CEDEX “Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas” Plano 9-D). Chicllarazo. El objetivo del estudio. aproxidamente a lo largo de las mismas curvas de igual precipitación”. B. ejecutar y controlar la política de desarrollo en todos los sectores que estén directa o indirectamente relacionados con el uso y aprovechamiento del recurso hídrico. y de esta manera. se obtuvieron los distintos rendimientos de escorrentía superficial de la unidad hidrográfica en cuestión”. cuantificar. Con la información anterior. se manifiesta que “las pequeñas cuencas de interés. Sector de Hidrología Centro de Estudios Hidrográficos Inventario de los Recursos Hídricos del Perú. con la Administración Local de Agua (ALA Ayacucho). de Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Pampas. y considero evaluar. Tunsulla y Cuchoquesera”. yacen en proximidad a la subcuenca del río Cachi comprendida entre el sitio Ustunaccocha y sus afluentes. dentro del marco del desarrollo sustentable de los recursos hídricos. Vinchos”. principalmente en plano a escala 1/25. Secuencias mensuales de escorrentía A efectos de “un correcto análisis sobre las capacidades de derivación necesarias para los alcances del proyecto” refiere el Consultor – se empleó ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. para la toma de decisiones para el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos superficiales en la cuenca del río Pampas. el Consultor “llevó a cabo el areado de la microcuenca hasta la sección de interés. es proporcionar los elementos de juicio hidrológicos necesarios. realizo el estudio.63 lit. presentándose “semejanzas de orden morfológico y ecológico”./seg/Km2.000”. simular y establecer el balance hídrico. obteniéndose “las precipitaciones medias anuales 1964 – 1975 por la microcuenca a partir general de isoyetas medias anuales”. 43 . Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo. variará año a año en proporción a la precipitación anual en Tunsulla y que su distribución mensual sería de acuerdo al tipo de año. La fórmula de Becerril tiene la siguiente expresión: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Generalidades ANA Ministerio de Agricultura en 2011. Allpachaca. “se consideró que el rendimiento medio o módulo básico (m3/año/km2/mm). “en base el tipo de año”. da cuenta del Estudio Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Subcuenca del Río Vinchos. 44 . considerando condiciones medias de la cuenca”.  Clasificación según el tipo de año. donde está ubicada el Represamiento Ustunaccocha. multiplicando. Los Libertadores y Cuchoquesera con sus precipitaciones anuales para el período 1964 – 1985”. escogiéndose entre las más próximas a “Tunsulla como representativa por su ubicación altitudinal” y “para calificar el tipo de año y dar la variación de escorrentía año a año”. Aplicación de Formulas de Becerril y Keller Se aplicaron las fórmulas de Becerril y Keller “para obtener la altura de escorrentía en mm de precipitación a partir de las precipitaciones medias anuales. B.. “se procesó para cada una de la microcuenca de interés la secuencia de escorrentía superficial mensual. respectivamente).Estudio de Factibilidad del Proyecto de Ccasanccay A.2. de la cuenca Rio Cachi y la Actualización y Completación del Proyecto Integral Río Cachi Anexo 1 Hidrología y Meteorología HC & ASOCIADOS S. a partir de las cuales se obtuvieron “los valores anuales de precipitación en el sitio del punto de interés. a su vez.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS el método de generación de los valores de escorrentía anual y su descomposición mensual.R. central e inferior. se clasificaron los años de 1964 a 1975 como húmedo. resultando del producto de área de unidad hidrográfica por precipitación media anual.  Generación de secuencia modular de escorrentía. por los valores mensuales de la secuencia modular”. normal o seco” (tercio superior. a partir de los rendimientos medios y “en los patrones de distribución observados”.2.  Generación de secuencia de escorrentías mensuales por cuenca. Los pasos seguidos fueron:  Se seleccionó una estación pluviométrica de base”.L. 1994. El método utilizado “inicia sus cálculos considerando las estaciones pluviométricas Tunsulla. “en base a los totales de precipitación anual.. 3. . y en la unidad hidrográfica Ustuna.1. Determinación de los volúmenes de escorrentía Se determinaron los “volúmenes de escurrimiento (MMC). se optó – con información de precipitación y escorrentía al 2010 – actualizar el módulo de escorrentía.014) P = precipitación media (mm) n = exponente (cuencas de condiciones medias n = 1.3. En la unidad hidrográfica Ustuna.50 MMC. y proceder a generar la escorrentía anual y su descomposición mensual.Generalidades En el presente estudio hidrológico. tanto en el sitio de las secciones de control.80 mm C. lo que hace un total para el proyecto de riego de 3. Actualización de la Generación de Escorrentía 3. 3..5 A = 378 mm La fórmula de Keller tiene la siguiente expresión: A=a*P–b Siendo para las condiciones medias de la microcuenca: a = constante.La precipitación ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. A = 442. refiere ANA Ministerio de Agricultura.66 Km2. la derivación fue del “70% del escurrimiento total”. a diferencia de pre factibilidad” en el que el área fue de 23. 3.3.50 MMC.014 * P1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS A = B * Pn Dónde: A = altura de escorrentía (mm) B = constante (cuencas de condiciones medias b = 0. a 2003. La escorrentía anual (mm) hasta el sitio del punto de control obtenida por el Consultor. El volumen total para Ustuna fue de 10.942 b = 405 mm P = precipitación anual (mm) A = escorrentía (mm).73 Km 2. a = 0.5) Entonces la expresión resultante para Ustuna es: A = 0. según la metodología expuesta en el estudio de factibilidad.2.3. 45 . se consideró un “área de 24. 3 m3/año/km2/mm (1964 – 1975). describir y evaluar el Tipo de clima existente en un área de estudio.45 m3/seg. multiplicada por el área y la precipitación anual. luego se procedió a calcular los nuevos módulos de escorrentía por año y descomponerlos a nivel mensual con los porcentajes para los años húmedo. equivalente en caudal medio a 1.50 MMC Ustuna. Huamanga y Tambillo. los resultados para el período 1964 – 2000.10 Fuente: Elaboración Propia 3.La escorrentía A.3. Allpachaca. 3. y los módulos de escorrentía anual. normal y seco. se obtuvo la secuencia modular de la escorrentía mensual para el período 1964 – 2009. teniendo en cuenta que el clima es uno de los factores principales que condicionan la estructuración de los proyectos agropecuarios. Cuchoquesera. Escorrentía mensual Con los valores porcentuales. Putacca.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los registros de precipitación descontinuados de la estación Allpachaca (1964 – 1985). Los Libertadores.10 TOTAL 24. Módulo de escorrentía Para el período 1965 – 2009. se resumen del siguiente modo: Proyecto Recuperación del Servicio de Agua del Sistema de Riego en las Localidades de Ustuna Vinchos escorrentía Total Anual Promedio 1964 – 2009 (Miles m3) MICROCUENCA ÁREA (Km2) PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL (mm) MÓDULO ESCORRENTÍA (m3/año/km2/mm) APORTE (%) TOTAL ESCORRENTÍA (1000 m3) Ustuna 24. 46 . mientras que en el Marcelino Cerna (río Pampas) se ha generado al 2009 en ambas estaciones.66 900.3. Aporte cuenca intermedia en el período 1965 – 2009 En la estación hidrométrica Huasapampa (Río Sondondo) se dispone de registros de caudales hasta el año 2009. en base a las estaciones Tunsulla. se obtuvo la escorrentía total mensual para el período 1964 – 2009 – y con un volumen total medio anual de 10.. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.66 263. la actualización de la escorrentía.98 70 263.4. Con la secuencia modular de la escorrentía mensual. y con el módulo de escorrentía básico de 617. Climatología Todo estudio climatológico tiene como finalidad de identificar.0 6. B. fueron extendidos al 2010.4%. Finalmente. los totales promedio se resumen de la siguiente manera. la diferencia entre ambos períodos es de un aumento del 9. se optó por un incremento de esté en un 9% (en concordancia con la precipitación). C. la investigación hidrológica se dificulta por la escasez de series confiables de datos de largo plazo. particularmente. los registros históricos multianuales muestran el comportamiento de cada una estas variables. 3. entre otras razones. Debido a la extensión de la unidad hidrográfica.1 se muestra la relación de estaciones virtuales utilizadas. máxima y mínima. En el Cuadro N°3. Los parámetros climatológicos como son la temperatura.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS En este contexto climático. un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. se procedió a subdividirla en Microcuencas. humedad relativa. mientras que en los Cuadros Nº 3. luego con las herramientas de análisis espacial se calculó el valor medio de la variable climática para cada subcuenca en estudio. humedad relativa media mensual y velocidad de viento. posteriormente estos valores se utilizaran en el modelamiento hidrológico.1. en donde la caracterización climática se realizó en la plataforma del ArcGIS.4.4. del Anexo II – Información Climatológica. el CRU registra desde 1960 hasta 1990 información del comportamiento de esta variable.1 se presenta la variación media mensual de la temperatura en el ámbito de la cuenca del río Pampas desde los 1157 a los 4788 msnm. velocidad del viento y evapotranspiración. el área irrigable del Proyecto. utilizando el método de interpolación Kriging para todo el ámbito de la cuenca. la cual se encuentra codificada mediante numeración asignada.-Temperatura En el ámbito de la cuenca del río Pampas. en el Cuadro N°3. En muchas regiones las redes Hidrometeorológicas son muy poco densas e incluso inexistentes debido. las mismas que han registrado las variables: temperatura media.Variables Climáticas En muchas áreas del planeta. se presenta la relación de 126 estaciones virtuales disponibles en el Estudio EVALUACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIALES EN LA CUENCA DEL RÍO PAMPAS ANA – MINISTERIO DE AGRICULTURA. 3. por el costo del equipo. a que su establecimiento y mantenimiento es oneroso. específicamente en países subdesarrollados. son los de mayor importancia para los objetivos del presente estudio. corresponde al tipo climático Semiseco y seco. 47 . información que ha servido para elabora el Mapa Nº13 Isoterma Anual. la información corresponde a series anuales de modelos climáticos mundiales desarrollados por el Climatic Research Unit (CRU). cuyos registros han sido utilizados para determinar su variabilidad a nivel de toda la subcuenca del río Torobamba. ya que obstaculizan la aplicación y desarrollo de modelos hidrológicos. El cual (en función de los elementos meteorológicos) requiere de riego suplementario para las actividades Agropecuarias por Deficiencias de lluvias. su operación y el desarrollo de bases de datos.2. Diciembre 2010.6..2 al 3. 9 6.Variación Mensual de la Temperatura Media.3 5.65 5.3 4.5 7.9 6.3.5 7.3 6.8 4.8 6.4 15.5 5.2.3 6 5.5 6.3 Caracha 4000 7.75 6.5 7. 48 .75 5. 8.65 4.3 4.3 23.8 5.1 Mín.4 22.3 14. 12.3 3.2 17.7 19.9 6.9 4.1.5 Ustuna 4265 6.9 5.0 16.5 5.5 6.9 4.5 7.5 7.0 RANGO (ºC) Máx. Cuadro N°3.2 Pág. Variación Mensual de la Temperatura a Nivel de Subcuencas (°C) El Cuadro N° 3.9 Gráfico N° 3.6 12.1.Variación Mensual de la Temperatura Media en las Subcuencas (°C) Subcuenca Elev (msnm) E F M A M J J A S O N D Alto Pampas 4500 6 6.Variación Mensual de la Temperatura Máxima VARIACION DE TEMPERATURA MÁXIMA ALTITUD (msnm) 4788 4183 3988 3578 2997 4208 4000 3622 3040 1157 ESTUDIO HIDROLÓGICO Prom. 15.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°3.4 28. un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación: Cuadro N° 3.5 6.4 15.1 19.5 5.2 13.65 6.3 muestra la variación de la temperatura máxima mensual a nivel de toda la cuenca del río Pampas desde los 1157 a los 4788 msnm. 3 12.4.5 14.2 se muestra la variación de la temperatura máxima mensual en las subcuencas vecinas y la microcuenca en estudio.8 13 13 12.5 se presenta la variación de la temperatura mínima mensual en la cuenca del río Pampas desde los 1157 a los 4788 msnm.5 12.5 13.15 12.2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS El Cuadro N°3.5 14. 49 .5 14.9 13.3 12.9 12.3 11.5 14.5 14. un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.4 y Gráfico N°3.5 13.65 13.9 13.5 Ustuna 4265 12.5 13.3 12.65 13.75 13.75 12.Variación Mensual de la Temperatura Máxima en las Subcuencas (°C).3 12. Subcuenca Alto Pampas Caracha elev(msnm) E F M A M J J A S O N D 4500 11.8 12.8 4000 13 13.3 12.5 12. Cuadro N°3.9 13.Variación Mensual de la Temperatura Máxima a Nivel de Subcuencas (°C) En el Cuadro N° 3.5 14.5 13.65 Gráfico N° 3.4 12. 3 2.Variación Mensual de la Temperatura Mínima a Nivel de Subcuencas (°C) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.5.0 -2.1 El Cuadro N° 3.7 -1.6 9.2 se muestra la variación de la temperatura mínima mensual en las subcuencas en estudio.0 -4.0 -1.5 0.4 -1.3.5 -0.2 Gráfico N° 3.5 -1.5 -1.1 1.0 0.2 5.5 -2. mientras que en el Mapa N°13 se muestra el Mapa de Isotermas en el Estudio Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Pampas.1 -0.3 -2.1 -3. Cuadro N°3.8 -1.2 Mín.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°3.8 -5.2 -4.4 8.2 -0.4 0.9 17.8 Caracha 4000 1.Variación Mensual de la Temperatura Mínima VARIACION DE TEMPERATURA MÍNIMA RANGO (ºC) Máx.4 -5. -3.6 y Gráfico N°3.) Subcuenca elev(msnm) E F M A M J J A S O N D Alto Pampas 4500 -0. 50 .3 -1.2 2. 2010. 1.5 0. Variación Mensual de la Temperatura Mínima en las Subcuencas (°C.3 -3.3 0.5 ALTITUD 4788 4183 3988 3578 2997 (msnm) 4208 4000 3622 3040 1157 Prom.0 1.5 -1.5 -0.8 0.6.5 -3.3 -1.0 -3.0 4.5 0.8 -4.0 -0.7 -0.5 Ustuna 4265 0.9 -4. -9.3 -0. 3.3 Gráfico N° 3.Variación Mensual de la Humedad Relativa.5 60.8.0 50.8 51.0 56.7 se presenta la variación media mensual de la Humedad Relativa para diferentes rangos de altitud en el ámbito de estudio.5 65.4.4 63.5 58. El Cuadro N° 3.4 75. la cual ha servido para determinar el comportamiento de esta variable en la cuenca del río Ustuna.5 65.Variación Mensual de la Humedad Relativa a Nivel de Subcuencas (%).4 se muestra la variación de la humedad relativa media mensual en las subcuencas vecinas y la microcuenca en estudio.0 53.0 62.8 69.5 64. Cuadro N°3.0 72..5 65. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.0 57.3 63. un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación: Cuadro N°3.5 73.2 61.7 60.5 59.3 71.3 65.7.0 70.0 67.Humedad Relativa En la cuenca del río Pampas.3 77.0 60.Variación Mensual de la Humedad Relativa en las Subcuencas (%Hr) Subcuenca elev(msnm) Alto Pampas 4500 Caracha 4000 Ustuna 4265 E F M A M J J A S O N 77.5 54.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3.5 53. En el Cuadro N°3.8 62.8 y Gráfico N°3.3 65.5 74.4 68.4.8 63. el CRU registra desde 1960 hasta 1990 información de la humedad relativa media mensual. 51 D .5 68. 7 3..4.9.3 2.8 2.6 3. la cual ha servido para analizar el comportamiento de esta variable en la en la cuenca en estudio.7 4. un cuadro resumen de esta variación se presenta a continuación: Cuadro N°3.1 4. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.7 3.4.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3.6 El Cuadro N° 3. 3. que se ubican desde los 1157 a los 4788 msnm.1 3.8 se presenta los promedios mensuales de la velocidad del viento en cada una de las estaciones. el CRU registra desde 1960 hasta 1990 información climática.7 Mín.6 4. Máx.5 se muestra la variación de la velocidad media mensual del viento en las subcuencas vecinas y la microcuenca en estudio.4 4. VARIACION DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO ALTITUD (msnm) 4788 4183 3988 3578 2997 4208 4000 3622 3040 1157 RANGO (m/s) Prom.8 4. En el Cuadro N°3.10 y Gráfico N° 3.9 2. 52 .Variación Mensual de la Velocidad del Viento (m/s).0 4.Velocidad del Viento En la cuenca del río Pampas. 4. humedad y velocidad del viento.0 4.0 F M A M J J A S O N D 4.0 4.0 4.0 4.0 4.Evapotranspiración Potencial Metodología de Cálculo – Resultados de ETo.0 4.3 4. La ecuación utiliza datos climáticos de radiación solar.0 4. 53 . el cual considera la siguiente ecuación: Donde: ET = Evapotranspiración de Referencia (mm/día-1) Rn = Radiación Neta en la Superficie del Cultivo (MJ m-2 día-1) Ra = Radiación Extraterrestre (mm día-1) G = Flujo de Calor de Suelo (MJ m-2 día-1) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.0 4.0 4.0 4.0 3.5.5 4.0 4.0 4.0 4.0 4.5.0 Ustuna 4265 4.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°3.0 Gráfico N° 3.0 4.4.8 4. La evapotranspiración potencial para las subcuencas en el ámbito de la cuenca del río Pampas ha sido calculada por el método de Penman Modificado por la FAO.5 4.0 4.0 4.Variación De La Velocidad Media En Las Subcuencas (m/s) Subcuenca elev(msnm) E Alto Pampas 4500 4. temperatura del aire.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.0 4.Variación Media del Viento a Nivel de Subcuencas (m/s) 3.0 4.0 Caracha 4000 4.10.0 4.0 4.0 4.. 3 97. a servido de base para la generación de la evapotranspiración media de la microcuenca en estudio.9 Caracha 4000 111.1 74.3 112. En el Cuadro N°3.4 111.2 113.8 120. Bajo Pampa.2 98.5 A M J J A S 89.5 105.4 90.6.11.7 Gráfico N° 3.2 O N D 105.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS T = Temperatura media del aire a 2 m de altura (ºC) u2 = Velocidad del viento a 2 m de altura (m s-1) ex = Presión de vapor de saturación (kpa) ea = Presión real de vapor (kpa) ex = Déficit de presión de vapor (kpa) Δ = Pendiente de la curva de presión de vapor (kpa ºC-1) Ƴ = Constante psicométrica (kpa ºC-1) Se ha evaluado la ETp. Torobamba y Cachi.Variación Media de la Evapotranspiración a Nivel de Subcuencas (mm/mes) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. para las unidades hidrográficas: Alto Pampas.2 52.11 y Gráfico N°3.7 85. Cuadro N°3.0 87. Subcuenca elev(msnm) E F M Alto Pampas 4500 99.3 103. 54 .1 98.9 97. Chicha.1 92.3 116.1 87.6 se muestra la variación de la evapotranspiración potencial mensual para las subcuencas vecinas y la microcuenca en estudio en estudio.1 95.9 96.4 83.0 94.0 Ustuna 4265 105.1 94.6 102.Variación de la Evapotranspiración Media (mm/mes).6 119.1 82. Caracha.9 92. Medio Pampas. Sondondo.9 106.2 91.7 79.2 102. mediante la metodología de Penman Monteith. La letra tercera y cuarta. mayúsculas.5. Las dos primeras letras. Evapotranspiraciones potenciales medias mensuales (ETP). Medio Pampas y Ustuna se utilizo la metodología de Dr. minúsculas. corresponden a la “Variación estacional de la humedad” y a la “Concentración térmica en verano” respectivamente. determinándose los periodos de exceso y déficit con el cual es posible la caracterización climática. respectivamente. se refieren al “Índice de humedad” y a la “Eficacia térmica” de la zona. Thornthwaite el cual considera como datos de entrada la precipitación. 55 . El cálculo de estos factores requiere datos de precipitación. W.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3. La nomenclatura de la caracterización Climática de Thornthwaite está compuesta por cuatro letras y unos subíndices. temperatura e iluminación solar y a partir de ella realizar el balance hídrico. Clasificación Climática Para caracterizar el clima de la subcuenca de Río Alto Pampas. El Índice de humedad de Thornthwaite se determina por la expresión: Siendo: IE = el índice de exceso. Déficits (D) y Excesos debajo de mensuales de agua. la evapotranspiración potencial la humedad almacenada en el suelo y el índice de aridez. que se calcula por la siguiente expresión: ID = el índice de déficit y se calcula de la siguiente forma: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Determinación del Índice de Humedad según Thornthwaite. Es necesario hacer un balance de agua del suelo en el que intervengan: Precipitaciones medias mensuales (P). 13. se aprecia la clasificación para climática según el Índice Hídrico.Determinación de la Eficiencia Térmica. Determinación de la concentración térmica en verano. Los sub-tipos de humedad se designan por letras minúsculas sin acentuar y su significado. según Thornthwaite.12. Cuadro N°3. La suma de las evapotranspiraciones Potenciales medias mensuales sirve de índice de la eficacia térmica del clima considerado. Tablas y parámetros de Los límites de separación entre los tipos hídricos. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Clasificacion Climática según THORNTHWAITE Estas provincias de humedad se subdividen atendiendo el régimen pluviométrico anual. Está determinada por la suma de la ETP durante los meses de verano..MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3. están determinados por los valores del índice hídrico y se designan con las letras mayúsculas sin acentuar. 56 . Interesa determinar si en los climas húmedos existe periodo seco y viceversa. y expresada en %. se presenta en el Cuadro N°3. Determinación de la Variación Estacional de la Humedad.12.1. la evapotranspiración potencial (ETP) es un Índice de eficacia térmica. en relación con la ETP anual. mediante la determinación de la falta de exceso de agua. Clasificación Climática Clasificación.5. si en los climas secos existe periodo húmedo. en el Cuadro N°3. Según Thornthwaite. Clasificacion por Subtipos de Humedad Como parámetro para la clasificación térmica que usa la evapotranspiración potencial. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.15.13. el Cuadro N°3.14.Clasificación Térmica según la Evapotranspiración Potencial Estos tipos climáticos se subdividen en sub-tipos teniendo en cuenta el régimen térmico anual. Estos sub-tipos se especifican por medio de letras minúsculas acentuadas y su significado se señala en el Cuadro N°3. dentro del período estival o de verano. Cuadro N°3. según el porcentaje de concentración de calor anual.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°3. que no es un índice hidrológico sino una función de la temperatura media solar. 57 . Los límites entre los tipo térmicos se designan con letras mayúsculas acentuadas.14 indica la clasificación térmica según la evapotranspiración. 4 115.3 148.8 112.17 y que corresponden a la evapotranspiración potencial y precipitación media mensual. Cuadro N°3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°3.5 118.2 107.0 1244.6 134.0 129.3 116.4 114.3 103. Caracha.16 y 3.0 106.0 ESTUDIO HIDROLÓGICO 96.9 111.5 103.4 126. 58 .5 99.8 120.6 142. Medio Pampas Torobamba y Cachi para la generación de este parámetro de la evapotranspiración potencial de la unidad hidrográfica Ustuna. Sondondo.9 92.2 102.5 1473.9 Pág.1 94.1 98.Clasificación por Subtipos según Régimen Térmico Se ha efectuado la clasificación del clima para las subcuencas Pampas.9 122. Chicha.1 95.1 87.5 120.16.1 145.3 1359.3 106.15.6 102.0 103. la información utilizada su muestra en los Cuadros N°3.9 Ustuna 4265 112.6 119.4 111. Bajo Pampas.4 132.Evapotranspiración Potencial (mm/mes) Subcuenca elev(msnm) E F M A M J J A S O N D TOTAL Alto Pampas 4500 113.1 Caracha 4000 111. Estación de Allpachaca 3. la temperatura ha sido analizada tanto en magnitud como en su distribución espacio – temporal en las zonas que serían beneficiadas por el estudio no obstante la escasa disponibilidad de información histórica. el cual es mostrado ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.9 24.6.4 81. considerada como representativa del régimen térmico en el ámbito de una Subcuenca Alta vecina.8 ºC.6 691.4 19.7 60..9 70.3 45.4 9.0 31. en general se ha identificado para la unidad hidrográfica Ustuna un tipo de clima seco.3 135.3 13.5 145.5 125.8 17. posee una media anual de 8.0 26.1 De acuerdo con el sistema de clasificación de clima.3 33.0 ºC) ocurren en los meses de Enero.0 ºC y 5.17.4 51. en la cual se encuentra incluida la unidad hidrográfica de Ustuna.Precipitación Media Mensual (mm/mes). La temperatura promedio mensual durante todo el año es 11.9 92. Subcuenc a Elev(msnm ) E F M A M J J A S O N D TOTAL Alto Pampas 4500 147.2 39.6 154.9 14.Temperatura Por ser uno de los elementos determinantes en el comportamiento climático de cualquier lugar.6 611.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N°3.0 ºC (mínimas promedio mensuales entre 4.8 Ustuna 4265 138.4 130. Febrero y Marzo (verano). 59 .6.6 770.8 14. Gráfico N° 3.6.4 10. La estación Ingenio.2 44.3 3. Las más bajas se presentan en los meses de Julio y Agosto y su valor promedio mensual es 10.7 11.3 136. deducido del período de información histórica 1968 – 1982.1.Variación Media de la Evapotranspiración a Nivel de Subcuencas (mm/mes) 3.7 6. Las temperaturas más altas (promedio a máximas 23.60 ºC.0 47.1 5.50 ºC).1 42.9 7.9 4.3 Caracha 4000 129. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. oscilando durante el año entre 17.5 ºC y 19.6 ºC en marzo.7 ºC y 10 ºC entre julio y febrero. mientras que la mínima media se encuentra entre – 3. estimándose representativos de la variación estacional de la temperatura en el mencionado ámbito de la cuenca en estudio.9 ºC durante el año. sus parámetros estadísticos pueden ser considerados de mayor confiabilidad. no apreciándose la ocurrencia de temperaturas inferiores a 0 ºC.6 ºC en junio y julio.6 ºC en julio.3 ºC y 22 ºC en noviembre y marzo respectivamente.19.5 ºC en julio y noviembre respectivamente. sin mayores limitaciones que las observadas en las zonas anteriormente descritas. En dicha estación. ubicada en las inmediaciones de la zona de estudio.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS en el Cuadro Nº3. La temperatura media mensual en la estación Huanta varía durante el año entre 17 ºC y 19. mientras que la máxima media anual alcanza los 25.8 ºC. siendo su rango de variación promedio de 3. siendo la estación de Huanta vecina. que su régimen térmico es propicio para el desarrollo de una agricultura intensiva durante el año. tal como se observa del mismo gráfico. El promedio anual alcanza los 18 ºC. La temperatura mínima media anual es de 7.4 ºC. especialmente en el período comprendido entre abril y octubre. la temperatura media alcanza los 15. Respecto a las temperaturas extremas. aquella que posee registros durante el período 1965 – 1974 y se ubica al norte de dicho zona.4 ºC y la mínima 0. siendo por lo tanto apropiada para el desarrollo de cultivos sensibles a las bajas temperaturas.3 ºC en noviembre y 13.7 ºC en junio y 3. siendo por lo tanto su rango de variación durante el año de solo 1. En la estación ocurren temperaturas inferiores a 0 ºC. posee una mayor longitud muestral en sus registros térmicos (1962 – 2009) y por lo tanto.4 ºC. En la zona de influencia Cangallo Sachabamba. en base a las condiciones ecológicas imperantes. lo que debe tenerse en cuenta en la selección de los cultivos a implantar en la zona de estudio. 60 . pues la temperatura promedio mensual oscila entre los 10. los cuales deben ser resistentes a las bajas temperaturas. observándose un escaso rango de variación de solo 2.5 ºC. sin embargo puede asumirse.9 ºC y fluctúa entre 4. en la cuenca en estudio la información térmica disponible es escasa e incompleta.3 ºC. no se cuenta con información térmica que permita conocer su variación estacional y magnitud. Como en los demás unidades hidrográficas. la temperatura media máxima fluctúa entre 16.2 ºC.2 ºC en marzo y noviembre respectivamente. La estación Huamanga.4 ºC en diciembre y 6. La temperatura máxima media anual en la estación es de 23.4 ºC y varía durante el año entre 25. razón por la cual ha sido considerada como representativa de sus condiciones térmicas. La temperatura mínima media anual es de 8. La temperatura media máxima anual es 17. 779 – 0.30 3313 1968 – 1995 Chacco 9.976 Cuadro Nº 3.64 3517 2011 Ustuna 3.7. Relación Temperatura – Altitud ESTACIÓN TEMPERATURA MEDIA ºC ALTITUD (msnm) PERÍODO Huanta 18.80 3600 1968 – 1982 Torobamba 11.Evaporación La evaporación ha sido analizada por ser el principal elemento climático que incide en las pérdidas de agua desde las superficies libres de los embalses debido a la radiación solar incidente sobre ella. El cuadro Nº 3. 61 .18.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Es conocida la relación existente entre la altitud y la temperatura en cualquier lugar.2.40 2761 1962 – 1982 Huancapi 14.40 3400 1980 – 1982 Putacca 10.6. Además.40 3550 1991 – 1993 Allpachaca 8. siendo la ecuación de regresión: T = 37. presenta el diagrama de dispersión correspondiente. esta variable meteorológica es también utilizada como una buena aproximación de la evapotranspiración por poseer una variabilidad semejante durante el año.18 presenta los pares regresibles utilizados para hallar la relación entre la temperatura media anual y la altitud. sea posible inferir el comportamiento térmico de zonas sin información local.008 H.. R = 0.50 2661 1964 – 1981 Huamanga 15. siendo actualmente registrada en las estaciones que el Ex PERC opera a partir de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.00 2628 1965 – 1974 San Miguel 16.20 3250 1992 – 1993 San José de Arizona 11.66 4265 2012 3. por lo que se consideró necesario determinar el gradiente térmico vertical en el ámbito de estudio.30 3081 1964 – 1975 Tambillo 13. siendo su magnitud condicionada por la capacidad del viento de transportar las capas saturadas ubicadas sobre las masas húmedas. La información evaporimétrica es también escasa en el ámbito del proyecto. de tal manera que no obstante la escasa información disponible. mientras que el gráfico Nº 3. 3 87.3 1759.8 62.7 1792. Cuadro Nº 3.2 134.6 75.9 186.3 96 895.71 mm/día) y los máximos en Setiembre (5.6 94.7 91-93 107.3 78. en donde la evaporación tiene un valor promedio acumulado de 159.3 70.8 52.8 100.8 104.1 63.4 66.9 189.1 109.4 1435.8 100. donde ocurre el 38% y 25% respectivamente de la evaporación anual.1 67.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 1991.4 129.4 84.4 62-76 125 100.6 100.9 93.7 76.8 43.50 mm.3 209.7 137.19.5 Tambillo 71. Es de particular interés evaluar la evaporación en la zona del proyecto.6 85.4 1407.8 142. así como su magnitud referencialmente.1 101.1 90. de donde se deduce la existencia de un período comprendido entre octubre – marzo y mayo – diciembre.4 119.5 112.5 51 91.1 88. Los promedios diarios mínimos se registran en Julio (4.8 88.4 104.8 92 109.2 248.1 69.3 176.5 Quinua 8.8 133 140. las que no obstante ser de escasa longitud muestral.8 68.1 74. donde se produce en promedio el 62% y 75% respectivamente de la evaporación anual y un período que comprende los meses de abril-setiembre y enero –abril.5 A M J J 128 94. 62 2011 .9 156.5 A 0 N 162 102 D 209.7 174 119.8 150.93 mm/día).8 89.7 133.1 983.6 70.8 305. Evaporación Total Mensual (mm) Estación Cuchoquesera Allpachaca E 145 F M 167.19 y los gráfico adjunto presentan la variación mensual de la evaporación en el ámbito del proyecto. El cuadro Nº 3.3 136.7 119.6 Fuente: EXPERC ESTUDIO HIDROLÓGICO PERÍOD O 92 Pág.7 111. para lo cual se utilizó la información que dispone la estación de Huayao.4 Huanta 111.9 126.9 91-93 91.9 84.5 99.3 Ustuna ANUA L 150.3 181.3 64.2 149. permiten inferir la variación estacional de esta variable.4 66-74 93.1 66.3 Putacca 83.6 123.1 61.5 131.4 S 44.5 1246. La humedad relativa tiene poca variación durante el año y sus valores promedio mensuales van desde 68 % (Agosto) hasta 80 % (Marzo). Cuchoquesera.6.6.. 63 . La velocidad de viento varía en ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Humedad Relativa Media Mensual (%) ESTACIÓN ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC PROM PERIODO Allpachaca 68 71 71 68 59 56 46 53 59 58 62 63 61 78-79 Huanta 64 66 70 65 66 66 59 60 63 57 55 58 62 65-72 Putacca 68 72 76 68 60 61 57 60 59 70 61 59 64 91-92 Tambillo 81 84 84 81 75 69 66 71 77 76 71 70 75 92-98 Fuente: PERC 3.20. Cuchoquesera.Velocidad del Viento La información sobre vientos en el ámbito del estudio es particularmente escasa. los vientos tienen una dirección predominante SO a NE con velocidades promedio máximas y mínimas mensuales de 43 Km/día (Abril) y 173 km/día (Setiembre – Noviembre). disponiéndose de información solo en estaciones como Huamanga. Putacca y Tambillo (que está ubicada en una cuenca vecina –Sub cuenca del río Ayamayo).4. En la estación Huamanga.3. Cuadro Nº 3. Los Libertadores y Tambillo.Humedad Relativa Esta variable es importante en la determinación de las necesidades de riego de los cultivos.. por lo que su evaluación se ha realizado en base a la escasa información existente en las estaciones de Allpachaca.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3. Huanca sancos. Huanta. Allpachaca. 3 250 240.9 245 2597.22. En la estación de Tambillo los vientos varían entre 1. siendo su promedio anual de 2.Horas del Sol Solo en las estaciones de Huamanga.9 2.3 m/seg en marzo en la estación de Allpachaca.1 242. estando en relación directa a la nubosidad que se registra en dicha estación.4 3.9 1. las horas de sol fluctúan entre 250.3 201. En la estación Putacca.7 2.9 91-92 Tambillo 117 182.4 3.1 3.2 174.5 92-93 Tambillo PROM PERIODO Fuente: PERC 3. siendo el promedio anual de 1.3 horas en julio y 117.9 195. (que están ubicadas en la Sub cuenca vecina del río Cachi).4 212.1 1.4 199.0 horas enero. aquél donde se produce la mayor insolación.1 1.3 256.7 186.4 266.1 horas/día (Marzo) y 8. En la estación de Tambillo.6 1. Durante el año.7 horas y 147.8 187.4 3.4 1 1 1 0.4 m/seg.4 m/seg y 0..1 163.3 92-93 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.1 269. y un total anual promedio de 2597.3 203.5 m/seg.1 2.0 2. El promedio diario de insolación en el año es de 6.7 233.5 2. Horas de Sol Total Mensual Estación ENE FEB MAR ABRL MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC TOTAL PERÍODO.1 1.5 68-82 2 1. siendo el total anual promedio igual a 2516. siendo el promedio anual de 2.6 219 247 273.7 m/seg en noviembre.1 m/seg.2 horas en febrero.21.1 1. Cuadro Nº 3. las horas de sol varían mensualmente entre 269.4 1. anualmente las horas de sol promedio alcanzan un total de 2556. Huamang a 181. Cuadro Nº 3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS promedio entre 1.5 3.8 m/seg en marzo y 3. por lo que los vientos en la zona pueden clasificarse como débiles.1 2. Velocidad Media Mensual de Viento ESTACION E F M A M J J A S O N D Huamanga 1.3 211.0 horas en mayo y febrero respectivamente.3 horas de sol. con dirección variable permanentemente La velocidad del viento varía entre 1.1 78-79 Putacca 157.4 240 250.3 147 168.4 2.9 218.2 2.9 horas.3 1.5.5 224.1 horas.2 250.1 2.1 2556.4 2.4 m/seg en abril y diciembre y 3. En la estación Huamanga.7 horas/día variando entre 5.1 62-82 Allpachaca 2.1 231.4 horas en agosto y 163.9 m/seg entre enero y mayo respectivamente. siendo el período abril – noviembre.9 2.9 217 227. los valores fluctúan entre 273.8 2516. Putacca y Tambillo se cuenta con información de horas de sol. 64 .2 178.5 horas/día (Junio).3 1.8 2.1 2.6.9 1 1 1. 7.5 y 6. Asimismo. períodos que registran valores mínimos para el año hidrológico respectivo. al análisis de sus variaciones a través del tiempo. se observa deflexiones que indican irregularidad en las curvas de precipitación para los años 65/66. extrapolándose por este motivo las conclusiones antedichas para la Cuenca.6.6..2.Variaciones Anuales Se observa en el anexo.00 mm.7..1. a partir del mes de Agosto. 3.Nubosidad La información de esta variable es muy escasa. Las precipitaciones normalmente se presentan en el verano (Enero.Variación Pluviométrica.1. es de 63. En la estación Tambillo. por ser años atípicos debido a la presencia del “Fenómeno El Niño”. presentándose asimismo años secos. La precipitación promedio mensual acumulada en un año. Es conveniente observar que todas las estaciones seleccionadas. variando mensualmente entre 2. si bien es ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. en el período 73/74 alcanza los máximos valores. mientras que en Huamanga.6 en junio y febrero respectivamente. tienen gran similitud en su desarrollo. 65 . hay un ascenso gradual que alcanza los picos más altos en los meses de Enero a Marzo.Variaciones Mensuales El análisis de los anexos… graficados de los valores del cuadro.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Fuente: PERC 3. 3.6. los años más lluviosos en las estaciones han sido los períodos 66/67.6. La estación de Huamanga. quienes poseen los mayores registros. Lo anterior indica una alternancia de forma seca y húmeda (picos). el promedio anual es de 5 octas. que está ubicada en una cuenca vecina (Sub cuenca del río Cachi). a partir del cual descienden gradualmente para alcanzar mínimos registros entre los meses de junio a julio. permite concluir que las mayores precipitaciones se presentan entre los meses de Enero a Marzo.Precipitación El estudio de la precipitación pluvial está orientado. Febrero y Marzo).. solamente se cuenta con información en las estaciones Tambillo (que está ubicada en una cuenca vecina –Sub cuenca del río Cachi) durante el período Agosto 92 – Agosto 93 y Huamanga. fluctúa entre 1 y 6 octas y con una media anual de 4 octas. periféricas a la cuenca.1. sin considerar 1983 y 1998. motivo del estudio. 3. así como su influencia en la identificación de los tipos climáticos y sobre el medio vegetal. 70/71. 71/72.6.1. la nubosidad.7. cuyos valores han sido ploteadas del Cuadro. 76/77. 3..7..6. 4 130.3 13.Curvas de variación estacional Las curvas de variación estacional.Variación de la Precipitación Media Generada (mm/mes) Microcuenca Ustuna. sus valores registrados son mucho más altos..7 60. 66 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS cierto.4 51.7 6.24. respecto al tiempo como función de la probabilidad de que dichos valores sean igualados o excedidos.6 770. que indica el valor de la precipitación en función a la frecuencia acumulada correspondiente. Para la cuenca del río Torobamba se desarrollan curvas de variación estacional.9 92.3 135. E F M A M J J A S O N D PP MEDIA ANUAL 138.9 7.4 19. en base al ploteo de los valores obtenidos en la curva de duración.2 44. 3.0 31. Cuadro Nº 3.5 81.8 14. permiten el comportamiento de la precipitación u otro elemento hidrometeorológico.7.2 39. Cuadro Nº 3. Meses Precipitación media mm/mes E F M A M J J A S O N D PP MEDIA ANUAL 147. La estación de Los Libertadores posee características a la cuenca. sigue el mismo desarrollo que las demás estaciones.3 45. mostrando sobre la distribución de la precipitación. por el tipo de precipitaciones y las condiciones fisiográficas y microclimas parecidos.0 51. tomando a San Miguel como estación de referencia. debido a la influencia de la ceja de Selva. debido a que ésta posee similares características físicas y climáticas.1.1 5.23.9 14. se construye ésta.5 145.6 691.4 9. que muestran el porcentaje en que esta es excedida o igualada.9 24.3 Fuente: Elaboración Propia ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Variación de la Precipitación Media Generada (mm/mes) Subcuenca Alto Pampas.1 Meses Precipitación media mm/mes Fuente: Elaboración Propia.3.6.6 154. Adicionalmente se utilizo información climática georeferenciada del TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) de la NASA. calcular los valores del coeficiente de escorrentía. 4.A). 67 .Información Histórica La información pluviométrica disponible se recabo del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). Chiara. El objetivo del presente ítem. Allpachaca. Huamanga. La microcuenca Ustuna se caracteriza por presentar una baja densidad de pluviómetros.1.1.1 y 4. Estos datos son consistentes y de una marcada similitud hidrológica demostrada en la linealidad de los datos ploteados. Paras. cortos períodos de registro con interrupciones discontinuas en su secuencia y otros complementos en las estaciones meteorológicas vecinas. efectuar el balance hídrico del proyecto y otros cálculos hidrológicos usuales.1. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Cuchoquesera.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS IV. es la estimación de la precipitación total anual y mensual en las unidades hidrográficas y puntos específicos de interés con la finalidad de tener valores que permitan caracterizar la climatología del área del proyecto. Quinua. Se han empleado los datos de las estaciones climatológicas ordinarias de SENAMHI correspondientes a Luricocha. Tambillo. (Ver Cuadro N° 4.. ANÁLISIS Y TRATAMIENTO DE LA PRECIPITACIÓN Red de Estaciones Pluviométricas 4. Los Libertadores. (Anexo A).1. Cuadro N° 4.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N° 4. A. Estaciones Pluviométricas de Interés del Estudio Hidrológico del Proyecto ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.1. Estaciones Pluviométricas.1. 68 . La validación se basa en comparar los registros de precipitación de ambas bases de datos.Información Indirecta También se ha incluido información climatológica satelital del sensor TRMM 3B43 (Tropical Rainfall Measuring Mission). 4.1. 69 .2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS N° TIPO NOMBRE CUENCA DPTO 1 CO Huancavelica Pampas 2 CO Astobamba Pampas 3 CO Huachocolpa Pampas 4 CO Lircay Pampas 5 CO Huapa Pampas 6 PLU 7 PLU 8 CO 9 CO 10 CO 11 CO 12 CO 13 CO 14 CO Cachi Cachi Cachi Cachi Cachi Cachi Cachi Cachi Cachi Huancavelic a Huancavelic a Huancavelic a Huancavelic a Huancavelic a Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Cachi Mantaro Mantaro Cachi Cachi Cachi Cachi Pampas Cachi Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho Putacca Cuchoquesera Allpachaca Corpac Chiara Canaán Pampa del Arco Wayllapampa San Pedro de Cachi CO Huanta CO Luricocha CO Alcomachay PLU Tambillo CO Tunsulla Ustuna Ccasanccay Sachabamba Choccoro PROVINCIA DISTRITO ALTITUD (msnm) Longitud Latitud 74°21 ´13°03 ´74°16 ´74°13 74°12´17” ´13°23 13°00 13°16 74°12 74°13 74°24 ´13°20 ´13°00 ´13°05 74°15 74°16 12°56 12°54 74°12 74°34´39” 13°09 13°19´57” 74°05´45” 74°28´23” 13°27´27” 13°24¨48” 3680 4500 3860 3280 3600 Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Chiara Ayacucho Chiara Ayacucho Ayacucho Ayacucho Ayacucho 3550 3750 3600 2749 3400 2740 2761 2600 Huamanga Huamanga Huamanga Huamanga Cangallo Huamanga Huamanga Huamanga Cangallo Huanta Huanta Huanta Tambillo Paras Vinchos Vinchos Chiara Paras 2628 2580 2730 3250 3900 4265 3393 3540 4025 3188 4.Validación de información Satelital Varios productos derivados de observaciones satelitales están disponibles para estudiar la convección tropical y un grupo de métodos y algoritmos se han desarrollado para estimar la precipitación mediante el uso de imágenes en las bandas visible. Esta información se utilizará exclusivamente en lugares donde no se tenga información del SENAMHI. En este grupo se encuentra el TRMM.1..3.. con el fin de comprobar que los datos del TRMM representan ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Este sensor fue valido por algunos autores en Perú y Bolivia con buena correlación entre la información y datos a nivel de superficie. el cual está distribuido especialmente con una grilla de 0.25°x0. infrarroja y microondas.25° y en donde las series mensuales abarcan el período 1998 – 2010. 543H+2123 (mm/año) Pág.5 675. 70 .88).44 688.11 3735 3750 4100 4170 783.78) y el error relativo igual a 11%.11 622.9 952.88 1427.98 1207.38 1881.47 721.92 1983.72 1381. en cambio se realizara una sectorización de las estaciones de lluvia por subcuencas de los puntos de interés del estudio.66 1147. en términos generales podemos concluir que los datos del TRMM describen adecuadamente los regímenes de lluvia en las subcuencas de la región de Ayacucho en el período considerado (Referencia Bibliográfica Estudio Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Pampas).4 786. nos muestran resultados aceptables y una ligera sobre estimación de la lluvia en los períodos de avenidas.00 1125.00 740.18 729. el error cuadrático medio (r = 0.47 Huanta Huamanga Puquio Tambillo Quinua Paras Chungui Andamarca Querobamba Putacca Allpachaca Los Libertadores Rayusca Cuchoquesera Putaccasa Uruyhuma ESTUDIO HIDROLÓGICO P=0.24 751. por lo que se analizo la relación existente entre ambas variables en el ámbito del estudio.42157 (H – 2000)0. al respecto se concluye que existe una baja correlación en la ecuación precipitación-altitud así como una variabilidad espacial de las lluvias debido a la forma de la cuenca. los estadísticos: el coeficiente de correlación Pearson (r = 0.35 902.000362 * H2 – 1.543 * H + 2123 ESTACIÓNES ALTITUD P–350=0. 4.42157(H– 2000)0. 59 1409.4 660.57 568.4 931.57 883.92983 Puede observarse una gradiente pluviométrica aproximada en el área comprendida entre los 3000 y 4000 msnm. se deberá utilizar criterios de error para obtener una clasificación más objetiva de las diferencias entre los valores del sensor y los observados. P – 350 = 0.13 1158. Relación Precipitación – Altitud Es conocido el efecto de la variación altitudinales sobre la magnitud de precipitación. Al lado del control visual del diagrama gráfico.01 726.46 1259.92983 (msnm) (mm/año) 2628 2761 3213 3250 3275 3330 3468 3490 3502 3550 3600 3710 518. Por estos motivos no se utilizara la relación precipitación – altitud. con tendencia decreciente a mayores altitudes.2.86 867.46 551. P = 0. Se observa una buena correlación entre los valores del SENAMHI y el TRMM.7 669.000362H2–1.94 777.35 999.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS adecuadamente los patrones de precipitación de las estaciones del SENAMHI. la raíz del error cuadrático medio relativo y el coeficiente de correlación. 28 mm.67 684.94 984. completadas.88 2028. Las Estaciones de Interés del Estudio Hidrológico Irrigación Ccasanccay (2535 – 4250 msnm).34 2126. solo diferenciadas por la magnitud de la precipitación. se agruparon las estaciones tomando en cuenta su ubicación geográfica. Para el análisis de información pluviométrica se ha considerado trabajar con 10 estaciones pluviométricas ubicadas dentro de la subcuenca y microcuencas vecinas procedentes del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrografía SENAMHI para el período entre 1964 – 2011.97 La precipitación media anual en el punto de interés en la altitud media de la microcuenca Ustuna (4265 msnm) es de 905.28 1362. Para el análisis de la información pluviométrica.1. 71 .Análisis de consistencia de información ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. multianual e incluso regional. Previa a la utilización de la información pluviométrica ha sido necesario analizar su calidad.45 905.41 1772. asumiendo un comportamiento hidrológico similar entre aquellas pertenecientes a un mismo grupo. para tener información uniforme.1-A. 4. esta información también fue extendida y servirán de apoyo para el trazado de las isoyetas. obteniendo de esta manera registros de suficiente longitud muestral que permitan mejorar la estimación de los parámetros estadísticos involucrada.85 890.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tapuna 3694 Razuhuillca 4200 Túnel Cero 4425 Challhuamayo 4022 Torobamba 3313 Ustuna 4265 Fuente: Elaboración Propia 773.67 849. Análisis de la Información Pluviométrica La precipitación es el elemento básico que determina el comportamiento hidrológico de una cuenca y como tal debe analizarse su comportamiento estacional. a fin de reducir el riesgo de errores sistemáticos y/o aleatorios y homogenizar los períodos de registro a emplear.1 y 4. siendo similar su variabilidad estacional y multianual.. al ubicarse a diferentes altitudes.3.3.45 941. La información proveniente del SENAMHI. serán tratadas estadísticamente. Adicionalmente se empleara información del sensor TRMM previa validación. 4. Las estaciones de interés para el estudio hidrológico fueron así conformadas se muestran en el siguiente Cuadro 4. y extendidas.08 2383. por simple inspección no se observa saltos significativos y que por el contrario tiende a tener una buena homogeneidad en su comportamiento. Quinua. cuando se dispone de 2 ó más series de datos.1. Allpachaca. X´t2 = Valor homogenizado Xt = Valor que se va a corregir X1. cuando el período 1 es confiable. Los histogramas de cada estación se presentan en los anexos.1. Los grupos de análisis de doble masa se formaron con el criterio de coincidir los años disponibles de cada estación. Luricocha. A) X´t1= Xt – X1´/s1 * S2 + X2 B) X´t2 =Xt – X2/S2 * S1 + X1 Donde: X´t1. Para efectuar el análisis de doble masa. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.3. así estableció lo siguiente: Unidad Hidrográfica Alto Pampas (Río Chipchire): estaciones San Miguel.. Razuillca Período 1965 – 1981. Chiara y Chungui. S2 = Media y desviación estándar de segundo período La expresión A. en este caso de precipitación versus precipitación para los mismos años de información. en lo que respecta a errores que pueden haberse producido durante la obtención de los mismos. Cuchoquesera.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Este análisis es de suma importancia para que los datos elegidos sean consistentes porque a partir de ellos se generaron datos de precipitación en la subcuenca. se muestra la información que ha servido para definir los períodos de análisis. S1 = Media y desviación estándar de primer período X2. régimen pluviométrico y período de registro concurrente. Los gráficos nos dan una lectura de la distribución de la precipitación a través del tiempo. 4.1..3. se aplica cuando el período 2 es confiable y la expresión B. Tunsulla. se optó por agruparlas teniendo como criterio la distribución espacial de las unidades hidrográficas. 72 . presentando la variación estacional y cíclica de los valores de precipitación. es una herramienta muy conocida y utilizada en la detección de inconsistencia de datos hidrológicos múltiples. 4.Análisis Gráfico Los histogramas son gráficas que describen el comportamiento de la precipitación respecto al tiempo.2.Análisis de Doble Masa El análisis de doble masa denominado también de “dobles acumulaciones”. El análisis se realiza entre los datos del mismo parámetro. 4 3564.9 714. además de ser cercanas entre sí.3 2842.2 11862 1547. Cuadro Nº 4.9 2616.9 1081.6 Chiara Anual prom Acum 748.2 13409.6 833.2 4800.2 7044.7 4413.9 8479.9 748.2 Estación prom Anual prom Acum 1243.9 Cuchoquesera Anual prom Acum 1261.4 687.7 Allpachaca Anual prom Acum 1171.3 1026.1 722.3 5962.6 3658.3 5230.1 8555.2: Datos para el Analisis de Doble Masa.7 924 5718.2 638.5 1261.5 1358.6 En el Gráfico N° 4. de la evaluación del gráfico.3 970.5 615. 73 .8 669.2 5438.8 5129.9 1243.7 5114.8 721.1 3822 972.9 921.1 2120.4 9850.1 904.1 676.7 657.4 2900.6 1672.7 8782.7 14910.8 4794.2 1501.5 982.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS En los siguientes cuadros.8 792.9 839.2 10227.8 715.1.4 6832.4 1052.1 4178.2 4438.8 1634.5 1793.8 1005.7 1877.8 6724. información que es corroborada por los histogramas mensuales y anuales. se presentan los gráficos de doble masa para el grupo elegido de estaciones que corresponden a un similar rango de altitud.8 3152.5 510.7 791.5 1793.2 706.1 940 3556.1 7948.8 1463. las estaciones siguen una tendencia recta. lo cual nos indicaría la consistencia de la información pluviométrica.7 1531.6 7645.2 738.2 1841 847.6 817.1 857.2 1231. Se presenta el Diagrama de Doble Masa correspondiente a la información histórica de la precipitación total anual de cada una de las estaciones.9 779.1: Grafico Doble Masa En el grafico se puede observar que las rectas obtenidas del análisis de doble masa no presentan cambios de pendientes bruscos por lo cual podemos concluir que lo datos de las estaciones son consistentes y no necesitan ser corregidos.6 2083. Análisis Estadístico ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.8 1171. Año 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Tunsulla Anual prom Acum 1793.3 833.2 946.4 5907.5 1075 7799.5 6853.5 9179.5 4075 725.2 1068.3 2688. Gráfico Nº 4.9 6126.8 6762. cuyo trazado es semejante a la de una curva de nivel.3.Precipitación Media anual en el Punto de Interés Es conocida la variación directa de la precipitación total con la altitud de la cual se desprende el denominado gradiente pluviométrico. La información Pluviométrica. 4. asimismo se emplearon estaciones virtuales del satélite TRMM para representar adecuadamente el comportamiento espacial de las precipitaciones en la microcuenca del río Ustuna y subcuencas vecinas.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS No es necesario efectuar análisis estadístico.1.3.3. existen varias metodologías para determinar la precipitación areal de una cuenca entre las que destaca la de isoyetas. que corresponde a 46 años. 4. se muestran los registros completados y/o extendidos de las estaciones pluviométricas para las estaciones que se ubican en el ámbito de la cuenca del río Ustuna y cuencas vecinas como río Cachi y afluentes. dada la consistencia de los datos verificados a nivel anual.3. 74 . muy conocido por su validez en el campo de la Hidrología. Este método consiste en utilizar isolíneas de igual precipitación (isoyetas). comportamiento debido a la baja correlación encontrada en relación precipitación vs altitud descrita en el ítem anterior.2..Precipitación Areal en la Unidad Hidrográfica La precipitación representativa de una unidad hidrográfica es denominada precipitación areal. mensual y mediante el diagrama de doble masa. De acuerdo a las características de la microcuenca del río Ustuna se opto por usar el método de isoyetas ya que es de mejor aproximación y representatividad al incluir el efecto espacial en la cuenca.Completación y Extensión de la Información Realizado el análisis de consistencia histórica.. La Completación y extensión de los datos se realizó utilizando el Software denominado HEC4 del Centro de Ingeniería Hidrológica (HEC) que forma parte del Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos (USACE). que ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.. 4.3. que hayan requerido ser corregidas. Análisis de Tendencias No se evidenciaron tendencias en las series históricas de precipitación. se procedió a la Completación de datos faltantes y extensión de los registros a un período común 1964 – 2009. Gráfico Nº 4. Allpachaca.74. se ha tenido en cuenta la curva de precipitación con respecto a la altitud. Chiara. entre las estaciones de Luricocha. En el Mapa de Isoyetas Medias Anuales en la zona del embalse Ustunaccocha la variación de las precipitaciones indican un rango de 800 a 900 mm y en zona de expansión interna y externa del área agrícola del proyecto se encuentra en un rango de 700 a 800 mm y de igual manera se da los mismos rangos obtenidos de las precipitaciones anuales que han sido obtenidos en la representación de los Planos Isoyetas Medias de País Perú (CEDEX). 1990. 75 . por esta razón algunos investigadores desarrollan únicamente la relación de precipitación contra elevación para dichas áreas. En el Estudio de “Actualización y Complementación del Proyecto Integral Río Cachi” Primera Fase Revisión y Adecuación del Esquema Hidráulico Anexo 1 HIDROLOGÍA Y METEOROLOGÍA Agosto 1. Lo cual nos demuestra que existe una correlación entre la precipitación y la altitud. En áreas montañosas que tienen características geográficas relativamente homogéneas.2 nos muestra un r2=0. Tunsulla.994 Ministerio de la Presidencia INADE HC & ASOCIADOS Consultores en Proyectos de Inversión y Desarrollo de Recursos. Huamanga.37 Para la generación de la precipitación en la cuenca de drenaje del proyecto. Así mismo se ha considerado a las estaciones Chiara y ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Altitud El Cuadro Nº 4.5048* H – 889. La ecuación resultante: PP=0. escala 1/1 000 000.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS usualmente es un valor constante para una cuenca determinada o grupo de ellas de comportamiento hidrológico similar. la elevación por lo general explica una gran proporción de la variación en la precipitación normal anual. resultante de la correlación lineal. Cuchoquesera. Centro de Estudios Hidrográficos – Sector de Hidrología – España.2: Relación Pp Prom Anual Vs. es el cálculo de precipitaciones medias de una zona geográfica. meteorología. Ambos se muestran a continuación.15 4. El interpolador de Kriging.). Tradicionalmente se le ha utilizado en las llamadas Geo-ciencias (geofísica. su principal limitación es el alto nivel de trabajo que demanda. por lo que su uso implica un análisis previo de la información. hidrología. De transferencia 4265. silvicultura. Lugar Estación Ustuna Áreas de riego: Ccasanccay Altitud(msnm) Coef. utilizando el método de interpolación Kriging para todo el ámbito de la unidad hidrográfica.0 3392. ingeniería civil. cartografía.3: Factor De Correción. De igual forma se obtuvo el coeficiente de transferencia para la estación generada. El método de las isoyetas. a partir de las precipitaciones medias de las estaciones respectivas.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tunsulla como estaciones de referencia para la generación de la precipitación en el área de estudio. Cuadro Nº 4. con el objeto de definir o extraer de esta información inicial un modelo que represente su continuidad espacial. sin embargo. luego con las herramientas de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. El mayor uso del método de las isoyetas.. La generación de series mensuales a partir de las estaciones seleccionadas se realizo en la plataforma del ArcGIS. por lo que resulta clave la elección de los métodos de interpolación utilizados para realizar los mapas de precipitación. etc. procesamiento de imágenes. sus principios se aplican cada vez más en una amplia variedad de campos científicos como pesqueras. etc. 76 . Interpolación por Método Kriging El método Geo-estadístico o Kriging. El factor de corrección utilizado para poder extrapolar la precipitación de la estaciones Tunsulla a la subcuenca de la Laguna Ustunaccocha. Sin embargo.5 1 1.Precipitación Media Mensual en la Microcuenca de los Puntos de Interés Debido a las características físicas y la complejidad climática de la subcuenca del río Alto Pampas y microcuenca del río Ustuna.3. describe la correlación tanto espacial como temporal que existe entre los valores de un atributo. utiliza en la estimación las características de variabilidad y correlación espacial del fenómeno estudiado.4. ha sido calculado en función de la relación entre la altitud de media de la subcuenca en estudio y la altitud de la estación. ha demostrado ser el de mayor precisión para la estimación de precipitaciones medias en un área geográfica. hace que la precipitación no tenga una relación directa con la altura y que por tanto. su modelización sea más precisa sin tener en cuenta la tendencia de la altura. 2 27.7 37.3 226.6 359. empleando para tal efecto coeficientes generadores cuyo cálculo se realizo en el ítem correspondiente.2 212.5 71.1 38.1 144 140.2 21.4 103 170.7 197 185.4 270 268. Cuadro Nº 4.2 17.4 327.1 166.8 152.3 SET 43.8 OCT 123.4 24.1 191.3 167 273.5 77.3 25.9 56.3 153.5 90.8 45 8.6 306.1 159.3 70.1 212.6 2.Precipitación Mensual Generada para la Microcuenca Ustuna Tomando como estación base a la estación Cuchoquesera por ser la más cercana y representativa de similar altitud.3 16.5 15.9 211.9 55.7 5.5 129.3 201.8 271.4 56.7 45.2 35.1 26.4 52.7 17.1 198.7 60.7 53.5 116.2 306.8 29.7 27.1 199.1 9.7 427. AÑO 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 ENE 129.3 128.6 47.4 204.9 73.2 124.3 163.2 MAR 266 278. AÑO 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 ENE 238. el paso de tiempo considerado es mensual y las series generadas están comprendidas en el período 1964 – 2009.1 183.7 269.1 26 52.5 109.4 14.4 45.3 35.4 131.2 2.2 35.5 76.2 69.5 154.3 23.2 Pág.6 230.9 68..6 15 OCT 55.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS análisis espacial se cálculo la precipitación media para cada subcuenca vecina y de estudio.7 32.2 27.8 9.1 353.2 79.1 60 JUN 51.1 1.8 41. 77 .5 26.6 63.4 213.4 135.6 245.4 0 0 11.3 178.8 262.8 63.7 38.6 MEDIA 208.6 84.7 8.6 209. se ha procedido al cálculo de la precipitación total en el área a irrigar. se ha procedido al cálculo de la precipitación total en la Microcuenca Ustuna.2 178.3 51.5 280.1 SEP 26.1 84.2 62 119.5 AGO 25. Precipitacion Mensual Generada a partir de la Estación Tunsulla.5 132.5 10 24.2 MAY 16.4 322.8 20 30.8 368.3.5 115.6 220.1 119.6 178.7 94.3.7 ESTUDIO HIDROLÓGICO ABR 105.2 2.7 125.3 20.9 53.4 37.8 5.4 292.9 56.4 85.6 148.9 8.4 103.8 10.6 268.2 0 AGO 9 17. empleando para tal efecto coeficientes generadores cuyo cálculo se realizo en el ítem anterior.4 43.9 98.8 MAY 66.7 173.4: Precipitación Mensual Generada a partir de Estación Cuchoquesera.1 242.1 369.5 10.5 0 JUN 4.2 149.7 42.1.8 262.7 MAR 268.1 10.1 108.9 71.3 141.9 208.3 156.4 127.4 DIC 70.9 101.3 184.2 ABR 50.9 0 0 17 64.6 171.8 267.1 64.. Cuadro Nº 4.1 FEB 181.4 230.4 38.7 144.3 67.2 131.9 4.9 34.5 140.9 68.3 312.1 66.2 5.3 94 86.1 6.8 21.3 304.9 48.3 128.8 292.1 186.1 256.7 19.1 473.1 7.8 0 24.2 69.7 86.4 116.5 156.6 76.2 43.3 55.2 27.3 0 0 28.5 81.8 55.2 195.6 118.3 414.8 197.1 47 80.3 253. 4.8 218.2 121.7 296.1 56.3 DIC 96.8 7 0 14 0 23.5.8 133.1 358.5 22.8 67.3 416.4 14.5 JUL 20.2 154.6 85.2 319.3 43.6 66.6 178.5.2 31.6 118 23.3 144.7 NOV 142 32.9 FEB 261.5 210.2 71 100.9 94 222.3 169.3 9.Precipitación Mensual Generada para el área de riego de Ccasanccay Tomando como estación base a la estación Chiara por ser la más cercana y representativa de similar altitud.3 209.1 107 NOV 122.5 302.3 232.5 32.5 227.4.7 7.7 262.3 88.9 42 71.1 JUL 26.1 21.7 50.2 25.4 8.2 6.7 251.5 147.8 40.7 248.5 111.3 71.2 44.6 50.9 131.9 275.8 170.5 43. 1 70.9 Max Min Prob.2 36.9 218.2 68.1 120.3 414.5 51.5 0 5.6 122.6 176 276.3 262.6 359.3 0 53.1 25.6 248.9 351.7 77.1 131.2 21.1 79.2 39. 75% 473.4 161.6 80.5 5.7 82.1 0 25.1 234.1 147.9 78.7 163.1 319.4 213.9 79. 78 .3 69.8 23 9.9 118 7.6 79.5 100.5 128.5 194.8 358.5 36.1 199.1 1.6 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.8 88.3 43.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 2003 2004 2005 2006 MEDIA 331.7 33.3 56.9 38.1 91.8 218.3 67.2 82.8 48.6 31.3 197.1 331.6 129.3 312.7 44.1 98.2 33.2 1.9 117.1 55.1 108.5 125.3 44.6 166.5 0 8.6 278.5 0 13.9 68.5 230.9 134.8 100.8 20.1 77.9 9.9 25.4 113.1 328.3 222 252 170.1 22. La estación está a cargo del SENAMHI. El método está basado en la similitud de cuencas y en la distribución proporcional de la escorrentía en función de la relación de las áreas correspondientes (factor de proporcionalidad de áreas de cuencas). no pudiendo leerse la numeración. Limnigráfo (que está inoperativo). a manera de bandera. el Limnímetro está inoperativo. por lo que se ha pintado cada metro en la tubería. Región Apurímac. y agrícola. además el lecho del río se ha profundizado por el arrastre de material grueso. 79 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS IV. faltando aproximadamente 30 cm (para que el pelo de agua llegue al cero del Limnímetro). están constituidos por la escorrentía superficial que discurre por su cauce. Estación hidrométrica Huasapampa La estación Huasapampa mide las descargas del río Sondondo y está ubicada en el Puente Colonial que da acceso al Distrito de Aucara.2. La metodología referida. analizar y calibrar o ajustar caudales medios mensuales en el río Ustuna. el Limnímetro junto al estribo del puente. En la actualidad. 5. Se ha utilizado información de descargas mensuales y diarias en el río Pampas. que comunica la región Ayacucho. Información Histórica Disponible ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. tiene una persona que es la encargada de la toma de datos los que son reportados a SENAMHI Cuzco. encontrándose el primer metro oxidado y carcomido por la corrosión. está rota y dividida En tres partes que están flameando al aire. con el distrito de Huaccana. geomorfología y cobertura vegetal.0 metro de un diámetro. No se cuenta con registros de descargas en la unidad hidrográfica del río Ustuna. aunque las áreas sean diferentes. por lo cual se ha tenido que recurrir a un método indirecto de generación de caudales.7 m 3/seg) el pelo del agua no llegaba al 00 (cero) del Limnigráfo. está ubicada en la margen derecha del río Pampas. pisos altitudinales. para generar. considerados para usos poblacional. además el lecho del río está conformado por rocas de 0. Centro Poblado de Ahuayro.80 a 1. ANÁLISIS Y TRATAMIENTO DE LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL Los recursos hídricos en los afluentes en el río Ustuna. 5. la mira instalada se ha despegado del muro del puente. por lo que las lecturas no son muy precisas. Estaciones Hidrométricas Estación hidrométrica Pampas La estación hidrométrica Pampas. junto al estribo del puente.1. cuando se realizo el aforo (2. La mira está en mal estado. en el punto de interés (Regulación y Derivación o Sección de Control de Captación). bolonería influenciados por la pendiente del río. puede aplicarse por la similitud de las características de las unidades hidrográficas en lo relacionado a fisiografía. Prov. por este motivo no será considerado para los fines del presente estudio. Básicamente es detectar posibles inconsistencias y no homogeneidades. Es necesario aclarar que la estación Huasapampa continua registrando caudales diarios a partir del año 1996 hasta la fecha según información proporcionada por la OIRH (Oficina de Información de Recursos Hídricos de la ANA).MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Se recopiló información hidrométrica de las estaciones Pampas (Marcelino Cerna) y Sondondo (Huasapampa) que un primer momento fueron operadas por el SENMAHI. para establecer si existen posibles fenómenos de no homogeneidad e inconsistencia de los datos. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Análisis de Consistencia Se evaluó la consistencia de la información descargas medias mensuales. Estaciones Hidrométricas N° ESTACIÓN UBICACIÓN POLITICA UBICACIÓN GEOGRAFICA Dpto. Posteriormente la estación Pampas fue desactivada y no se cuenta con registros actualizados. en función al período de registro existente. Huasapampa (río Sondondo). Análisis Gráfico Se elaboraron hidrogramas históricos a nivel anual y mensual con la finalidad de analizar posibles saltos o tendencias durante el período de registro de la información existente.1. que puede reflejarse como “saltos” y/o tendencias en las series de tiempo históricas. y correspondió a 1965 – 1978 para los ríos Pampas y Sondondo. El análisis de las descargas medias mensuales del río Pampas ha sido evaluado utilizando la información de la estación Pampas y las descargas del río Sondondo se ha analizado con la estación Huasapampa. así como detectar y eliminar valores extremadamente altos o bajos que no relejen el comportamiento de la variable analizada.3. la ubicación de ambas se muestra en el Cuadro N° 5. Cuadro N° 5. 80 . este procedimiento en el análisis gráfico. el procedimiento a seguir en todo análisis estadístico. se estableció un período común entre las estaciones de descargas.Lima 5. en ese sentido se utilizaron los registros mensuales del período 1965 – 1978 para Pampas y desde el año 1965 hasta 1988 para Huasapampa. Longitud Latitud Altitud 1 Huasapampa Ayacucho Lucanas Aucara 73°57´ 14°16´ 2900 2 Marcelino Cerna (Puente Pampa) Apurímac Chincheros Chincheros 73°50´ 13°26´ 2032 FUENTE: Senamhi . Para efectos de análisis. La información hidrométrica correspondió a los registros históricos de las estaciones Pampas (río Pampas).1. pero en los hidrogramas se observan caudales muy elevados y poco confiables. previa evaluación de las series históricas para obtener registros más confiables y de menor riesgo. doble masa y estadístico. Dist. 81 . siendo i = 1 para el primer valor. No fue necesario efectuar el análisis estadístico. 5. con la finalidad de visualizar si tenían un comportamiento similar. Al calcular la probabilidad empírica para las observaciones de la muestra. 75% y 95% persistencia en el tiempo. VI. Sondondo y Ustuna a diferentes niveles de persistencia se ha determinado empleando la formula de Weibull y que corresponde al 50%. 5.4. Análisis de Doble Masa y Análisis Estadístico El gráfico de doble masa muestra una buena correspondencia entre los registros de ambas estaciones. DEMANDA HÍDRICA ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Estas descargas medias mensuales han servido para calibrar el modelo con las estaciones de Huasapampa del río Sondondo y la estación de Pampas (Río Blanco). estamos más cerca del comportamiento real del régimen fluvial del río Pampas. La fórmula Weibull corresponde: p = i/(n + 1) Donde: i = es el orden del evento. optándose por este método debido a que no se trata de extrapolar valores fuera del rango de frecuencias de los valores observados. y “n” = es el número de años del registro. en razón a que visualmente la data histórica es consistente para el período 1964 – 1978. es decir estos fueron comparados simultáneamente a nivel mensual y anual. Completación y Extensión de la Información Evaluada la consistencia de la estación hidrométrica Pampas (río Pampas).5. esta fue extendida por el método transformación lluvia – escorrentía utilizando la plataforma del Sistema para Evaluación y Planeación del Agua (WEAP) para el período 1965 – 2009. Análisis de Persistencia La disponibilidad hídrica para los ríos Pampas. las curvas no presentan dispersiones ni quiebres.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los hidrogramas se usaron también con la finalidad de establecer el período de registro más confiable en cada serie analizada. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 6.2. 6. 6.5 a 0. Introducción Las demandas de agua de la unidad hidrográfica del río Ustuna del punto del ámbito del proyecto están constituidas por los diversos usos que aprovechan los recursos hídricos que se generan en su ámbito. agrupados en el Comité de Usuarios y la Junta de Usuarios y que está conformada la Comisión de Usuarios Ccasanccay. mínima en los sectores cercanos a la sierra central Nor Oeste y algo más significativa en la parte media de la microcuenca. En la microcuenca del río Ustuna. se ha optado por utilizar un coeficiente precipitación-escorrentía.1. El cálculo de los requerimientos de agua se ha realizado teniendo en cuenta los siguientes aspectos generales:  Definición del área de Riego según su aptitud para riego que intervienen en la zona de estudio. Oferta de agua El cálculo de la oferta de Agua para el punto de captación en el Sistema hidrográfico (Cuadro N° 6. debido a la escasez de precipitaciones la agricultura en el valle se desarrolla mayoritariamente por riego superficial complementario. 82 .2.  Cédula de Cultivo establecida para una campaña agrícola promedio. agrícola.1. La principal característica de las áreas cultivadas en la irrigación Ccasanccay es que se encuentran ubicadas en zonas climáticas en donde la precipitación es de ocurrencia regular y bien significativa.  Evapotranspiración Potencial.1).6. cuyo valor varía entre 0. de lo cual se desprende la necesidad del riego superficial para sostener la agricultura a lo largo del año. ampliamente desarrollado en el capítulos anteriores. Como no se ha encontrado información hidrométrica alguna en la zona del proyecto y debido a que el área de la cuenca de recolección es pequeña.  Eficiencia de Riego..Caudales – Oferta Microcuenca del Río Ustuna El objeto del presente Ítem es la estimación de los caudales naturales o escorrentía superficial natural en los puntos de aprovechamiento involucrados en el esquema hidráulico del proyecto y que corresponden básicamente a la Irrigación Ccasanccay. La generación de caudales para un año promedio se han obtenido aplicando modelo estocástico Markoviano de LUTZ y Sholtz que es el modelo recomendado para la región de la Sierra Peruana pero teniendo en cuenta que tiene que ser calibrado para los resultados obtenidos de los caudales generados mensualmente en una año promedio sean validos tiene que cumplir ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. ha sido calculado en base a un modelo de Generación Promedios mensuales para un año promedio anual Modelo de LUTZ – SHOLTZ. 62 138. Aforo de la Descarga del Rio Ustuna ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.66 98.0 lt/seg/ha.38 65. Caudales de Aforos – Oferta Microcuenca Ustuna Los siguientes caudales corresponden a aforos realizados en la Cuenca Ustuna que se ubica en el punto de Represamiento o Regulación Ustunaccocha y la zona a irrigar.18820 m3/seg. Cuadro Nº 2.376 24.28 157.38 65.102 24. que corresponden básicamente a los terrenos ubicados en la Margen Izquierda del Río Ustuna.64 24.928 MMC.008 24.912 24.66 271.3 4 5 8 ÁREA DE RENDIMIENTO ESCURRIMIENTO CUENCA AL 80 % DE ESTIMADO EN PERSISTENCIA (lt/seg.00 lt/seg/Km 2. Volumen de escurrimiento Superficial es de 5´928.824 Rendimiento Hídrico de la Unidad Hidrográfica de Ustuna es de 7.63 lt/seg/Km2 este valor se encuentra dentro del rango permisible para cuencas de la Sierra Central Sur (Región Ayacucho) que varían de 7.109.22 335.) ESTUDIO (LT/SEG) (Km2) 24.Determinación de los Caudales Medios Mensuales para un Año Promedio (Oferta) Método Estocástico Deterministico de LUTZ SHOLTZ Microcuenca Ustuna MESES RENDIMIENTO MEDIO MENSUAL (K) (LT/SEG/Km2) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre 13 17 11 11 7 5 4 3.64 78.1 que se adjunta.66 197. Cuadro N° 6.1. 83 .0 a 8.912 24.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS que el rendimiento hídrico debe estar en el rango de 7.66 81.66 320.464 24. demostrando que el Modelo Deterministico Estocástico de LUTZ esta calibrado para la zona de estudio.10.64 78.26 217.00 a 8.26 217.66 123.102 24.008 24. Caudal medio mensual es de 188.425 m3 = 5.3 3.66 419.66 81.30 98.58 256.096 24.66 271.66 123.30 98..20 lt/seg Caudal Medio Mensual es de 0.64 24. Los Resultados de los Caudales Medios Mensuales se resumen en el Cuadro N° 6.66 98.66 172. 3. mayor detalle de estos procedimientos se encuentran en el Anexo del Documento Principal. de fecha 22/12/2003. La determinación de la demanda de agua en las áreas bajo riego beneficiadas con el proyecto. tiene como principal objetivo el cálculo de los volúmenes de agua para fines agrícolas. Con esta información y el área cultivada se ha determinado las demandas netas y brutas para cada sistema de riego. METODO DE AFORO Correntómetr o AFORO m3/seg FECHA 1. Esta información al ser superpuesta con el mapa de pendientes se obtiene el mapa de vegetación – Pendiente. de la época de estiaje. de donde se ha definido los tipos de vegetación para cada Sistema Hidrográfico en base al índice de Vegetación (NDIV) obtenida de esta imagen. 84 . Con la información meteorológica disponible de las estaciones en el ámbito de la parte del proyecto de estudio se ha estimado la evapotranspiración para cada tipo de vegetación de la cedula de cultivo estándar con la ayuda del programa CROPWAT y con la opción del método Penman – Monteith. Se asumió el riego gravedad tecnificado (30%) y presurizado (70%) del 100% del área.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS DESCRIPCION Punto de Regulación Punto de Regulación Punto de Regulación 6.34 11/04/2012 Flotador 0. La demanda hídrica en el proyecto.09 18/06/2012 Demanda de Agua En el presente análisis se toma la Demanda hídrica como la única de la demanda para riego. Demanda de Agua de Uso Agrícola La demanda de agua para riego ha sido estimada mediante el análisis multiespectral de la imagen satelital LandSat 7 ETM+. con esta información se ha definido las áreas potenciales agrícolas en el ámbito del proyecto. mayor detalle de los cálculos de la demanda de agua para uso agrícola se encuentra en el Anexo del Documento Principal del Estudio Agrológico. como área de expansión interna y expansión externa o ampliación de frontera agrícola. Para la estimación de la demanda bruta se ha considerado una eficiencia de riego igual 40% y 75%. El área potencialmente aprovechable es de 800 ha. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. este valor ha sido considerado en base al estado de los canales de conducción y distribución a proyectarse en el ámbito de estudio y al manejo de agua por los usuarios. y se ha realizado el cálculo de la demanda por uso agrícola para la situación actual y para la situación futura con proyecto. Estos componentes se presentan en las siguientes secciones. es agrícola.766 05/04/2012 Flotador 1. El sector de riego a beneficiar se encuentra en Ccasanccay y Vinchos. los mismos que intervienen en la determinación del balance hídrico. no habiendo otro tipo de demanda. Estación Allpachaca. DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA HÍDRICA 6.65 2.30 3.65 Setiembre 94.300 Setiembre 158.28 3.55 1142.2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 6.410 2.80 77. 6.038 4.54 Abril 75.4.2.69 3.503 3.857 4.52 3.80 3. por el Método de Penman – Monteith.140 Mayo 144. Cuadro N° 6.Cédula de Cultivos La demanda agrícola se determinó en base a una cédula de cultivos. ETo media (mm/mes) Enero 108.60 79.00 111.79 Fuente: Elaboración propia MESES ESTUDIO HIDROLÓGICO ETo media (mm/día) 3.356 (*) 5.233 5. ETo (diaria y mensual).732 5. con información de la estación Allpachaca. 1990.15 88.60 91. 85 . en base al Manual 56 de la FAO.Evapotranspiración Potencial La evapotranspiración potencial.2.81 Noviembre 130.64 Marzo 90.780 Abril 159.07 Octubre 116.72 Agosto 88.575 4. 3550 msnm.2.859 3. Penman – Monteith 5..68 95.95 3.83 TOTAL: 1129.250 Julio 135.570 4.17 (*) Método de Hargreaves (mm/mes y mm/día).030 (*) Febrero 152.560 Junio 130.4.990 Octubre 171.25 Junio 63.960 Diciembre 184.36 2. Estación Putacca.80 93.090 5. conformada por una selección de cultivos representativos de los cultivos actuales y proyectados – permanentes y transitorio – en el área de riego en Ccasanccay.58 Febrero 90.266 2.39 104.346 4.768 4.36 2. ETo (mm/día). Altitud.059 Pág. Crop evapotranspiration.921 2.A.970 Marzo 163.12 111.45 100.45 3. Altitud.010 5.00 91.39 Diciembre 125. fue determinada por el Consultor. la misma que se muestra en el Cuadro N° 6.40 Julio 74.40 96. Variación de la Evapotranspiración Media Potencial por el Método de Hargreaves.28 3.593 5.530 2.230 Cuadro N° 6. 3600 msnm.1..140 Total 1886.4.285 5.91 Mayo 70.113 2.40 3.237 2.660 Agosto 148.390 Noviembre 162.136 3. MESES ETo media (mm/mes) Penman – Monteith Enero 176. Variación de la Evapotranspiración Media Potencial por el Método de Penman – Monteith. Huamanga. Método de Penman – Monteith (CROPWAT).4.3 3. Para el cálculo de la evapotranspiración potencial se han tomado los datos correspondiente a las estaciones climatológicas de Tambillo.  Valores de ETp obtenidos por lisímetros instalados en la Comunidad de Condorpaqcha – Cuchoquesera a una altitud de 3630 msnm.84 3. Enero ETp mm/día SENAMHI (*) 4.1 Octubre 4.15 2. Altitud: 3250 msnm.5 Julio 2.82 2. Huancapi. Los resultados obtenidos por estos métodos se resumen es el siguiente Cuadro N° 6.8 Junio 2.02 2.66 2.07 3. Evapotranspiración Potencial de Estación Tambillo.3. Altitud de 3600 msnm.82 3. Cuchoquesera.01 2.7 2. cultivo de referencia Rye Grass.7 Agosto 3.99 3.95 3. Putacca.73 3 Setiembre 3.7 3.27 3.38 3.5 Meses Diciembre 4. Chiara.3: Valores de Evapotranspiración Potencial Calculados por Método Lisimétrico Estación Condorpaqcha Altitud 3630.55 3.78 3.14 3.2 2. período de registro 17 años.56 Fuente: Elaboración propia ETp mm/día UNSCH ETp mm/día Condorpaqcha -Ayacucho (**) ETp mm/día PENMAN MODIFICADO 3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La relación para calcular la ETo del cultivo de referencia es la siguiente: Para calcular la evapotranspiración potencial existen una diversidad de métodos.83 3. Mes ETp TURC ESTUDIO HIDROLÓGICO ETp ETp ETp PENMAN ETp PROMEDIO Pág. y otros. período de registros de 12 meses. Los Libertadores y Allpachaca.35 3.35 4.6 3.1  Valores calculados con registros de la Estación Meteorológica de Allpachaca SENAMHI por el método de Hargreaves. Cuadro N° 6.3 Noviembre 4.63 2.35 3 Marzo 3. Cuadro Nº 6.29 3.6 Mayo 2.33 3.3 2.9 Abril 3.65 3. actualmente existen 36 formulas empíricas y de ellos en la Sierra Central Sur se vienen utilizando los siguientes métodos indirectos como: Método de Hargreaves Calibrado.94 3.72 3. San Miguel.33 2.92 2.77 3. 86 .15 Febrero 3. 93 90.Coeficiente de cultivo (Kc) Las características de cada cultivo sobre sus necesidades de agua.76 142.17 2.6 4.5 4.29 132.03 62. condiciones climáticas y frecuencia de riego.25 3.74 84.31 4.Los módulos de Riego ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.73 53.15 3.8 2.61 143.08 3.07 122.74 82.86 57.15 3.36 135.86 55. que relacionan la Eto con la evapotranspiración del cultivo.82 56.09 92. período vegetativo.13 3.55 1.78 1.59 142.44 103.84 145.1 1.24 100.22 4.78 48.7 51.14 1.65 51.08 3.59 4.52 109.76 116.85 4.02 4..84 4.95 153.49 77. tomando como referencia el Manual 24 – FAO.67 113.06 4.17 92.03 94.86 85.22 3.35 134.77 54.96 60.71 3.95 3.77 2.49 108.1 126. en condiciones óptimas y que produzcan rendimientos también óptimos.69 4.14 87. 6.3 2.27 4.36 3.8 4.75 4.98 2.91 3.18 95.17 3.9 3. ritmo de desarrollo.15 2.83 4.12 96.94 91.44 103.95 91. fecha de siembra.19 98.81 3.08 62.77 113.42 137.54 Fuente: Elaboración propia 1.4.45 2.98 4.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS THORNTHWAITE HARGREAVES MONTHEI mm/día mm/mes mm/día mm/mes mm/día mm/mes mm/día mm/mes mm/día mm/mes 2.3. están dadas por el coeficiente de cultivo Kc.4 132.8 1.65 74.75 142.41 102.14 6.05 1.92 87. Los coeficientes de los cultivos asumidos para la cédula propuesta.24 3.04 3. 87 .91 1.08 2.26 101.07 3. considerando las características del cultivo.51 141.85 3.4 123.4.02 4.42 106. fueron determinados para el Proyecto de Irrigación Ccasanccay.14 94..04 121.68 1.44 2.4 3.08 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembr e Diciembre 2.88 3.28 2.7 114.82 87.64 2.4.88 56.71 83.02 3.01 1.72 104. 4 36.8 27.6 110.75 (75%) y 0.60 lt/seg/ha a 0. Referencia Bibliográfica N° 2).6.1 410. Precipitación Efectiva Putacca MES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre TOTAL: PRECIPITACIÓN 75% (mm) 116. es la parte de la precipitación total que puede ser aprovechada por los cultivos.4 0.6 25. se asumió – en uso eficiente del agua – las siguientes eficiencias de riego mejoradas: Para el riego por gravedad tecnificado: Eficiencia de riego (Er g) = 0.0 85.5 21. que actualmente se vienen utilizando para la elaboración de las medianas y pequeñas irrigaciones.2 PRECIPITACIÓN EFECTIVA (mm) 88.S. Para la irrigación Ccasanccay.3 29. 88 .5 19. la que consta de 3 componentes: aplicación.40 (40%) Para el riego presurizado: Eficiencia de riego (Er p) = 0.50 lt/seg/ha (promedio de 0.Eficiencia de riego (Er) La demanda de agua bruta de riego se calcula teniendo en cuenta la eficiencia de riego.35 lt/seg/ha a 0.1 539.3 120.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los módulos de riego en la unidad hidrográfica o valles se han obtenido a partir de la cedula de riego óptima para la Sierra del país fluctúan entre 0.Precipitación Efectiva (PE) La lluvia o precipitación efectiva (PE).9 1.0 0.7 11. según el método del U.72 (72%) 6.75 lt/seg/ha) y para riego presurizado (aspersión) entre 0. La PE mensual para el balance hídrico en la irrigación Ccasanccay – que hace un total de 846. fue estimada a partir de la precipitación total mensual promedio (PPx) en la estación Allpachaca.6.6 Cuadro N° 6.1 90.0 0. Bureau of Reclamation. 6.5. operación/distribución y conducción. El producto de estas tres eficiencias se conoce como eficiencias de riego.4 0.0 0.4 70.95 lt/seg/ha para riego por gravedad (promedio de 0.40 lt/seg/ha).0 6..7 2.7 0. para el período 1964 – 2010 (ANA.6.4..6 mm – es la siguiente: Cuadro N° 6.4.3 85. Precipitación Efectiva Chiara ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Er.A. 50 Total 1113.00 83..70 Noviembre 99. para cada cultivo.Estimación de la demanda de agua para riego La demanda bruta de agua de riego. 89 ..40.30 Diciembre 153.60 6.00 Mayo 20.40 Junio 10.80 MES Julio 20. se obtuvo mediante la siguiente expresión: RBT = (10 * A (ETo * Kc – PE))/Er Donde: RBT = Requerimiento bruto de agua a nivel terciario (1 000 m3/mes) A = Área cultivada (ha) ETo = Evapotranspiración potencial (mm/mes) Kc = Coeficiente de cultivo de uso consuntivo PE = Precipitación efectiva (mm) Er = Eficiencia de riego a nivel del sistema = 0.00 29. o requerimiento bruto a nivel del sistema.20 Octubre 72. a nivel mensual. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.40 Agosto 31.00 115.00 59. Para el cálculo de demanda agrícola actual de la zona de interés se ha considerado una eficiencia de riego de 0.00 19.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Rain Eff rain mm mm Enero 208.4.Demanda Agrícola sin proyecto A continuación se presenta la cédula de cultivo actual de la margen derecha de la zona del proyecto.00 132.00 63.60 Marzo 201. 6.80 Febrero 191.00 19.Derecho de Terceros No existen derechos de terceros en los cauces de la unidad hidrográfica Ustuna.40 Abril 66.00 138.4.30 correspondiente a las condiciones actuales del sistema de riego por gravedad con que cuenta el área de estudio.9.00 136.00 39.00 846. 6. en la cual se observan los valores de kc y el área correspondiente a cada cultivo.8..7.35 y 0.50 Setiembre 42.4.00 9. mientras que para el resto de meses se ha obtenido la demanda total de riego correspondiente en 0. 6. 90 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Se observa que en los meses de Diciembre. Febrero y Marzo la precipitación efectiva del lugar cubre las necesidades hídricas de los cultivos actuales. 300 has del cultivo de avena y 60 has de pastos. la cual considera una ampliación de 680 has del cultivo de papa.. además de incorporar el cultivo de haba en los meses de Mayo a Agosto con 35 has. Enero. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Demanda Agrícola con proyecto.4.73 MMC. A continuación se presenta la cédula de cultivo planteada a futuro para el proyecto.10. 91 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 42 0.37 0. por ello se determinó dos escenarios más de operación: al 90% y 20 horas. una demanda total de 2. lo que significaría más agua en el sistema para atender la misma demanda en tales condiciones. Sin embargo.400 m3/seg.31 0.73 0.26 0.7.97 0.68 MMC)..11. alcanzaría un volumen total anual de 1.05 0.69 -0. El Balance Hídrico con Proyecto MESES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembr e Diciembre OFERTA DEMANDA (MMC) (MMC) 0.65 -0.98 0.79 0.94 -0. la mayor demanda se presentaría en el mes de agosto con 1.24 Total 4. Cuadro N° 6.30 0.36 0.25 a 0.17 1. equivalente a un caudal de 0.88 MMC (240 ha.000 y 5.51 0. En el siguiente resumen – elaborado a partir del cálculo adicional.13 0. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. y al 80% y 16 horas.90 -0.84 5.45 6.26 0. y éste sería la capacidad de conducción teórica del canal principal.06 0.94 0. si el sistema operarse en las condiciones indicadas.04 0.62 0.58 -0..36 0. La demanda hídrica total en la irrigación Ccasanccay para 800 ha. 92 . Para el sistema de riego presurizado. parte final – se muestra como se incrementaría la capacidad teórica requerida en la tubería o canal revestido principal en ambos sectores de riego sin borde libre (en promedio 33% y 85% más).21 0.42 0.2 MMC (1. correspondiendo al riego presurizado.15 0.21 0.82 -0. y 560 ha en campaña de rotación).29 Fuente: Elaboración propia Déficit o Superávit -0.58 0.88 MMC.17 0.18 0. sin considerar borde libre.se tendrá una demanda unitaria de 10.4. con lo cual se logrará un aumento de la eficiencia de riego de 0.Capacidad Teórica de Conducción del Canal Principal Se determino que la demanda total anual en la irrigación Ccasanccay sería de 2.40.15 MMC.27 0.000 m3/ha. y en el caso de que el sistema operaría al 100% y 24 horas al día. no siempre sería posible que el sistema opere al 100% y 24 horas.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Para la viabilidad del proyecto se requiere del mantenimiento y la tecnificación del sistema de riego por gravedad actual.10 -0. 6962 0. para el período 1964 – 2011. Qs = 296.0173 809.71136 0. trató de evaluar el volumen medio anual de sedimentos en suspensión que puede transportar el río Ustuna en el lugar propuesto para la construcción de las estructuras de regulación del proyecto de Irrigación Ccasanccay – Vinchos y luego. y 1.50 MM.45 Q11. Resumen de Transporte de Sedimentos del Río Ustuna Transporte de Sólidos Qs (m3/seg) qs (m2/seg) Tasa de masa de rendimiento (Kg/seg) Meyer – Peter Einstein Nielsen Promedio 0. Resumiendo valores para el río Ustuna: Q1 = 10. 93 .3056 0. cauce uniforme. velocidades medias a moderadas y volumen promedio anual de agua de aproxidamente MMC (10. se obtendrían los siguientes resultados para Qs: Qs =334.66 Km2 Reemplazando en las fórmulas.0314 0.840 Ton/año: f (Q1).45 m3/seg.0274 0. remarcando que esto tiene un carácter sólo referencial. 0NERN). caudal promedio anual).5.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 6. la microcuenca del río Ustuna – no se cuenta con información disponible referente al volumen de sedimentos en suspensión que transportan las aguas de dichos ríos. A = 24. se ha tratado de asociar lo que podría ser la presencia de sedimentos en suspensión en el río Ustuna en el punto de interés. DGI. DGI. está caracterizado por tener una pendiente moderada.0016 72.850 Ton/año: f(A) Cuadro N° 6. Transporte de Sedimentos DGI (Referencia N° 02. así como otros ríos de las cuencas de Cajamarca – considerándose en nuestro caso.7. A partir de la información de otras zonas – se analizaron los registros de sedimentos en suspensión de 23 estaciones – las cuales presentan características parecidas. manifiesta que la zona del Proyecto de Irrigación Ex – Cachi.4 Donde: Qs = Volumen anual de sedimentos en suspensión (Ton/año) Q1 = Volumen anual de flujo (MMC/año) A = Área de la cuenca (Km2) Para el río Ustuna.00 m3/seg.0018 83.4 Qs = 3.0353 0.34 A1. el volumen de sedimentos que eventualmente ingresaría en el Punto de interés.66 Km2.0020 93.6239 0. empleo las siguientes fórmulas: Qs = 12.1601 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. los tramos de interés (Área hasta la zona de captación del Proyecto: A = 24. A partir de estas estimaciones en el río Ustuna. dependiendo de su contenido de sales solubles. Distrito de Vinchos.Calidad Agrícola del Agua del Río Ustuna De lo expuesto. clasificación como Clase C1S1 respectivamente. sin limitaciones para su uso agrícola.A.Calidad Agrícola del Agua: Marco Teórico La calidad de agua de riego se evalúa por lo común de acuerdo con el contenido de sales solubles. y de igual modo los cálculos hechos para el río Ustuna. son sólo referenciales para el Transporte de Sedimentos. La no apta puede contener sustancias químicas tóxicas y/o bacterias dañinas a las plantas o a personas y animales que se alimentan de ellas. pero del análisis de estos resultados. las cantidades obtenidas. destinar los recursos hídricos disponibles del río Ustuna. tantos mayores serán los riesgos de producir un suelo salino o de hacer que el agua del terreno está menos disponible para las plantas. sin limitaciones para uso agrícola. no produciría mayores problemas en el sistema de represamiento o captación. el porcentaje de sodio y el contenido de boro y bicarbonatos. se puede deducir que el volumen de agua a utilizarse. Departamento de Agricultura de E.2. Laboratorio de Salinidad. no toda agua es adecuada para el riego. el resultado de la muestra en el Cuadro N° 6.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tal como se ha indicado. Provincia de Huamanga – Ayacucho. 94 . conducción y distribución del Proyecto de Ccasanccay. o que al reaccionar con el suelo.. Calidad del Agua en el Río Ustuna en el Punto de Interés Al haberse previsto en el Proyecto “SISTEMA DE RIEGO LOCALIDADES DE CCASANCCAY Y VINCHOS”. Es decir. 6. 6. evaluado mediante su valor de conductividad eléctrica (C.6. La calidad del agua del río Ustuna con fines de uso agrícola (punto y época de muestreo: bocatoma.E). es importante definir su calidad. 2012. en base a los muestreos realizados en la fase de campo (Abril de 2012): en el punto de interés de la unidad hidrográfica.U.6. de la muestra tomada durante la fase de campo (28 de Marzo 2012). es decir. se efectuó el análisis de calidad de las aguas del río Ustuna con fines agrícolas.E. de N. En base al análisis y al Diagrama de Wilcox. pueden producir características de humedad no aparentes.6. 6. para uso agrícola.. y en estiaje). ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Las aguas se dividen en cuatro clases (Manual N° 60.U.).8. el agua del río Ustuna se ha clasificado como C1S1 en el punto de captación. Cuanto mayor sea el contenido de sales solubles.1. fue evaluada en base al análisis físico químico efectuado en el Laboratorio de Aguas y Suelos de la Universidad de San Cristóbal de Huamanga – Ayacucho. Para tal efecto. 02 PO4 (meq/l) NC Sólidos en suspensión (gr/litro) 0.21 K (meq/l) 0.61 pH 6.67 Ca (meq/l) 0.00 HCO3 (meq/l) 0.29 Cl (meq/l) 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 6.Calidad Agrícola del Agua del Río Ustuna Las aguas del río Ustuna. 95 .13 Na (meq/l) 0. Sin restricciones para su uso. Análisis de la Calidad de Agua del Río Ustuna PARÁMETROS USTUNA CE (ds/m) 0.00 SO4 (meq/l) 0.45 NO3 (meq/l) 0. es decir de salinidad baja y de bajo contenido de sodio.06 Amonio 0. Cuadro N° 6.8. BALANCE HÍDRICO ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.2.00 CO3 (meq/l) 0.6. a nivel del punto de captación o bocatoma.. VII.33 Mg (meq/l) 0.2 Turbidez (UNT) 6 Dureza CaCO3) Total CLASIFICACIÓN (ppm 56 C1S1 Fuente: Análisis de Aguas – Multiservicios “GROLAB”.1. se ha clasificado como C1S1. y dado el carácter irregular del escurrimiento en la unidad hidrográfica Ustunaccocha (4 – 5 meses con agua.40 MMC y para riego por gravedad tecnificado (240) un volumen demandado de 1. 7. determinando así la capacidad de regulación necesaria requerida. Evaporación A efectos de considerar las pérdidas en el embalse por evaporación.60 MMC. respectivamente. Relación Altura – Área – Volumen En El Embalse ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 7.3.4.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 7.20 MMC. y corresponde al riego por gravedad (240 ha en campaña grande y 800 ha en rotación del área total a regar en el proyecto de las 1. y al riego presurizado (560 ha) un volumen demandado de 1. teniendo en consideración las características físicas del embalse Ustunaccocha (Curvas de Operación del Embalse: Altura – área / Volumen). es de un volumen total anual de 2. La demanda unitaria – para cada sistema de riego – es de 5000 (10 000) y 2500 (5 000) m3/ha.60 MMC. es de 6. 7. 7. que equivale a un caudal de 0.5. La evaporación mensual y total anual promedio se presenta en el Cuadro N° 7. simulando la operación del embalse Ustunaccocha. 96 . se efectuó el balance hídrico Oferta – Demanda.57 m3/seg).218 m 3/seg. el Consultor (2012) confeccionó “un patrón anual de evaporación neta (evaporación total menos precipitación) para el sitio de embalse”. con eficiencias mejoradas). la oferta hídrica (período 1964 – 2012) y la evaporación.600 ha) una demanda total de 2. Se incluyen consideraciones del transporte de sedimentos para la definición del volumen muerto en el reservorio. calculada para 800 ha (30% gravedad y 70% presurizado. Introducción Obtenida la demanda hídrica de la irrigación Laguna Ustunaccocha Ccasanccay.2. en términos de volumen total anual promedio para el período de generación 1964 – 2012.1.1 – A. (Aforo del 11 de Abril 2012: 1. el resto del año seco). Demanda Hídrica La demanda hídrica agrícola (capítulo 4) de la Irrigación Ccasanccay.80 MMC. Oferta Hídrica La oferta hídrica de Unidad Hidrográfica para la irrigación Ccasanccay (capítulos 3 y 6).  Columna 12 Identifica los déficits con respecto a la demanda. mediante simulación de la operación del embalse Ustunaccocha. más aporte o salida del embalse (MMC).  Columna 11 Corresponde a las demasías.5 MMC). 48 años). La explicación – por columnas – es la siguiente:  Columnas 1 y 2 Identifican el año y mes de simulación (período 1964 – 2011. Balance Hídrico Mediante Simulación El balance hídrico. Xi (MMC). “Vi dis” (MMC). cuando ésta es mayor que la oferta Xi. Referencia Bibliográfica N° 14).7.5” (MMC). se consideran 3: “Lleno” (2. “Di”. que permitió a su vez determinar el volumen útil requerido.6.  Columna 8 Destaca el valor de cada volumen útil de diseño. “Ev”. Resultados del Balance Hídrico ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. “Pi”. y los mínimos.  Columna 5 Entrada de agua neta. “Ii” (MMC).  Columna 7 Identifica los valores máximos o picos.  Columna 3 Volúmenes de entrada al vaso. 97 . y un estado intermedio “0 < Vol. < 2.  Columna 4 Demanda agrícola.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Las Curvas Altura – Área / Volumen para el embalse Ustunaccocha en la quebrada. “Vacío (0 MMC). se obtiene de multiplicar el patrón mensual de evaporación por el volumen en el embalse (MMC). “Di” (MMC).  Columna 10 Es el volumen almacenado en el embalse al final del mes “Vi d” (MMC). mostrándose sus principales valores en calculo de batimetría 7.  Columna 13 Estado actual del vaso. que se vierten por el vertedero cuando el embalse está lleno (MMC).  Columna 9 Es la evaporación neta. se efectuó mediante el método de la Curva Masa o Diagrama de Rippl (Aparicio. fueron calculadas por los especialistas de la Consultoría. en total 48 para el período simulado 1964 – 2011. “Ti”. Ii = Xi – Di  Columna 6 Entrada acumulada de agua “Ii ac” (MMC). 7. 98 .49 * 0.66 Km2 Ves.55 MMC Volumen ofertado o disponible por la unidad hidrográfica Ustuna Qofertado = 24.450 m * 24´664.928109425 MMC Vofertado = 6.900 mm (Altitud media en la Microcuenca Ustuna de 4251 m.992 (m2) Ves.84660 m * 24´664.450 m * 24´664. Microcuenca = 5.18819395 m3/seg x 31.516 m3/seg * 3600 * 24 * 30 * 3 meses = 4´012.22 MMC ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Mapa de Isoyetas Medias Anuales del Estudio de Actualización y Complementación del PROYECTO INTEGRAL RÍO CACHI (Revisión y Adecuación del Esquema Hidráulico) INADE PERCH HC & ASOCIADOS Mayo.18819395 m3/seg Vofertado = 0. 1994. Microcuenca = C * Ppmedia Anual (mm) * Ac Ves.00 MMC  Computo más Conservador del Volumen de Escurrimiento en el Punto de la Boquilla de la Represa Ves.8 m3 V = 5.24 MMC V = 0. Microcuenca = 0.50 * 0. período 1964 – 2011 son los siguientes: Datos de Entrada Total  Oferta hídrica 6.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los datos de entrada.s. Microcuenca = 5.02 MMC V = 0.992 (m2) Ves. Microcuenca = 0.5 MMC/m3/seg Vofertado = 5.00 MMC Microcuenca Ustuna : 6.665 Km2 x 7.5 * 0.50 * 0.310.416 m3 V = 4.n.992 m2 /2 = 5´220. Microcuenca = 5.4386 MMC Ves.345. y los resultados obtenidos del balance hídrico mediante simulación de la operación del embalse Ustunaccocha.19395 lt/seg Qofertado = 0.557 m3 V = 5.440 MMC V = C * Pp * Ac V = 0.425 m * 24´664992 m2 V = 5´241.63 lt/seg/Km2 = 188.00 MMC (Simulación) Computo de la Oferta de la Microcuenca en el Punto de Represamiento  Datos Básicos para Computar el Volumen de Escurrimiento en el Punto de la Boquilla de la Represa Pp Media Anual = Rango de 800 .50 Área de la Microcuenca del Río Ustuna = 24. Coeficiente de escurrimiento debajo de (C)= 0.m). 51% de la demanda.63 lt/seg/Km2 Q = 188.1881558 m3/seg * 3600 * 24 * 30 * 7 meses Vacum = 3413898.06 MMC Vacum = 5.63 lt/seg/Km2 / (1000) Qofertado = 0.80 MMC (3500 m3/ha) : 2.835 m3 Vacum = 3.00 MMC : 2. es decir satisfacción mayor al 75% de la demanda (mínimo aceptable). como volumen de reserva intangible.50 MMC Volumen Ofertado o disponible en la Unidad Hidrográfica Chojehuaray Afianzamiento hídrico: Qofertado = 7.400 MMC (2500 m3/ha) : 6.20 MMC (redondeado de los métodos aplicados para determinar la OFERTA de la Unidad Hidrográfica Ustuna) Oferta hídrica  Demanda hídrica Riego por Gravedad (240 ha): 1. el 21.00 MMC (Simulación del Embalse) Cálculo más Conservador de la oferta hídrica Río Ustuna Vacum = 0.00 MMC En volumen.66 Km2 Vacum = 5.60 MMC  Demanda hídrica con Sistema de Riego Presurizado Riego Presurizado (800 ha) : 2.05878915 m3/seg ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.80 MMC Resultados del balance  Déficit total anual promedio: 0.41 MMC V TOTAL = 2.062698 MMC Vacum = 5.48 MMC Para un año seco Vacum = 6.66 Km2 * 7.1881558 m3/seg Para 07 meses: Vacum = 0.200 MMC (5000 m3/ha) Riego Presurizado (560 ha) : 1. 99 .1558 Lt/seg Q = 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Computo de la Oferta de la Unidad Hidrográfica Ustuna Valores Básicos Ac = 24.550 MMC V TOTAL = 3.63 lt/seg/km2 Q = Ac (Km2) * Rendimiento Hídrico Unitario (lt/seg/Km2) Q = 24.50 * 0. Saldo sobrante de Volumen se Escurrimiento Superficial: 2. Volumen mínima que debe quedar en la presa es de 0.4106 m * 24.93 MMC + 0.66 Km2 Rendimiento Hídrico Unitario 7.400 MMC.705 Km2 x 7. 540.68 m2 Altura útil de presa (NAMO) = 21.8.Volumen Pérdida de Evaporación en el Espejo de Agua Fósil Área de la Superficie del espejo de agua a nivel Fósil = 53. Las estimaciones se basaron “en los resultados obtenidos en la Primera Fase del Estudio.360 MMC. Para el embalse Ustunaccocha (área de cuenca aportante de 24.M = 0.900 m/anual V. diseño de la presa.97.1.5 MMC/m3/seg / (1000) Vofertado = 1. y considerando un período de 25 años de acumulación de sedimentos.. Se asumió que “adicionalmente un coeficiente de retención de sedimentos en los embalses de 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Vofertado = 0... y un coeficiente de compactación (aumento del peso específico) igual a 0. 7.3.851858225 MMC Vofertado = 1.557 m2 Evaporación Media = 0.36 MMC.  Cálculo del Volumen Muerto si no se cuenta con información de sedimentos. Volumen Ofertado por la Unidad Hidrográfica Ustunaccocha: V.9.0 MMC VM = 0.00 m Volumen útil Embalse Ustunaccocha: V.8. tomándose “una productividad de sedimento de m 3/km2 de cuenca por año”.00 m3. permitieron determinar el requerimiento de un volumen útil promedio siguiente: Área de Espejo de Agua: 138.2.85 MMC (Redondeado) 7.853.66 Km 2). VM = 0. Volúmenes Útil y Muerto en el Embalse 7.50 MMC 7. De Factibilidad para la unidad hidrográfica del río Ustuna – Vinchos – Afluente del Río Cachi”. entre ellos Microcuenca Ustuna. = 0.E. = 5.8. se estimó entonces un volumen muerto de 0.05878915 m3/seg x 31. adopto “un criterio simplificado para estimar los volúmenes de acumulación de sedimentos en los posibles embalses a falta de datos de campo”.000.U.048 MMC (NIM o Fósil) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Volumen Muerto El Consultor.36 MMC Entonces se tiene: Volumen Muerto Embalse Ustunaccocha: V.U = 3´000.Volumen Útil Los resultados del balance hídrico mediante simulación. 100 .8.12 x 3. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. A.8 Marzo 72.E = 0. = 0.11 m2 Evaporación Media = 0. EVAPORACIÓN (mm) Enero 87.043 MMC Cuadro N° 7. COTA (msnm) Volumen (MMC) Área (ha) 3953 8.36581640 3971 30. 101 .308 m * 138.1 Noviembre -17.06 MMC.7 Agosto -40.5 Mayo -55.1.3 Julio -46. = 3.68 m2 = 42670.652.1.900 m Volumen Pérdida por Evaporación: V.50 m (Altura de la Represa) Volumen Total almacenar en la REPRESA = 3.6 Octubre -41.E = 0.52944 m2 V.3469855 TOTAL: 0.7 FUENTE: Elaboración Propia MES V. Microcuenca Ustuna Embalse Ustunaccocha Pérdida Neta Por Evaporación (M). Microcuenca Ustuna Embalse Ustucunaccocha pérdida neta por Evaporación (m).E.042670529 MMC V.E = 0.1 Abril -2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Área del Espejo de agua a nivel NAMO = 131.50 MMC Cuadro N° 7.0 Diciembre 18.118 MMC (NAMO) VOLUMEN ÚTIL DE LA PRESA USTUNACCOCHA: V.8 Setiembre -48.540.U.06 MMC ANEXO: Se presenta el computo del valor total de Vev = 0.0 Junio -56. B.00 MMC H = 23.8 Febrero 79. 20. una “avenida estándar de proyecto”. y luego se procedió a la determinación de la máxima avenida de diseño ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. con la exclusión de las combinaciones extremadamente raras” (Linsley – Franzini. se requiere de ciertos datos básicos como. El hecho de que exista una diversidad de métodos y procedimientos de cálculo para determinar los eventos extremos máximos. particularmente de los valores extremos. 10. sin embargo. Sin embargo. obras provisionales y de arte. debido a la extrema rareza de la avenida máxima probable. y que son asumidas como razonablemente características de la región geográfica en estudio. 25. puentes. precipitaciones máximas de 12 y 24 horas. definida como “la descarga que puede esperarse para la más severa combinación de condiciones meteorológicas e hidrológicas. para alcanzar el objetivo del Estudio: “proporcionar – entre otros criterios técnico económicos – los elementos de juicio hidrológicos necesarios.1. ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS 8.S. en base a información local y regional.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS VIII. para la toma de decisiones en el diseño de las obras hidráulicas previstas en la Irrigación Ccasanccay”. 102 . la avenida estándar de proyecto es el 50% de la avenida máxima probable parta el área. y a la experiencia. en forma global. 1000 y 10 000 años. 100. es probable que haya dado lugar a la no uniformidad de criterios en el estudio de los eventos máximos. 75. La microcuenca de la quebrada. Referencia Bibliográfica N° 6). la avenida estándar de proyecto. Usualmente. defensas ribereñas. se estableció el marco técnico – conceptual. etc. Corps of Engineers. impiden cualquier procedimiento arbitrario. 2012 – para el diseño del vertedero de la presa y las obras provisionales. no habrá sido excedida más que en un porcentaje bajo de las avenidas dentro de la región general. Como base de sus estudios. indica la magnitud y complejidad del problema. usa por ejemplo. 500. La no suficiente extensión de las series Hidrometeorológicas disponibles y la falta de garantía de los datos. se ha desarrollado el presente capítulo de Análisis de Máximas Avenidas. Introducción Los eventos extremos máximos – con una probabilidad de ocurrencia en función de la vida útil y el riesgo de falla de la obra – son la base para el dimensionamiento de diversas estructuras hidráulicas como presas. el U. En el Análisis de Máximas Avenidas de la quebrada. y datos de la geomorfología de la unidad hidrográfica. por ejemplo una presa (pérdida de vidas y de la propiedad urbana y/o rural). bocatomas. Los complejos problemas sociales y económicos que se derivan por el colapso de una obra hidráulica. El objetivo es calcular el caudal máximo (instantáneo) para diversos intervalos de tiempo: 5. no dispone – como la mayoría de cuencas en el país – de mayor información hidrometeorológica mínima necesaria para el análisis de eventos extremos máximos. además de la oposición de criterios y resultados que supone la consideración de los elementos primordiales ligados al proyecto de toda obra: seguridad y economía. la serie de descargas máximas diarias e instantáneas. se denomina COMPLEJO HIDROLÓGICO SUELO – COBERTURA.. uso del terreno y su tratamiento. 8 y 9). las influencias de la superficie y de los horizontes del suelo deben ser incluidas. al incorporar los efectos del almacenamiento del cauce.Grupos Hidrológicos de Suelos Las propiedades de un suelo se constituyen como factor esencial en el proceso de generación del escurrimiento a partir de la lluvia y por lo tanto.2.. lo cual conduce a tomar en cuenta dos velocidades: VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN. que es la velocidad con la velocidad con la cual el agua penetra en un suelo por su superficie y es controlada por sus condiciones exteriores. Marco Teórico para el Análisis de Máximas Avenidas El marco teórico para el Análisis de Máximas Avenidas de la quebrada. los suelos deberán ser clasificadas por medio de un parámetro hidrológico: la velocidad de infiltración mínima obtenida para el suelo desnudo (sin vegetación) después de estar mojado suficiente tiempo.Introducción El Método SCS fue desarrollado en 1982.1. 8. El Método es utilizado para la estimación de la lluvia en exceso ocasionada por una tormenta. 8. lo constituye el Método del Hidrograma Unitario del U. 8. de manera que un alto valor de CN producirá gran escurrimiento y viceversa. Además. Las fuentes de consulta fueron: CHEREQUE.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS para diferentes períodos de retorno por el Método del Hidrograma Unitario del Soil Conservation Service (Método SCS). En el Método SCS.2. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.S. y es la consolidación de diversos procedimientos. SOIL CONSERVATION (Método SCS). desarrollos posteriores permiten aplicarlo a cuencas medianas. y VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN. se aplica principalmente en los estudios de avenidas máximas en cuencas sin aforos. ILRI y JOHNSON (Referencias Bibliográficas N° 7. y se designa con las letras CN. inicialmente para estimar avenidas e hidrogramas de avenidas de cuencas pequeñas.2. 103 . a una combinación específica de suelo. El valor de CN es un parámetro hidrológico de una cuenca o zona determinada e indica el potencial para generar escurrimiento cuando los suelos no están congelados. que es la velocidad con la cual el agua se desplaza en el suelo y es controlada por los horizontes del mismo.2. es un indicador del potencial de escurrimiento del suelo y base de clasificación del SCS. Se utilizan cuatro grupos principales de suelos. Grupo B Suelos con moderadas velocidades de infiltración cuando están mojados. menos profundos que los del Grupo A y lo es menos profundos o menos compactos que el del grupo A. con drenaje medio. El grupo tiene una baja velocidad de infiltración. tiene una infiltración media superior después de haberse mojado completamente. El grupo incluye la mayor parte de las arcillas que más aumentan de volumen al mojarse. Grupo C Comprende los suelos poco profundos y los que tienen mucha arcilla y coloides (que constituye un estrato que impide el flujo del agua). Constituyen la mayor parte de los suelos arenosos. obtenidos según el aporte de escorrentía directa después de haberse mojado e hinchado y sin cobertura protectora de la vegetación. Grupo A Con el potencial de escurrimiento mínimo. inferior a la promedio después de la saturación. en conjunto. estos suelos tienen altas velocidades de transmisión de agua. Son suelos de textura fina. aunque menos que el grupo D. C. 104 . y consisten principalmente de suelos con cantidades moderadas de texturas finas a gruesas. Grupo D Son los suelos con el potencial de escurrimiento mayor. A. pero también incluye algunos de los suelos poco ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. D. tienen bajas velocidades de infiltración cuando están mojados. El grupo. B. tienen muy bajas velocidades de infiltración. Son suelos que tienen altas velocidades de infiltración cuando están mojados y consisten principalmente de arenas y gravas profundas con poco limo y arcilla (también incluye a loes muy permeables) con bueno a excesivo drenaje.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS El parámetro Velocidad de infiltración descrita. Uso del terreno. aumenta la retención total. arrope y humus o mantillo y el barbecho (suelo desnudo).). 8.) plantado en surcos separados. embalses. si estos son semejantes (A y B. etc. se aplica principalmente a los usos agrícolas del terreno e incluye las prácticas mecánicas (contorneo o terraceo) y las prácticas de manejo (control del pastoreo o la rotación de cultivos).. Por otra parte.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS profundos con subhorizontes casi impermeables cerca de la superficie. tomate. La idea es que cuanto más un uso de la tierra o un tratamiento. en tales casos se acostumbra combinar el grupo menor con el predominante. si en una cuenca el 90% de sus suelos pertenecen al grupo A y el 10% restante al grupo D. techos. La pérdida ocasionada por el escurrimiento se compensa por la reducción de la transpiración. el número CN se obtiene por interpolación. Tratamiento del terreno. pues de no ser así puede incurrirse en graves errores: por ejemplo. que será utilizada en el siguiente cultivo. incluye cualquier tipo de vegetación. etc.3. 105 . si se requiere utilizar sub grupos. se puede indicar que dos grupos semejantes de suelos podrán ser combinados si uno de ellos abarca menos del 3% del área. Usos y Tratamientos en los terrenos cultivados Barbecho: Es un uso y tratamiento agrícola del terreno con un alto potencial de escurrimiento debido a que el suelo se mantiene sin vegetación para conservar la humedad. es la cobertura del terreno o cuenca. pantanos. de manera que la mayor parte de la superficie del suelo es expuesta al impacto de la lluvia durante la época de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. así como los usos no agrícolas como son aguas superficiales (lagos. Cultivo en surco: Es cualquier campo de cultivo (maíz.) y superficies impermeables (caminos. y tanto más descenderá en la escala de producción de las avenidas. Como regla práctica general.2. Con frecuencia uno o dos grupos de suelos predominan en una cuenca y otros cubren sólo una pequeña porción. B y C ó C y D). la mayoría del escurrimiento producido por una tormenta provendrá del grupo D y englobar a tales suelos en el grupo A causará una seria subestimación del escurrimiento. etc. presentan el nivel freático alto y permanente.Clases de Usos y Tratamiento del Suelo La evaluación de un uso o tratamiento se hace con respecto a sus efectos hidrológicos. A. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS desarrollo de dicho cultivo. Los surcos siguen la mayor pendiente del terreno. su propósito es mejorar la textura de la tierra.. o combinaciones. como maíz o trigo únicamente.1. Rotación buena: Generalmente contienen alfalfa. de manera que la superficie del suelo no está expuesta al impacto de la lluvia. etc. pasto u otros cultivos como legumbres que se siembran juntas. reducir la erosión o prever un abastecimiento anual de algún cultivo. lino). Rotación de Cultivos Son las secuencias planeadas de cultivos. Los tratamientos de terreno son los que se aplican a cultivos en surco. Respecto a los tratamientos o prácticas agrícolas Cultivos en hileras rectas (Surcos rectos): Es un tipo de práctica de cultivo que es llevada a cabo sin tomar en cuenta la magnitud de la pendiente del terreno. aumentar la infiltración y mantener la fertilidad del suelo. cebada. C. para mejorar la textura y aumentar la infiltración. excepto los tratamientos en surco cuando la siembra es al voleo. se obtuvieron usando datos de cuencas experimentales con taludes de 3 a 8%. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. granos pequeños y barbecho. Granos pequeños o cereales finos: son plantados en surcos próximos (trigo. Cultivos por líneas de nivel (Surcos en curvas de nivel): Es un tipo de práctica agrícola que es llevada a cabo siguiendo el control general del terreno. B. Los tratamientos del terreno usados en los cultivos en surco son también aplicados en esta cobertura. esta cobertura puede brindar protección al suelo por un año o más. y sus combinaciones). trébol.las buenas rotaciones aumentan la infiltración y las malas la disminuyen – son evaluadas en términos de sus efectos hidrológicos como sigue: Rotación pobre: Usualmente contienen cultivos en surcos. 106 . Los números que se dan en el Cuadro N° 8. El cultivo en surco puede ser plantado en surco recto o en surcos en contorno (siguiendo las curvas de nivel) y en rotaciones pobres o buenas. excepto durante un corto tiempo en la época de siembra. Legumbres o rotación de pradera: Son cultivos plantados en surcos juntos o al voleo (alfalfa. hidrológicamente las rotaciones varían de “pobres a buenas” en proporción de la cantidad de vegetación densa en tal rotación . lo que destruye el arrope. distinguiéndose tres tipos: Bosque pobre: tienen excesivo pastoreo.4. E. El porcentaje de área cubierta (o densidad) y la intensidad del pastoreo se estiman visualmente. La PRADERA PERMANENTE es un campo con pasto en continuo desarrollo. Praderas naturales o pastizales La pradera natural (pastizal) en las cuencas puede ser evaluada por medio de tres condiciones hidrológicas del pasto natural o pastizal. corresponden a terrazas con pendiente y con los extremos abiertos. Clases de bosques Igual que en las rotaciones y la pradera natural.. protegido del pastoreo y generalmente segado para obtener heno. de manera que el suelo siempre está cubierto de arrope y arbustos. pueden tener escaso mantillo o arrope y generalmente están protegidos completamente del pastoreo. ver el Cuadro N° 8. mayor es el volumen de escorrentía directa que puede esperarse de una tormenta. formando complejos hidrológicos suelo – vegetación.2.Combinaciones hidrológicas de Suelo – Vegetación A. Bosque bueno: Protegidos contra el pastoreo. Los datos del Cuadro N° 8. el uso y las clases de tratamientos. árboles pequeños y broza. Curva Número para diferentes combinaciones de suelos En el Cuadro N° 8. que se queman regularmente. la clasificación de los bosques. se combinan los grupos de suelos.1. el cuadro se ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cultivos en terrazas: Es la práctica consistente en construir bordos o combinaciones de bordo – zanja para controlar el escurrimiento en el terreno. Bosque regular: Tienen poco pastoreo pero no se queman.1. 8. es el límite superior de las cuencas cubiertas con pasto. Los números muestran en una escala de 0 a 100. D. Cuando más elevado es el número.2. 107 . se ha realizado con respecto a sus efectos hidrológicos y no en base a su producción de madera. el valor relativo de los complejos como productores de escorrentía directa (curvas de escurrimiento). . es decir. 8.U. Condición precedente La cantidad de agua precipitada en un período de 5 – 30 días. y las condiciones que se producen en la cuenca con respecto al escurrimiento potencial son llamadas condiciones precedentes. La geometría del hidrograma unitario es mostrada a continuación: Donde: R = Retardo entre el centro de la precipitación efectiva y el caudal pico (Horas) D = Duración del incremento unitario de precipitación efectiva (horas) Tp = Tiempo pico (horas) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. precediendo a una tormenta importante es llamada precipitación precedente. son para la condición media de la cuenca. se presenta cuando ha llovido mucho o poco y han ocurrido bajas temperaturas durante los 5 días anteriores a la tormenta.3 – B.1 y 8.Definición de parámetros Básicamente el método consiste en estimar un hidrograma triangular unitario sintético a partir de las características físicas de la cuenca y un perfil de precipitación efectiva. y el suelo está casi saturado.E. cuanto mayor es la precipitación precedente. las cuales convolucionan para producir un hidrograma compuesto de la avenida.S Forest Service en áreas de bosques y pastizales en el occidente de los E. para la condición casi saturada.A. pero no hasta el punto de marchitamiento. C. un promedio de las condiciones que han precedido a la ocurrencia de la avenida máxima anual en numerosas cuencas.2.3 – A. esta es la condición que presentan los suelos de una cuenca en que los suelos están secos. Condición III. Debido a las dificultades para determinar las condiciones precedentes producidas por la lluvia de los datos normalmente disponibles. mayor será el escurrimiento directo que ocurre en una tormenta dada.U.3 muestra los números obtenidos por el U. II.5. Los números de los Cuadros N° 8.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS preparó en parte usando datos de cuencas aforadas con suelo y vegetación conocidos. las condiciones se reducen a los siguientes tres casos: Condición I. Condición II. En general. el caso promedio para avenidas anuales. B. de N. y cuando se harán o se cultivan bien. 108 . Curva Número en áreas de bosques y pastizales El Cuadro N° 8. los del Cuadro N° 8. Ia.08 S)2/∑ Pi + 20. a partir de Tablas elaboradas por el US – SCS o por calibración. partiendo de una precipitación efectiva para determinado período de retorno y comparando el resultado con el valor de la avenida calculada por el análisis de frecuencias para el mismo período. S es la máxima retención potencial en pulgadas. la del tipo I correspondiente a tormentas convectivas y la de tipo II a tormentas frontales. La estimación de CN es un paso importante del método. son la longitud y pendiente del curso principal en Km y % respectivamente.67)/(13. ROI. dato obtenible con un simple pluviómetro.08 S mm.208 * Roi * A) /Tp Donde A es el área de la Cuenca (Km2) Rp = (L0. está dada por la siguiente expresión: ∑ ROi = (∑ Pi – 5. La escorrentía acumulada R. Se consideran dos tipos de perfil de dicha precipitación (Gráfico N° 6.67 Tp Qp = (0. Para obtener el perfil real de la tormenta en cualquier punto basta multiplicar la precipitación total de 24 horas por las ordenadas del perfil seleccionado.5) Donde L e I. en mm.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tb = Tiempo base (horas) Qp = Caudal pico del hidrograma unitario para una duración D (m3/seg) Además existen las siguientes relaciones: D = 0. El Método SCS asume que la escorrentía es producida por la precipitación efectiva. es el incremento de escorrentía entre períodos sucesivos. luego de descontar las pérdidas por la abstracción inicial “Ia” y por las pérdidas continuas “F” durante el resto de la tormenta. es el Número de curva típica.32 S ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.1). De esta manera pueden calcularse avenidas para diferentes períodos de retorno. La precipitación utilizada en el método es aquella con duración de 24 horas. S = (1000/CN) – 10 (pulgadas) CN. La escorrentía se inicia cuando la precipitación excede a la abstracción inicial. Es aconsejable – cuando se cuenta con información suficiente – estimar dicho valor a partir de una calibración.4 R Tp = R + (D/2) = 3 D Tb = 2.8 * (S + 1)1. En general. 109 . por su influencia sobre el resultado final. es decir.9 * I0. el caudal pico calculado por el Método SCS corresponde al período de retorno de la precipitación utilizada para su aplicación. asumiéndose que Ia = 5. 2.1. puede adoptarse avenidas de diseño menores”. causaría graves pérdidas. con poco riesgo para la vida humana.40 0.. La Precipitación máxima probable Refiere El Consultor que “la AMP será consecuencia de la ocurrencia de la precipitación máxima probable (PMP).60 0.6. que también determinará el volumen de agua que escurrirá durante ese acontecimiento”. disminuyendo la intensidad con la distancia”. es más que nada una decisión política. “Cuando los posibles daños se limitan a aspectos materiales. obteniéndose una PMP puntual de 24 horas para la región de 900 mm.2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde: ∑ Pi es la precipitación acumulada hasta el incremento de tiempo i.2.00 8.. principalmente en términos de vidas humanas”.33 0..6.20 0.67 1 0. El incremento de escorrentía entre el período i + 1 será entonces: ∑ ROi = ∑ ROi +1 – ROi El caudal pico del hidrograma que comienza en el período i será igual a: Qpi = ROI * 0.Generalidades Se determinaron las Avenidas Máximas Probables. 8. “el nivel de protección a darse. expresados como una proporción de Q.6.Estudios Anteriores 8. Este valor es para el punto de máxima intensidad de la tormenta.80 0. Por “la escasez de los datos hidrometeorológicos requeridos – en los trabajos de la Primera Fase – se optó por el método estadístico de Hershfield.Avenidas Máximas Probables Se calculó la “A venida Máxima Probable” (AMP). que como se ha definido – para una sección determinada “es la que puede darse bajo la combinación de las condiciones más severas físicamente factibles en la región”.208 A /Tp Los puntos intermedios del hidrograma se obtienen a partir de la geometría del hidrograma triangular. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.2. y las Avenidas de Alta Frecuencia. 110 . A. TIEMPO EN UNIDADES DE “D” 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Descarga Q/Qp 0 0. “Es de importancia considerarla en el diseño de una presa cuando la destrucción de ésta. E. como regla general se usan valores de C menores que 100 en zonas áridas.U. el volumen de la AMP.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS “En particular. El volumen de la avenida máxima probable ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.2. B.U. mayores que 100 en regiones húmedas”. “Un coeficiente C igual a 100 en la fórmula. La descarga pico El caudal pico fue “tratado con un enfoque simplificado mediante la fórmula de Creager”: q = 46 * C * Ar – 1 Siendo: r = 0. AMP. corresponde a la curva envolvente de las más grande avenidas acaecidas en los E. B.1.894 * A-0. interesa obtener para cuenca contribuyente la PMP media de 48 horas. Monsalve. que depende del tipo de cuenca. se necesita principalmente: La descarga pico. 700 Características de las avenidas máximas probables Refiere El Consultor. e inversamente. 111 .66 PRECIPITACIÓN PROBABLE MAXIMA 24 HR 48 (mm) HR(mm) 485 B. y la forma del hidrograma”. “que pocas crecientes en el mundo han alcanzado un coeficiente C = 100”. indica al respecto. para la generación de la AMP”. entonces para el río Ustuna se obtuvo: Río Ustuna Precipitación Máxima Probable de 48 Horas sobre el Sitio de Presa Ustunaccocha SITIO DE PRESA ÁREA (km2) USTUNACCOCHA 24.048 Donde: Q = descarga pico (pies3/seg/milla2) A = área de cuenca (milla2) C = coeficiente de Creager. que “para definir a una avenida máxima probable. 8. “fue estimado con una velocidad media de traslación a lo largo del cauce según el tipo de cuenca con los criterios de Nemec. 30.3. 112 . y añadiendo un volumen adicional de 40% del anterior. La forma del hidrograma Para la construcción del hidrograma. obteniéndose los correspondientes hidrogramas. se “calculó a partir de la PMP en 48 horas.3. se estimaron avenidas de cierta frecuencia de ocurrencia en los distintos sitios considerados”.5 * Tp Se consideraron curvas de recesión típicas”.6 * Tc + D/2 como Donde: Tp = tiempo hasta la descarga pico (hr) Tc = tiempo de concentración (hr) D = duración de exceso de precipitación (hr) El tiempo de concentración.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS El volumen de la AMP. El tiempo base se tomó 3.  Fuente: Elaboración Propia.66 100  Incluye el volumen de la avenida precedente. considerando pérdidas por retención de cuenca de 3 mm/hr. Se asumió una duración de exceso de lluvia ligeramente inferior a 48 horas (46 hr). B. “para la construcción de estructuras transitorias y/o cuya destrucción ocasionaría daños limitados. Para la cuenca del río Ustuna. puede aceptarse mayor riesgo.798 Avenidas de Alta Frecuencia Refiere EL CONSULTOR que. El flujo base no fue considerado como significativo para su inclusión en el hidrograma”. se obtuvo entonces la siguiente AMP: Río Ustuna Avenida Máxima Probable sobre el Sitio de Presa Ustunaccocha SITIO DE PRESA AREA km2 C Creager Pico de la AMP m3/seg Ustunaccocha 24. y. El tiempo base fue estimado con la expresión del Bureau of Reclamation: Tp = 0. “se utilizó la información sobre picos y volúmenes de las AMP. A tal fin. adicionalmente el tiempo hasta la descarga pico desde el inicio de la precipitación y el tiempo de base del hidrograma. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. para la avenida antecedente. a su vez.436 Volumen de la AMP* (MMC) 12. Mediante el modelo EXTREM. 8. requiere – como se ha indicado en el marco teórico – de los siguientes pasos: a) Análisis de la precipitación máxima en 24 horas.3. Se aptó por los registros de Allpachaca.Máximas Avenidas en Microcuenca Ustuna. Se efectuó. 8.4).00 Km 2). Análisis de Frecuencia de la Precipitación Máxima en 24 Horas En el desarrollo del presente Estudio al 2012. se dispuso de información de precipitación máxima en 24 horas de las estaciones Allpachaca y Cuchoquesera. con el objeto de disponer de valores para diferentes períodos de retorno. se recurrió a “método comparativo para inferir valores estimados de las avenidas por cuenca para distintas frecuencias. 1 en 25 años y 1 en 50 años para dichas cuencas”.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Por limitaciones de información hidrometeorológica.. Se estudió la relación que guardaban con el valor de C las AMP. y considerando los mecanismos climáticos generadores de avenidas son similares con los se encuentran en las unidades hidrográficas en cuestión. tomados de la Base Hidrometeorológica Ex PERCH (Referencias N° 1). se llevó a cabo el proceso estimativo de avenidas de frecuencia de 1 en 10 años. el análisis de la precipitación máxima en 24 horas de la estación Allpachaca (Cuadro N° 8. observándose que había gran coincidencia para frecuencias iguales entre ambas cuencas. El factor de ajuste por número de mediciones en las estaciones y por el tamaño del área es aproxidamente igual a uno (LINSLEY. b) Elección del valor de la Curva Número CN. “El análisis se basó en estimar el coeficiente C de Creager para las avenidas de distinto período de retorno en punto de represamiento y punto de captación. 24. base para el cálculo de los caudales máximos de diseño.4. Referencia Bibliográfica N° 10).1. se identificaron – de un total de 10 – las 5 distribuciones teóricas a las que presentan mayor adaptación los registros de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 113 . por el Método SCS La aplicación del Método del Hidrograma Unitario Sintético del Soil Conservation Service (Método SCS). 25. por su cercanía al Área de Estudio. c) Cálculo de las avenidas e hidrogramas de diseño para diversos períodos de retorno.4. ver Cuadro N° 8. y por su mayor longitud de registro (30 años) con respecto a Cuchoquesera (10 años). y sección de control de la captación. Esta proporcionalidad se trasladó a las pequeñas cuencas del estudio para el cálculo de las avenidas respectivas”.66 Km2. período 1964 – 2012. tomando como base las evaluaciones de frecuencia de avenidas para la unidad hidrográfica más pequeñas tratadas en la Primera Fase del Estudio de Factibilidad (Punto de control de la represa Ustunaccocha en el río Ustuna. ANA (referencia Bibliográfica N° 11). 8.6. En la visita de campo.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS precipitación.17. 2010”. se hizo en base a las características del complejo suelo – cobertura de la cuenca y de la experiencia en altitudes y áreas de topografía y cobertura similares en estudios anteriores en presas en la región Ayacucho. elaborado a partir del reporte el Extrem. La estación del Pampa de Arco CN = 80. correspondiendo un mejor ajuste a la distribución Log Normal – 2 (Orden R = 1). Elección de la Curva Número CN La elección de la Curva Número (CN). obtenidos de la cartografía disponible: = 24. 114 . con los valores de precipitación máxima en 24 horas para diferentes períodos de retorno determinados.7 se presenta para la microcuenca Ustuna. CN = 75. el detalle de cálculo se muestra en los Cuadros N° 8. con: Humedad Antecedente: II. se asumió CN = 77. Por tales razones.02 % En el Cuadro N° 8. Es necesario mencionar que el Número de Curva (CN) se estimo a partir de mapas temáticos de cobertura vegetal y tipo de suelo hidrológico.6. 8. Ver Cuadro N° 8.8 a 8. los caudales máximos instantáneos de diseño para diferentes períodos de retorno obtenidos. lo que permite suponer las siguientes condiciones para el Río Ustuna: Humedad Antecedente: II. el mismo que – editado – se presenta en el Cuadro N° 8.5. se pudo identificar superficies impermeables y mayor cobertura vegetal. asimismo con apoyo de Sistema de Información Geográfica y la extensión Hec-Geo HMS se estimó los parámetros hidrológicos a partir de las características de la cuenca. Grupo de Suelos: C y Cobertura Vegetal: Mala. Avenidas e Hidrogramas de Diseño Establecido un valor de CN = 75 para Ustuna. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.66 Km2.5. en el “Estudio EVALUACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIALES EN LA CUENCA DEL RÍO PAMPAS. se optó para Ustuna. Para aplicar los métodos de cálculo de máximas avenidas se determino las características topográficas de los cauces y las subcuencas. para los caudales máximos de las quebradas de cruce del Canal del río Cachi (Ustuna “Alto Pampas”: 24. CN = 73 y Sondondo: 176 Km2.466 Km Pendiente Media S = 6. se aplicó el Método SCS. y los parámetros geomorfológicos respectivos.66 Km2 Área de Microcuenca A Longitud de Cauce Principal Lcp = 11. un valor de CN = 75. Grupo de Suelos: D y Cobertura Vegetal: Media. CN = 73). Vicos: 31 Km2. Números de las Curvas de Escurrimiento para las diferentes Combinaciones Hidrológicas Suelo – Vegetación (Cuencas en Condiciones Ii.00 72.399 22.523 31.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS De los Cuadros precedentes. C y T = Terrazas a Nivel ESTUDIO HIDROLÓGICO 90 92 Pág.10 CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS (m3/seg) 10.90 48. C = Por Líneas de Nivel.302 Cuadro N° 8.69 54. 115 . T = Terrazas.335 11.597 15.50 77. se resumen – para el diseño de las obras provisionales y el vertedero de la represa Ustunaccocha – las dos series siguientes: Microcuenca Ustuna Caudales Máximos Instantáneos en el Sitio de Presa Ustunaccocha Método SCS DESCRIPCIÓN DE OBRA PROVISIONALES VERTEDERO PERÍODO RETORNO (años) 10 20 50 100 500 1 000 PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS (mm) 46.2 S) USO DEL SUELO Y CUBIERTA BARBECHO CULTIVO EN HILERAS GRANOS PEQUEÑOS LEGUMBRES TUPIDAS O ROTACION DE PRADERA TRATAMIENTO O METODO SR SR SR C C CyT CyT SR SR C C CyT CyT SR SR C C CyT CyT PRADERA O PASTIZAL C C C Pradera permanente Bosques (Lotes de Bosque) CONDICION PARA LA INFILTRACION Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Buena Mala Regular Buena GRUPO HIDROLOGICO DEL SUELO A B C D 77 86 91 94 72 81 88 91 67 78 85 89 70 79 84 88 65 75 82 86 66 74 80 82 62 71 78 81 65 76 84 88 63 75 83 87 63 74 82 85 61 73 81 84 61 72 79 82 59 70 78 81 66 77 85 89 58 72 81 85 64 75 83 85 55 69 78 83 63 73 80 83 51 67 76 80 68 79 86 89 49 69 79 84 39 61 74 80 47 67 81 88 25 59 75 83 6 35 70 79 30 58 71 78 45 66 77 83 36 60 73 79 25 55 70 77 59 74 82 86 72 82 87 89 CASCOS RANCHOS CAMINOS REVESTIDOS PAVIMENTOS 74 84 SR = Hileras Rectas. E Ia = 0.1.20 63.149 35. tiene pastoreo ligero.2 S) VEGETACIÓN GRUPO HIDROLOGICO DEL SUELO CONDICIÓN HIDROLÓGICA A B C D Mala ----------- 90 94 97 Buena ----------- 84 92 95 Regular ----------- 77 86 93 Mala ----------- 81 90 -------- Buena ----------- 66 93 Regular ----------- 55 66 Mala ----------- 80 86 Buena ----------- 60 73 Regular 50 60 Mala 87 93 Buena 73 85 Regular 60 77 HERBACEA ARTEMISA ROBLE – TIEMBLO JUNIPERO ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Fuente: Cuadro N° 7. la cubierta vegetal cubre 2 del 50 al 75% del área REGULAR PRADERA BUENA. e Ia = 0. e Ia = 0. Números de las Curvas de Escurrimiento para los Complejos Suelo A. la cubierta vegetal cubre más del 3 75% del área BUENA Cuadro N° 8.1. 116 . CHEREQUE (Referencia Bibliográfica N° 7). Buena 26 52 62 69 V. no tiene pastoreo excesivo. Mejor 15 44 65 61 GRUPO HIDROLOGICO DEL SUELO B. tiene pastoreo excesivo.3. (Para cuencas de condiciones III de las cuencas. Cuadro N° 8.U.U. Mala 46 68 78 84 III. Clasificación de la Pradera Natural (Pastizal) CONDICIÓN HIDROLOGICA CLASE DE PRADERA Y CONDICION VEGETATIVA PRADERA MALA. la cubierta vegetal cubre menos 1 del 50% del área POBRE PRADERA REGULAR. Área de Bosque y Pastizales en el Estado de E.E. Bosques Comerciales o Nacionales (Para condiciones II de las cuencas. La Peor 56 75 86 91 II. Media 36 60 70 76 IV.2 S) CLASE DE LA CONDICIÓN HIDROLÓGICA A B C D I.2. 2 12 2004 25. Precipitación Máxima Anual en 24 Horas (Ppmax 24h.4 8 2000 19. CHEREQUE (Referencia Bibliográfica N° 7).1 9 2001 38.3 3 1995 22.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Fuente: CUADRO N° 7.0 15 2007 29.2. Cuadro N° 8.9 5 1997 23.4.5. Proyecto Riego Ccasanccay 2012 Estación Chiara Altitud 3400 msnm 1 1993 PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HR (mm) 31 2 1994 30.0 Estación Chiara Precipitación Máxima en 24 Horas Para Diferentes Períodos de Retorno Período de Retorno (años) 2 Precipitación Máxima 24 HR (mm) 26 5 31 10 34 25 38 50 41 100 44 200 46 500 50 1000 53 Cuadro Nº 8.3 14 2006 26. 117 .7 6 1998 23. Estación de Allpachaca Altitud: 3600 MSNM ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.5 13 2005 27.4 4 1996 27.3 AÑO 11 2003 30.0 10 2002 27.9 7 1999 24. Precipitación Máxima en 24 Horas (Ppmax 24h.6 54.6 16.488 s = 0.9 48. 118 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS PERÍODO DE RETORNO (Años) PRECIPITACIÓN MÁXIMA 24 HR (mm) 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 18.7 1975 1976 1977 1978 20.320 Precipitación Máxima en 24 Horas para diferentes períodos de Retorno (PR) PERÍODO DE RETORNO (PR) AÑOS Precipitación Máxima 24 HR (mm) 10 20 25 50 75 100 200 500 1000 46.149 g= -0.6.6 35.7 28.) Estación Quinua Altitud: 3260 msnm.1 58.4 72.0 48.0 65.6 1979 1980 1981 1982 51.4 40.0 26. Estación Pampa del Arco Altitud: 2761 msnm.7 49.4 22.5 63.1 Cuadro Nº 8.6 40. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.5 77.2 34.8 37.4 Parámetros Estadísticos De La Distribución Log Normal De Tres Parámetros: U = 1.0 36.0 29. 6 16.1 40.6 32. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.4 31.9 14.6 23 18.2 39 28.4 40.5 34.5 31 30.8 20.7.1 21.5 29.2 35 34.4 27.6 16. Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Precipitación Máxima de 24 Hr (mm) Pampa del Luricocha Huanta Quinua Arco 20 40.6 23.4 43.7 26 32.3 27.6 29 30.6 18.2 26.1 23.3 35.8 20.6 29.9 23.2 14.8 10.1 24.1 24.6 16.4 28 25 37.5 18 31.3 24.5 24.2 40.1 29.2 21.2 27.5 26 31.3 30 49. Rayusca Altitud: 3755 Msnm y San Miguel Altitud: 2661 msnm.5 44. Estación Huanta Altitud: 2628 msnm.9 38 12.4 44. 119 .2 20.1 42.4 26.9 30.8 25.8 30.2 22 25.8 41.2 42 29.6 32 30.7 24 47.1 19.1 22.5 27.1 36.5 19.9 23.2 13.8 40 38.4 24.6 21.1 46.2 29 23.3 18.8 30 41 26 27.8 20. Estaciones Andamarca Altitud: 3490 msnm.4 29.8 29.5 19. Los Libertadores Altitud: 3710 msnm.6 27.5 30.5 21.5 26.3 33.9 30.2 19.5 23.4 32.3 28.9 29.1 26.8 25.6 38.5 18.2 27.5 18 18 17.7 30.1 26.6 28.5 19.9 34 Cuadro N° 8.8 19.6 22.7 21 34 22.2 23 30.3 25.8 21.7 33.2 23.9 30.1 26.9 32.1 18.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Estación Luricocha Altitud: 2625 msnm.4 55.9 19.9 16 20.6 27 27.7 46. Prueba de Ajuste para la distribución en las Subcuencas Principales ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.8. 120 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Análisis de Frecuencia de la Precipitación Máxima en 24 horas 5 distribuciones teóricas de mejor ajuste Modelo Extrem Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad La estimación de las precipitaciones máximas en 24 horas para diferentes periodos de retorno. Cuadro N°8. ha sido cuantificada aplicando las distribuciones estadísticas Extremo Tipo I – Gumbel y Pearson Tipo III. se muestran en el cuadro 8.8 (Anexo I Información Hidrométrica). Los resultados y prueba de la bondad del ajuste CHI Cuadrado. 8. Para aplicar los métodos de cálculo de máximas avenidas se determino las características topográficas de los cauces y las subcuencas.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS FUENTE: Estudio Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Pampas – ANA – ALA MINISTERIO DE AGRICULTURA. Características Físicas de las Subcuencas Húmedas. 121 . las cuales se muestran en el Cuadro N°8. se ven afectados por las variaciones temporales y especiales que se presentan en los ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.9. El escurrimiento superficial y la descarga concentrada en los cauces. las avenidas para fijar las descargas de diseño de un gran número de estructuras. Cuadro N°8. asimismo con apoyo de Sistema de Información Geográfica y la extensión Hec-Geo HMS se estimó los parámetros hidrológicos a partir de las características de la cuenca. Para aplicar los métodos de cálculo de máximas avenidas se determino las características topográficas de los cauces y las cuencas.9 (Anexo III Información Hidrométrica). es una disciplina que se preocupa principalmente de tres características de los caudales de un río: Lo volúmenes mensuales y anuales disponibles para el almacenamiento y utilización. y los períodos de estiaje que limitan la utilización del agua de las corrientes. asimismo se calculo algunos parámetros hidrológicos a partir de las características de la cuenca. Características Físicas de las Subcuencas Es necesario mencionar que el Numero de Curva se estimo a partir de mapas temáticos de cobertura vegetal y tipo de suelo hidrológico. Eventos Hidrológicos Extremos La Hidrología.7. . es la descarga que puede esperarse para la más severa combinación de condiciones meteorológicas e hidrológicas. Toma de Fondo. La máxima Avenida. 2012. con la exclusión de las combinaciones extremadamente raras” (Linsley – Franzini. puentes. Aliviadero de Demasías. Los complejos problemas sociales y económicos que se derivan por el colapso de una obra hidráulica. la avenida estándar de proyecto. 8. El hecho de que exista una diversidad de métodos y procedimientos de cálculo para determinar los eventos extremos máximos. 122 . tales como la cercanía de la Cordillera de los Andes al Océano Pacífico. En el Perú. etc. El presente capítulo trata del estudio de los Eventos Extremos Máximos y Mínimos en el río Ustuna – que no posee registros – en la zona de captación del Proyecto “SISTEMA DE RIEGO EN LAS LOCALIDADES DE CCASANCCAY”.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS fenómenos hidrológicos. Sin embargo. el US. Corps of Engineers.Eventos Extremos Máximos: Marco Teórico Los eventos extremos máximos – con una probabilidad de ocurrencia en función de la vida útil y el riesgo de falla de la obra – son la base para el dimensionamiento de diversas estructuras como presas. una “avenida estándar de proyecto”. que son asumidas como razonables características de la región geográfica en estudio. Usualmente. y el desplazamiento de los centros de alta presión en el Atlántico. obras provisionales y de arte. Referencia Bibliográfica N° 6).7. como elemento básico que origina el escurrimiento.1. defensas ribereñas. definida como “la descarga que puede esperarse para la más severa combinación de condiciones meteorológicas e hidrológicas. Como base de sus estudios. no habrá sido excedida más que en un porcentaje bajo de las avenidas dentro de la región general. la avenida estándar de proyecto es el 50% de la avenida máxima probable para el área. La variación temporal se presenta como un reflejo de las estaciones climáticas determinadas por la localización del país e influenciadas por los factores antes mencionados. debido a la extrema rareza de la avenida máxima probable. la presencia de las Corrientes de Humboldt y del Niño. estas variaciones vienen a ser un reflejo de las variaciones de la precipitación. bocatomas. Bocatoma y de las Obras Provisionales. impiden procedimiento arbitrario. con énfasis en los eventos Máximos para el Diseño Hidráulico de la Represa. indica la magnitud y ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. la variación espacial está influenciada por diferentes factores. usa por ejemplo. con la exclusión de las combinaciones extremas raras. por ejemplo una presa reguladora (pérdidas de vidas y de la propiedad urbana y/o rural). con una probabilidad que estará en función de la vida útil y el riesgo de falla de las obras. y que son asumidas como razonablemente características de la región geográfica en estudio. 500. 1000 y 10 000 años.7. para la toma de decisiones en el diseño de las obras hidráulicas previstas en el Proyecto. 20. se ha recolectado registros de Precipitaciones Máximas de 24 horas de la estación Allpachaca. En el Análisis de Máximas Avenidas de la unidad hidrográfica Ustuna. está enfocado en esta sección. serie de precipitaciones máximas de 12 y 24 horas. 2011 – para el diseño de la bocatoma y obras provisionales. A falta de información de caudales máximos instantáneos dentro de la zona de estudio. se estableció el marco técnico – conceptual. se ha desarrollo el presente capítulo de Análisis de Máximas Avenidas. Según el planteamiento hidráulico del proyecto. La microcuenca de Ustuna. debido a que esta estructura es la que deriva los caudales que transitan por el barraje proyectado cuando éste se encuentre niveles de agua variables. en base a información local y regional. sin embargo.1. 8.8.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS complejidad del problema. tomando como base la información pluviométrica disponible. además de la oposición de criterios y resultados que supone la consideración de los elementos primordiales ligados al proyecto de toda obra: seguridad y economía. Con este fin. Quinua. Los Libertadores y Huamanga del cuadro 8. se requiere de ciertos datos básicos como: la serie de descargas máximas diarias e instantáneas. La no suficiente extensión de las series Hidrometeorológicas disponibles y la falta de garantía de los datos.1. las estructuras afectadas por eventos extremos son: el barraje de la bocatoma.. es probable que haya dado lugar a la no uniformidad de criterios en el estudio de los eventos máximos. no dispone – como la mayoría de cuencas en el país – de mayor información hidrometeorológica mínima necesaria para el análisis de eventos extremos máximos. 100. y luego se procedió a la determinación de la máxima avenida de diseño para diferentes período de retorno por el Método de Hidrograma Unitario del Soil Conservation Service (Método SCS).Criterios para el Análisis de Avenidas ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. en forma global. y a la experiencia. Por consiguiente. el análisis de máximas avenidas. 50. En general el objetivo es calcular el caudal máximo (instantáneo) para diversos intervalos de recurrencia: 5.5 al cuadro 8. 10. para alcanzar el objetivo del Estudio: “proporcionar – entre otros criterios técnico económicos – los elementos de juicio hidrológicos necesarios. 123 . y datos de la geomorfología de la cuenca. particularmente de los valores extremos. Tambillo. 25. se ha recurrido a metodologías indirectas de estimación de máximas avenidas. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS  Dado que la planeación y el diseño se refieren a eventos del futuro, cuyo tiempo de ocurrencia o magnitud no pueden predecirse, debemos recurrir al estudio de la probabilidad o frecuencia con la cual un determinado caudal o volumen de flujo pude ser igualado o excedido.  Para la elección del período de retorno en el diseño de estructuras hidráulicas, deben intervenir diversos de la obra, los potenciales daños aguas abajo en caso de falla y la probabilidad de que la avenida de período de retorno Tr sea igualada o excedida durante el período sobre el que se planificó el Proyecto. A esto se le denomina el riesgo “R” y está expresado por: R = 1 – (1 – (1/Tr)) N Dónde: Tr = Período de retorno utilizado N = período de vida del proyecto Así, avenidas con período de riesgo de retorno de 1,000 y 10,000 años tendrán una probabilidad o riesgo, de ser excedidas o igualadas en un período de 50 años, igual a 4.9% y 0.5% respectivamente.  La selección del nivel de probabilidad apropiado para un diseño, es decir, el riesgo que se considera aceptable, depende como se ha indicado de condiciones económicas y políticas, diseñar para el 10% o caudal con 10 años de período de recurrencia, representa aceptar un riesgo calculado. Si el análisis hidrológico es correcto, el sistema será ocasionalmente insuficiente.  La alternativa de diseñar contra evento peor posible que pueda ocurrir, es generalmente tan costosa que se puede justificar solamente cuando las consecuencias de una falla son especialmente graves.  Se indican los siguientes aspectos para el diseño hidráulico de la estructura de evacuación en represas o vertedero de demasías, y se aceptan o consideran válidos para orientar la elección del período de retorno en el diseño de la estructura de captación. Tipo de estructura, Vida útil de la obra (Vida económica) y Riesgo por pérdidas de vida.  El período de retorno de la Máxima Avenida, obedece a un riesgo permisible de ocurrencia durante la vida útil del proyecto. Este riesgo permisible está en función de dos factores: Seguridad y Economía. 8.7.1.2.- Métodos de Predicción de Avenidas o Descargas de Diseño ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 124 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Se citan algunos métodos de predicción de descargas (Referencia N° 9), enumerados en orden ascendente de precisión y según los elementos que intervienen en los cálculos: Métodos Basados en Experiencias Profesionales Basados únicamente en la apreciación profesional de un Ingeniero experimentado que ha medido descargas y trabajado largos años en lugares similares a su aplicación. No puede ser trasmitido ni es práctico en zonas con características muy variables donde no se tenga mayor experiencia. Métodos Basados en Clasificaciones y Diagnóstico Se clasifican muchas cuencas que poseen datos de descargas y precipitación. Se agrupan las cuencas con descargas similares y de una determinada zona geográfica. Luego se relacionan las características de la cuenca por estudiarse con la de los cuadros y por simple apreciación en tablas se define una descarga probable, se consideran obsoletos. Métodos Basados en Reglas Empíricas Pretende reemplazar la experiencia mediante “reglas” empíricas. Es un complemento de los métodos basados en experiencias profesionales y permite cierta transmisión de experiencias. No es confiable. Métodos Basados en Fórmulas Simples Hay un total de 116 fórmulas registradas (Ven Te Chow, 1962). Las fórmulas varían por el número de variables que incorporan. Son de uso regional y requieren la selección – por juicio – de coeficientes. Son útiles como referencia y áreas pequeñas (El Método Racional se basa en una fórmula de este tipo). Métodos Basados en Ábacos y Tablas Reemplazan las fórmulas, simplificando los cálculos; muchas veces los simplifican demasiado y no toman en cuenta suficientes variables. Son muy prácticos cuando se desarrollan para áreas homogéneas y donde se tiene que calcular descargas en forma repetida. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 125 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Métodos Basados en Observaciones Directas Estos métodos requieren un cuidadoso estudio de la cuenca, las características hidráulicas de los cauces y datos hidrológicos confiables. Es preciso, pero muchas veces impracticable por la gran cantidad de datos requeridos. Métodos Basados en Correlaciones Múltiples Estos métodos se basan en el análisis de correlaciones múltiples de importantes variables hidrológicas y variables geomorfológicas. Los resultados se presentan en ábacos. Tienen una apreciable utilidad una vez calibradas las ecuaciones. Requiere de un manual detallado para su utilización. Métodos Basados en Hidrogramas. Son los métodos más completos puesto que permiten predecir también volúmenes. Requiere datos referenciales de hidrogramas registrados en cuencas en la región o información afín (Ejemplo: Método del Servicio de Conservación de Suelos S.C.S – USA). 8.7.2.- Cálculo de Eventos Extremos Máximos en el Río Ustuna en el Punto de Interés Para la determinación de los caudales en el río Ustuna, se ha seguido la siguiente secuencia:  Revisión de Estudios Anteriores a nivel regional, en los que se haya tratado eventos extremos máximos, y que pudieran servir para orientar, estimar y/o comparar los resultados obtenidos por la metodología elegida para el río Ustuna.  Análisis estadísticos de la Precipitación Máxima en 24 Horas de la Estación Allpachaca, representativa de la zona del Proyecto Ccasanccay – Previamente ajustadas para las nacientes del río Ustuna – y determinación de la Precipitaciones Máximas en 24 Horas para distintos períodos de retorno, necesarias para la aplicación del Método Indirecto SCS.  Cálculo de Avenidas por los Métodos Indirectos SCS: El Método de Temez y el Método del Hidrograma Unitario Sintético del Soil Conservation Service (U.S. Departament. Of Agriculture), permite estimar avenidas para diferentes períodos de retorno a partir de datos de precipitaciones máximas. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 126 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 8.7.2.1.- Revisión de Eventos Extremos en Estudios Anteriores Estudio de Avenidas: PN – PMI Debido a que los datos analizados no son máximas instantáneas; la avenida de frecuencia de 100 años que es la que se usa para el diseño de las obras, fueron afectadas por un factor de corrección. Se multiplicó por un factor que, de acuerdo a la variabilidad de las descargas máximas que pueden ocurrir en cada cuenca, se estimó en 1.1 para el río Ustuna y en 1.9 para las otras quebradas, ya que en estas es más probable que los eventos máximos respondan a la ocurrencia de una sola tormenta por presentar un área de cuenca más pequeña esperándose una relación mayor entre el máximo instantáneo y el máximo promedio. En base al Método PN – PMI, para la cuenca del río Ustuna – punto de captación – y con un área de 24.66 Km 2, le correspondería un caudal máximo probable de 4.00 m3/seg y un caudal máximo instantáneo de 8.00 m3/seg, para un período de retorno de 100 años. Análisis de descargas extremas – ONERN ONERN, para el análisis de descargas extremas, efectuó un estudio estadístico de las descargas máximas anuales ocurridas en los ríos Cachi, Chacco y Apacheta para determinar los períodos de retorno de máximas avenidas. El análisis de frecuencia de avenidas fue efectuado según el método propuesto por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los E.E.U.U de N. A., para ello se utilizó la serie de descargas máximas anuales, para determinar los períodos de retorno de máximas avenidas. El cálculo de la curva de frecuencia fue realizado analíticamente, usando momentos de las transformadas logarítmicas, expresadas en términos de la media, M (primer momento), desviación estándar, s (segundo momento) y coeficiente de sesgo, g (tercer momento); las ecuaciones correspondientes son las siguientes: M = ∑X/ N S2 = ∑ x2 /N – 1 = ∑X2 – (∑X)2 /N / N – 1 g = N ∑ x3 / (N – 1) (N – 2) S 3 = N2 ∑X3 – 3 N ∑ X2 + 2 (∑X)3 /N (N – 1) (N –2) S3 La curva de frecuencia de máxima probabilidad, en función de la media, desviación standard y el coeficiente de sesgo, s determinó mediante la siguiente ecuación: Log Q = M + K * S Donde: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 127 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS K = porcentaje de excedencia (desviación estándar de la media). Con el objeto de disponer de los elementos de juicio que coadyuvaran en la evaluación de los problemas de inundaciones y al análisis técnico económico para la selección de sitios de aprovechamiento y de obras de defensa, ONERN realizó el estudio de descargas máximas asociadas a diferentes períodos de retorno, utilizando la ecuación de Creager para determinar una envolvente de las descargas máximas en función del área. En Base al Método ONERN, para el río Ustuna, con la respectiva área: A = 24.66 Km2, se obtiene – proyectando – los siguientes valores de descargas máximas o avenidas para 10, 25, 50, 75 y 100 años de período de retorno: Q10 = 6.524 m3/seg Q25 = 8.127 m3/seg Q50 = 11.738 m3/seg Q75 = 13.544 m3/seg Q100 = 15.770 m3/seg Q1000 = 31.171 m3/seg. Convertidos a descargas máximas instantáneas (multiplicándolos por un factor 1.3): Q10 = 8.481 m3/seg Q25 = 10.565 m3/seg Q50 = 15.259 m3/seg Q75 = 17.607 m3/seg Q100 = 20.501 m3/seg Q1000= 40.522 m3/seg 8.7.2.2.- Análisis Estadístico de la Precipitación Máxima en 24 Horas La información empleada ha sido los datos de Precipitación Máxima en 24 Horas anuales de la Estación Allpachaca – controlada por el SENAMHI, Junín y previo ajuste, en este caso aumentadas (+ 20%), para las nacientes del río Ustuna, de mayor altitud y mayor precipitación – obtenida a partir de los registros de Precipitación Total Mensual en 24 Horas (mm) para el período 1964 – 1993 (Cuadro N° 7.2). Dichos valores se ajustaron a las distribuciones de Gumbel Tipo I y Log normal, determinándose las Precipitaciones Máximas en 24 Horas para diversos períodos de retorno (5, 10, 25, 50, 75, 100, 200, 500 y 1000 años), mediante la siguiente expresión: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 128 los resultados deberían ser tomados con la reserva del caso. Alto Pampas. β = Parámetros de escala y localización que caracterizan a la Distribución de Gumbel.7. Información Hidrológica Se realizó el análisis de frecuencias a partir de los registros de precipitaciones máximas en 24 horas provenientes del SENAMHI. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.2. Andamarca.1 A.5 muestra los valores de Precipitación Máxima en 24 Horas. la cual fue adecuada y procesada para el ámbito de las siguientes SUBCUENCAS: Vinchos. Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad La estimación de las precipitaciones máximas en 24 Horas para diferentes períodos de retorno. para completar las estaciones con períodos cortos de registros. Torobamba. y Sondondo. se muestran en el Cuadro N° 8. La información corresponde a las estaciones Pampa del Arco (Huamanga).MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS PME = β – (1/α) * Ln (-Ln (1 – 1/T)) Dónde: PME = Precipitación Máxima Esperada (mm) α.1 y 4.2.7.2.2. Cachi.2. Rayusca. por ello los valores de 200. 129 . 8. Tambillo. Los datos utilizados tienen una longitud de 15 años a 45 años.8 (Anexo Información Hidrométrica). Ustuna. Medio Pampas. Quinua. ha sido cuantificada aplicando las distribuciones estadísticas Extremo Tipo I – Gumbel y Pearson Tipo III. esto significa que para períodos de retorno mayores a 100 años. información que se presenta en los Cuadros N° 4. Los Libertadores. Debido a que las estaciones del SENAMHI presentan cortos períodos de registros se utilizo información climatológica satelital diaria del sensor TRMM 3B – 42 (Tropical Rainfall Measuring Mission). Allpachaca.1. Los resultados y prueba de la bondad del ajuste CHI Cuadrado. T = Período de retorno El Cuadro N° 8. 8. resumen de los parámetros estadísticos y de distribución respectivos. Paico y San Miguel. Chungui. 500 y 1.000 se consideran como estimados o referenciales. y los valores de precipitación para diferentes períodos de retorno. 7. A continuación se detallan criterios que deben ser considerados para definir el período de retorno en las obras de captación. Cochas. En este caso se utilizo el método del Soil Conservation Service (SCS) para calcular las pérdidas y la transformación lluvia – caudal por el método del hidrograma unitario de Clark.3.7.  Factores económicos..5.Características Físicas de las Subcuencas Húmedas Para aplicar los métodos de cálculo de máximas avenidas se determinaron las características topográficas de los cauces y las cuencas.Criterios para Selección del Período de Retorno El intervalo de retorno está definido como el período promedio de tiempo en el que vuelve a suceder el mismo evento con las mismas características de volumen y duración. que cuenta con información histórica de precipitación total mensual.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 8.7.2..Modelo Precipitación – Escorrentía con el HEC – HMS Este modelo desarrollado con el programa HEC – HMS 3.2. Huanta.2. Allpachaca.Resultados La Quinua.  Consecuencia en caso de falla. y  Ubicación de la estructura (por ejemplo sí aguas debajo de la estructura se ubican poblaciones y/o áreas residenciales). 8. Estos criterios se basan en:  Tipo y magnitud de la estructura.4.1. 50. 20. 8.3. Es necesario mencionar que el Número de Curva se estimo a partir de mapas temáticos de cobertura vegetal y tipo de suelo hidrológico. Luricocha. El registro de la información incluye años húmedos y secos en el período de 1966 – ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Se considero para el análisis los meses de enero. asimismo se calcularon algunos parámetros hidrológicos a partir de las características de la cuenca. El HEC – HMS suministra 10 métodos para calcular las pérdidas de precipitación y 7 métodos para la transformación lluvia – caudal. febrero y marzo. puesto que estos meses presentan mayor variación en el comportamiento de la precipitación. estimado para los siguientes períodos de retorno. 8. Pampa del Arco. a partir de una lluvia intensa para ese período. Cuchoquesera y Tambillo. Los Libertadores. sirvió para determinar el caudal máximo... 75 y 100 años. 130 .2.7.4. 2.2. De acuerdo a las propiedades de los datos observados. se hace un resumen de las siguientes distribuciones que se utilizaron para el análisis de frecuencias de la variable precipitación.Análisis de Máximas Avenidas en la Microcuenca Ustuna en los Puntos de Interés del Represamiento – Captación – Afianzamiento Hídrico Con fines de dimensionamiento de la sección de control en el punto de interés en la Unidad Hidrográfica. 20. Río Sondondo (Estación Hidrométrica Huasapampa) y el Río Pampas (Estación Marcelino Serna) con el cual se procedió a efectuar el análisis de frecuencias. los cuales permiten inferir el volumen de precipitación máxima diaria para períodos de 10. 50. Se efectuó unos análisis basados en los métodos de Gumbel Tipo I.Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad de los datos de Caudales Máximos La estimación de caudales máximos del rio Ustuna se realizara para la parte media de la unidad hidrográfica Ustuna en el lugar Ustunaccocha en donde se ubica la bocatoma en la margen izquierda del río denominado anteriormente. 8. correspondientes a la distribución de Gumbel Tipo I fueron adoptados para la obtención de los caudales en los puntos de interés.. 75 y 100 años para calcular las intensidades máximas de precipitación. por presentar el menor error de estimación. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. asociados a una probabilidad de ocurrencia. los criterios considerados en la selección de funciones de distribución han sido las siguientes:  La función es continua y definida por valores positivos.7. se han determinado los caudales máximos en las diferentes secciones de interés del estudio.6. 131 . Los resultados de la estimación de precipitaciones máximas en 24 horas. pero para estos cálculos se eligieron los años húmedos de esta manera se halla la probabilidad de ocurrencia de precipitación.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 92. En el Cuadro N° 8.8 se presenta los Caudales Máximos Anuales para las Unidades Hidrográficas.7. Log Normal y Log Pearson III Parámetros. Dentro de las funciones teóricas de probabilidad Aleatorias Continuas. 8.7.  Distribución Log – Normal de Parámetros  Distribución Pearson Tipo III  Distribución Extremo Tipo I – Gumbel  Distribución Log Pearson 3 Parámetros.. mediana y moda coinciden  f(x)  0 Si la variable x.  El extremo inferior es ilimitado. forzando a una media cero y varianza unitaria y se considera la variable estandarizada como: t X U  Reemplazando en (1) obtenemos: t P(t )  P(T  t )  ESTUDIO HIDROLÓGICO 2 1 e t 2 .dt 1/ 2  (2 )  Pág. Función de Distribución de Probabilidad Normal de 2 Parámetros Se dice que una variable tiene una distribución normal. es estandarizada. cuando su función de densidad de probabilidades está representada por la siguiente ecuación: P ( x)  1  (2 ) 1 e  ( X U ) 2 2 2 ……(1) 2 Donde: P(x) = Función de densidad de probabilidades U = Media de la población σ = Desviación estándar de la población Esta función tiene las siguientes características:  Es acampanada y simétrica  La variable es continua  Los valores son consecutivos e independientes  La media.  La curva de densidad es asintótica al eje x  La forma básica es de tipo acampanada. 132 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS  El extremo inferior debe estar limitado por unos valores positivos. 133 . Función de Distribución de Probabilidad Log-Normal Parámetros de 2 Si los logaritmos.y 2 Dónde: Uy = Media de los logaritmos naturales de la variable x σy = Desviación estándar de los logaritmos naturales. donde “a” es el límite inferior. = Parámetro de forma: desviación estándar de los Ln (X-a) a = Parámetro de posición: límite inferior. E = Base de los logaritmos naturales.y. La función de distribución de densidades de probabilidades se expresa de la siguiente manera: 1 P ( x)  e X .(2 )1/ 2   Ln ( X  a ) Uy  2 2.y 2 Donde: P(x)= Función de densidad de los logaritmos de (x-a). también conocida como variable estándar.y. tal que Uy = Parámetro de escala: media de los logaritmos. así la Log-normal de 3 parámetros nos representa la distribución de los logaritmos de la variable reducida (X-a). de una variable x son distribuidos normalmente. entonces la variable x será distribuida logarítmicamente normal. La función de densidad de probabilidades está dada por: 1 P ( x)  e ( X  a ).(2 )1 / 2  ( LnX Uy ) 2 2. Ln x.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde P (t) es función de la distribución acumula de la distribución normal para la variable estandarizada t. Función de Distribución de Probabilidad Extremo Tipo I ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Función de Distribución de Probabilidad Log-Normal Parámetros. de 3 Así como la distribución Log-normal representa la distribución normal de los logaritmos de la variable x. X . Esta distribución supone también que los valores de Xi son independientes e idénticamente distribuidos con una distribución tipo exponencial. entonces la variable se distribuirá como una log-Pearson tipo III. es usado para series máximas. Si sustituimos Y = ( Lnx ) y reemplazamos (5). es la siguiente: P( X )  e e   ( x ) Dónde: α = Parámetro de concentración β = Es una medida de tendencia central Su función de densidad de probabilidad se expresa como: P ( X )   . 134 .e  ( X  )      Donde: α. La función de probabilidad acumulada. de una variable X son distribuidos como una Pearson tipo III. a medida que n crece indefinidamente. valores de Xi. β = Parámetros a ser definidos y es la función gamma. con una función de densidad de probabilidad que tiene la siguiente forma: 1  LnX    P( X )     . se obtiene: P( X )  y  1 .e  ( LnX  )       Donde: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.e  y    La cual representa la función de parámetro gamma de un parámetro. Función de Distribución de Probabilidad Log-Pearson Tipo III Esta distribución nos dice que si los Lnx.       1 . Esta distribución de límite inferior mayor de n.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La distribución Tipo I (Gumbel).e  ( X   )  e  ( X  )  Función de Distribución de Probabilidad Pearson Tipo III La función de distribución d densidad de probabilidad de la distribución Pearson Tipo III es de la forma: 1  X   P( X )     .       1 . ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. En la estimación de parámetros se debe tener en cuenta las siguientes propiedades:  Que sean estimadores consistentes. Fisher. δ = Son parámetros de escala. forma y colocación. el método de máxima verosimilitud es el más apropiado para la estimación de los parámetros.A.dx  Método de Máxima Verosimilitud El método de máxima verosimilitud desarrollado por R. Método de Momento El método de momentos utiliza la ecuación general para el cálculo de los momentos al rededor de la distribución.  Que sean eficientes.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS α.  ))   i 1 d ( ) 0 Resulta una ecuación simple para una distribución de en términos de K’s. Estimación de Parámetros de las Funciones de Distribución de Probabilidad En la estimación de los parámetros de las funciones de distribución de probabilidad. De acuerdo a estas propiedades. Para m parámetros existirá m ecuaciones. Esta función es maximizada haciendo la primera derivada de Ln K con respecto a igual a cero. la ecuación es la siguiente:  X Ur  r p( x). de uso más común son las siguientes:  Método de Momentos  Método de Máxima Verosimilitud. 135 . está basado en la función de verosimilitud L. y resolviendo la ecuación resultante para:  d ( LnK )  d ( )  n  Ln( f ( Ki.  Que sean estimadores insesgados. β. propuso una ecuación general.Y. Ven te.0(Anexo VII – Gráficos). Las distribuciones de probabilidad que se utilizaron para el análisis de frecuencias correspondieron a la Distribución Log-Normal de 2 Parámetros. asintóticamente Normal y eficientes bajo consideraciones generales. que puedan servir de base para el diseño. N. prevención de desastres. m2 1/ 2 Xt = Magnitud del evento para un período de retorno dado U = Media poblacional estimado por momento muestral. pueden resolverse de la forma generalizada. es la determinación de caudales máximos del río Sondondo para diferentes períodos de retorno. aplicable a todas las funciones seleccionadas de distribución. Mc Graw Hill Company. El método es completamente numérico. Determinación de Caudales Máximos para diferentes Períodos de Retorno El objetivo principal. la cual es relacionada con el período de retorno (T). se presenta el histograma de frecuencias. 8. propuso la siguiente ecuación general: Xt  U  K . ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. en la Figura N°7. m1 = Desviación Standard estimado por momento muestral. en función de su media u. Handbook of Applied Hydrology. Factor de Frecuencia Se ha demostrado que la mayoría de los modelos probabilísticos aplicables al análisis hidrológico. Xt  u  K .1 se presenta los caudales máximos anuales para el rio Sondondo (Estación Huasapampa) con el cual se procedió a efectuar el análisis de frecuencias. En el Cuadro N°7. Distribución Pearson Tipo III y Distribución Extremo Tipo I – Gumbel. modelamiento de tránsito de avenidas en ríos y planificación hidrológica entre otras. m2. dimensionamiento de infraestructura hidráulica..2.7. CHOW. Donde: o Xt  m1  K . Para cada distribución existirá una relación entre el período de retorno y el factor de frecuencia.8. desviación estándar σ y un factor de frecuencia k. aplicable a muchas distribuciones de frecuencia. CHOW.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los estimadores de máxima verosimilitud son consistentes. 136 . cuyos resultados para los periodos de retorno de 20. 50.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS K = Factor de frecuencia. Ayacucho. 8. El cuadro 6.1.7. Elección del valor de CN Para las Microcuencas del Chacco y Cachi (El componente de Mejoramiento y ampliación de infraestructura de riego es el componente central del Programa que se orienta a la producción y productividad del agua) se ha definido un valor de curva numero de (CN= 80). Para la Microcuenca del Yucaes el número de Curva de (CN =80) que se ha obtenido en los trabajos de Consultoría que se vienen utilizando en las obras de arte como Puentes y otras obras hidráulicas.2.6 muestra los parámetros morfológicas y del Hidrograma unitario de la Microcuenca considerada. Cálculo De Avenidas En Río Ustuna: Método Deterministico De Temez Y El Método Indirecto Del Hidrograma Unitario Sintético US SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS). 100 y 200 años se muestran en el Cuadro N°7.2 (Anexo VII – Gráficos). este valor ha sido obtenido como un valor ponderado el Numero de Curva mediante un modelo de regionalización entre Junín. Apurímac y Huancavelica para cuencas medianas. que se utilizaron para el análisis de descargas máximas anuales fueron la Distribución Log-Normal 3P. que corresponde a un uso de suelo tipo pradera o pastizal. a. 137 .1 (Anexo VII – Gráficos). que es función del período de retorno y los parámetros de la distribución. fue procesada mediante el Programa Hyfran y las funciones teóricas de probabilidad. La información utilizada proviene del Cuadro N°7. De acuerdo a las ecuaciones indicadas anteriormente se obtiene los caudales máximos para diferentes periodos de retorno para las ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.9. Descripción del Método SCS b. Aplicación del Método SCS Se han tenido en cuenta en la aplicación del método las siguientes consideraciones: b. Distribución Extremo Tipo I – Gumbel y Distribución Pearson Tipo III. Prueba de Bondad de Ajuste de Funciones de Distribución de Probabilidad La prueba de bondad de ajuste utilizado fue el Test del CHI Cuadrado. con una condición hidrológica mala y a un grupo de suelo tipo D. El error que se comete al trabajar con un Hidrograma triangular esta por el lado de la seguridad. Qmax. En el cuadro 6.  Ha orientado la elección de este valor CN= 75.7. se aplicó el Método SCS del Hidrograma Triangular sintético para la unidad hidrográfica sin registro del río Yucaes. se presenta los caudales específicos máximos para diferentes periodos de retorno. el proceso seguido en la determinación de los caudales máximos de diseño (determinación del Hidrograma Unitario en base a las características morfológicas de la cuenca) del proyecto. dado que el triangulo se distribuye una cantidad de escurrimiento en un intervalo de tiempo más corto que en el Hidrograma curvilíneo. de la cual para condiciones Hidrológicas pobres y grupo de suelo C se obtiene para CN un valor de 75 que se emplea en el Estudio.3 – A. b.  Para asignar el valor de CN se ha consultado el Cuadro Nº 7. Avenidas e Hidrogramas de Diseño Seleccionado el valor de la curva (75).2. utilizando los valores de precipitación máxima para diferentes períodos de retorno (Cuadro Nº 11. Soil Conservation Service. es estimado con la siguiente expresión: Es la escorrentía superficial total que es producto de la precipitación efectiva (P) y es estimada con la siguiente relación: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. que permite el cálculo de avenidas máximas para diferentes periodos de retorno a partir de las lluvias máximas de 24 horas.8. cuyos resultados se muestran en el Cuadro 6. Caudal de la Sección de Control o Descargas Máximas Método de Temez Para el cálculo del caudal de diseño o descarga máxima se ha utilizado el método de Hidrograma del U. El caudal máximo.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Microcuencas del Chacco y Cachi. 138 .S.5) y la característica de la Microcuenca. El método consiste en estimar un Hidrograma unitario sintético triangular a partir de la cuenca y un perfil de precipitación efectiva. Los componentes de Hidrograma Unitario son los siguientes: Donde: R = Tiempo de retardo [horas] = Tiempo de Concentración [horas] D = Periodo de lluvia neta [hora] = Tiempo al pico [horas] = Tiempo después de pico [horas] = Tiempo base del hidrograma [horas] De las diferentes relaciones que recomienda la literatura para estimar D. que será estimado a partir de la siguiente fórmula: Donde: = Tiempo de concentración [horas] = longitud del curso principal en [Km] i = Pendiente medio del rio [m/m] Con las expresiones anteriormente descritas. depende de los factores que determinan el complejo hidrológico suelo – vegetación y es determinada a partir del cuadro Numero de Curva (CN). 139 . se consideran aceptables y válidos los valores de eventos extremos máximos en el río Ustuna – punto de Represamiento y captación – para ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. se calcula los caudales máximos de crecida para la microcuenca de interés En consecuencia.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS El Numero de Curva (CN). se adopta la forma de Sokolovski Donde es el tiempo de Concentración. s.m] Máx Min [Km] Pendiente del río [m/m] Ls Tiempo Concentración [h] 3.20 D [h] [h] 2.35 3. Q =18.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS referenciar el diseño de la bocatoma y obras provisionales del Proyecto Ccasanccay.93 4510 3950 3. Desarenador con aliviadero y canal de limpia Tipo Riego Presurizado con un caudal de Diseño de 600 lt/seg.39 3.25 8.17 1. Area No.24 5.73 2.25 1.14 9. Cuadro 8. Diseño Hidráulico de la bocatoma de barraje tipo tirolesa.345 0. Diseño hidráulico de la bocatoma nueva de barraje Fijo.00 6.51 2. Proyecto Área PERIODO DE RETORNO (Años) km2 5 10 25 50 100 200 500 1000 1 Represamient o 6.85 3.20 1.n. 140 .70 3. Bocatoma de Barraje Fijo.10: PARÁMETROS MORFOLÓGICOS Y DEL HIDROGRAMA UNITARIO EN LOS PUNTOS DE INTERÉS. Bocatoma Tipo Quebrada.31 9.05 3 Afianzamiento 1.85 m3/seg (bocatoma Chojehuaray – Afianzamiento Hídrico) Período de Retorno 25 años.45 8.06 2 Bocatoma 6.10 6.74 7.00 6.05 0.08 Cuadro 8.09 1 Represamiento 6.93 1.60 5. Con un caudal de diseño del canal tipo entubado de 30 lt/seg.21 Q = 4.60 4610 3912 11.10 m3/seg (bocatoma Ustuna) Periodo de retorno 50 años.01 6.12 2. Q = 2.07 3.40 3 Afianzamiento 1. Proyecto [ ] Altitud [m.67 0.40 2.59 8. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.30 4.76 3.40 m3/seg (Aliviadero de Demasías) Período de retorno 1000 años.20 4610 3920 11.91 1.70 2.11: CAUDALES DE DISEÑO PUNTOS DE INTERÉS DE LA CUENCA SECCIÓN DE CONTROL DE REPRESAMIENTO Y PUNTO DE LA SECCIÓN DE CONTROL DE DERIVACIÓN No .20 2 Bocatoma 6.47 0. Desarenador con aliviadero y canal de limpia Tipo Riego Presurizado.20 4. Sección Rectangular Lateral y diseñar una rápida y poza disipadora de energía aguas debajo de la rápida. con el objeto de garantizar su funcionamiento en las condiciones de sequias extremas en ambos sectores de Riego.2. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.090 m3/seg en el período de análisis indicado.Eventos Extremos Mínimos en el Río Ustuna Se obtuvo la serie de caudales medios mínimos – para la determinación de los eventos extremos mínimos – a partir de los caudales medios mensuales generados para el río Ustuna. correspondientes al período 1964 – 2011.7. estos valores mínimos fluctúan de 0.. 141 . a continuación fueron sometidos a un análisis de frecuencias. obteniéndose de este modo para diferentes períodos de retorno los caudales mínimos siguientes: Estos valores mínimos de caudales mensuales han de servir de marco de referencia para la elección de los caudales para el diseño de las estructuras de captación del Proyecto Ccasanccay. asignándole a cada caudal una probabilidad y el proceso de cálculo en el Cuadro N° 8.10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 8.12.050 a 0. Finalmente los caudales mínimos fueron ajustados gráficamente a la distribución teórica acumulada de valores extremos Gumbel Tipo III. .81 m/seg2). TRANSITO DE AVENIDAS INTRODUCCIÓN El tránsito de avenidas en vasos (APARICIO.  El vertedero.n.  El vertedero. g = aceleración de la gravedad (9. L = longitud del vertedero (m).1. rectangular. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. la ecuación de continuidad: I – O = dV/dt Donde: I = gasto de entrada al vaso O = gasto de salida del vaso dV/dt = variación del volumen almacenado en el tiempo o bien. 9.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS IX. tiene la fórmula es la siguiente: Qt = (2/3) * (2 * g) 0.5 * L * H3/2 Qt = C * L * H3/2 Donde: Qt = gasto teórico (m3/seg). fijar el NAME (nivel de aguas máximas extraordinarias) y las dimensiones de las obras de desvió y ataguías. entre 100. En el tránsito de avenidas en vasos se usa. la cota sería 3966. el tránsito permite conocer la evolución de los niveles en el vaso. C= coeficiente de vertedero (con un valor de 2). H= altura o columna de agua sobre la cresta del vertedero. a descarga libre y de cresta roma. en este caso. Referencia Bibliográfica N° 14). se diseñaría para evacuar las avenidas máximas laminadas correspondiente a un período de retorno. PR.s. en diferencias finitas: 9. 142 . es un procedimiento que sirve para determinar el hidrograma de salida de un presa dado hidrograma de entrada. se fija en el nivel del NAMO (nivel de aguas máximas ordinarias). Básicamente. los gastos por la obra de excedencias o vertedero.2.50 m.m. 500 y 1000 años.00 MMC).Consideraciones y Datos para el Transito Se asumieron las siguientes consideraciones para el tránsito de avenidas en el embalse Ustunaccocha:  La Cresta del cimacio del vertedero de desborde o aliviadero. como en la simulación de funcionamiento de vasos. permitiendo a su vez el dimensionamiento de esta estructura. El embalse se encuentra lleno. definido por el volumen útil estimado (3. 57 VOLUMEN ACUMULADO m3 0 175.11 140.  Los caudales de entrada Qi.3 muestran los Hidrogramas de Entrada y de Salida de los 3 caudales de diseño.1 a 7. Se utilizó el modelo Transito.15 35.48 H = 1.08 1.n.30 m3/seg Q PR 2000 = 39.1 se muestra la relación Altura – Área del espejo de agua del embalse.m).50 m3/seg Q PR 10 000 = 95.01 m. Embalse Ustunaccocha Resumen del Transito de Avenidas Longitud del Vertedero: L = 5 M PERÍODO DE RETORNO PR (años) 100 500 1 000 10 000 CAUDAL DE ENTRADA Qi (m3/seg) 22. 9. que usa un procedimiento de aproximaciones sucesivas para calcular el volumen y el gasto de salida en el intervalo i + 1.80 m3/seg  El intervalo de tiempo “Delta t”.57 Pág.52 31. respectivamente.850 ALTURA DE AGUA EN EL VERTEDERO H (m) 1.s.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los datos referidos al embalse Ustunaccocha son los siguientes:  En el Cuadro N° 9. 143 .650 35. coincidente con el NAMO (3560 m.n. con una altura H = 0. empleando el Método Numérico.15 m3/seg Q PR 1 000 = 35.30 95. son: Q PR 500 = 31.3. tiene el nivel 0.50 m (Por Criterio del Consultor) Los Gráficos N° 7. Río Ustuna Embalse Ustunaccocha Relación Altura – Área de Espejo de Agua/Volumen COTAS AREAS (msnm) 3912 3914 m2 35. como producto del tránsito efectuado.46 2.46 ESTUDIO HIDROLÓGICO VOLUMEN PARCIAL m3 0 175.260 15.s.00 m. se efectuó.34 1. en m y km2.575 17.59 hr.80 CAUDAL DE SALIDA Qs (m3/seg) 11.1. La cresta del vertedero. tiene una duración de 1. Cuadro N° 9.  Se asume una longitud de vertedero L = 5 m. para efectos prácticos del cálculo.m. Transito de Avenidas en el Embalse Ustunaccocha (Hidrogramas de Entrada y Salida) El tránsito de avenidas en el embalse Ustunaccocha. 497.59 3957 99.81 106.102.1 3 109.75 10.62 1.998.697.510.166.4 7 223.14 55.05 25.64 143.095.49 942.01 6.884.30 3959 3960 ESTUDIO HIDROLÓGICO 464.56 3955 90.647.049.125.01 2.957.45 4.00 6.454.037.75 438.47 56.2 9 144.758.621.33 25.032.065.787.442.74 265.602.619.4 3 133.847.78 199.4 3 484.495.51 64.429.26 43.621.83 3954 86.456.75 17.410.248.587.604.813.467.65 Pág.278.023.427.5 3 184.161.687.055.25 10.60 93.435.6 4 639.9 1 203.25 19.46 11.3 4 114.256.625.81 29.151.18 1.491.603.031.117.193.32 3958 104.46 38.281.937.1 7 176.86 1.125. 144 .34 49.71 21.54 2.981.30 14.791.09 1.55 34.59 3.58 45.382.15 344.865.060.77 664.15 35.398.56 544.83 638.710.20 797.254.97 3956 94.41 79.74 3944 63.60 3948 75.09 2.872.393.129.764.69 3946 69.040.185.963.92 1.351.25 3.06 98.444.355.910.394.4 5 213.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3916 3918 3920 3922 3924 3926 3928 3930 3932 3934 3936 3938 3940 3942 323.96 65.29 962.5 6 193.713.2 1 120.76 2.828.248. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS X. PLANEAMIENTO HIDROLÓGICO – HIDRÁULICO SEGÚN EL ESQUEMA HIDRÁULICO DEFINITIVO DEL PROYECTO SISTEMA DE RIEGO LAGUNA USTUNACCOCHA CCASANCCAY VINCHOS ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 145 . dependen del área de la subcuenca. Los ríos en la región Sierra se caracterizan por tener un régimen hídrico estacional. En el período evaluado el régimen pluviométrico se caracteriza por presentar las mayores precipitaciones por encima de los 3. La precipitación es la principal fuente de agua en esta zona. Los caudales de los ríos más importantes que se consideraran en cada Unidad Hidrográfica. Estos volúmenes de agua son variados. presentando solo algunos datos de la Unidades Hidrográficas en el ámbito de estudio. Las descargas se concentran durante la época de avenidas (Octubre a Marzo).1. 10.s. La información disponible ha sido usada para las estimaciones de caudales máximos en diferentes tiempos de retorno. Estos ríos se alimentan de numerosas quebradas – lagunas permanentes. Hidrología de la Microcuenca Ustuna El área de estudio cuenta con escasa información hidrológica. Los ríos mayores que entregan sus aguas en los puntos de su confluencia son: El río Apacheta. ya que en el caso de descargar la relación es mayor área de cuenca o de adaptación se incrementa el caudal en una cuenca.000 m.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 10. Normalmente durante los meses de Enero hasta abril las lluvias se extienden en forma transversal en toda la parte alta de la cuenca Cachi.n. 10.2. es decir que presentan volumen de agua cuando ocurren precipitaciones extremas. período durante el cual se estima que discurre del 70% al 80% del escurrimiento total anual. En época de estiaje esta agua provienen de los diferentes manantiales o puquiales y de la retención de escurrimiento subterráneo ubicados indistintamente en el área. La red de drenaje superficial a lo largo del eje longitudinal del río Ustuna escurre a dos tributarios del río Vinchos: El río Cachi y el río Mantaro. En general los ríos que entregan sus aguas al río Cachi son de régimen permanente. Chicllarazo y Vinchos. 146 . ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Los ríos de esta región se alimentan principalmente de las fuertes precipitaciones que ocurren durante el período de abundancia de agua (noviembre a abril).m. Series de Caudales Medios Para la elaboración del presente Estudio y especialmente para la calibración de Modelos Hidrológicos se analizaron los datos promedios mensuales para dos puntos hidrométricos proporcionados por ALA y SENAMHI tanto de Lima y Ayacucho. salvo algunas quebradas que confluyen y que son de régimen estacional y algunas de régimen esporádico. Oferta O Disponibilidad de la Microcuenca del Río Ustuna  Escorrentía Directa Mensual en millones de metros cúbicos (MMC). es decir se incrementan en la época de avenidas (Octubre a Marzo) y disminuyen considerablemente y muchas veces hasta tener valores de cero en los meses de estiaje.3. Precipitación (Pp) y Volumen (V) con persistencia del 75% hasta 80%. Balance Hidrológico (Oferta – Demanda). Coeficiente de Escorrentía es adimensional 0.66 Km2. /1000 Donde: V = Es el escurrimiento directo mensual expresado en MMC.  Cálculos correspondientes:  Área de la Microcuenca = 24. rendimientos de cuencas adyacentes. en años promedios que se han obtenido de un Modelo Hidrológico (lt/seg/Km2). A = Área de la cuenca en m2. A = es el área de la cuenca en Km2. Pp= Precipitación promedio anual en m.  Área del vaso de almacenamiento = 0. área de la microcuenca en Km 2.n.66 Km2.  Datos que son necesarios conocer: Precipitación mensual al 75% de persistencia. Cesc.m) 197 168 148 30 17 10 11 10 30 54 60 115 850 Pág.50. = Es el coeficiente de escurrimiento es adimensional. Fórmula aplicada para obtener el Escurrimiento Directo Promedio Anual (MMC): V = Cesc * Pp * A Donde: V = Volumen de escorrentía en m3.s.4. Á rea de la Unidad Hidrográfica 24.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Precipitación Mensual y Anual en mm. Datos de Precipitación Promedio Mensual Procedimiento de cálculo de la Oferta o Disponibilidad en la Unidades Hidrográficas de la Sierra para el diseño hidráulico de la represa Ustunaccocha. 147 de . Factor de escurrimiento mensual.      Fórmula aplicada para obtener el Escurrimiento Directo Mensual (MMC): V = Pp (75%) * Acuenca * Cesc. 10. C = Factor de escorrentía (Cuencas pantanosas y mayores de 5 Km2). ESTUDIO Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre HIDROLÓGICO Noviembre Diciembre TOTAL 125 125 125 20 14 9 10 9 25 40 36 76 614 (4265 m.1385 Km2 (NAMO)  Precipitaciones MESES QUINUA ESTACIÓN mensuales al 75% 3260 REPRESAMIENTO msnm USTUNACCOCHA Persistencia. área del vaso de almacenamiento en Km 2. 7 0.2875 2.03 0.00 Km2 (NAMO).5 0.6 0.6 5 0.5 5 0.5 5 0.051 0.5 5 0.7 5 0. 148 .64 5 Fuente: Elaboración Propia (MMC) 0.6 0.8 5 0.105 0.15 0.6 5 0.5 0.135 0.6895 0.5 0.0275 0.6 Estimación del Escurrimiento de Almacenamiento en el Vaso (Laguna Ustunaccocha) de la Represa.5 0.7 5 0. Área de Vaso de Almacenamiento o del Espejo de Agua = 5.) 0.7 0.72 Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Fuente: SENAMHI – MINAG Factores de Escurrimiento Recomendados para la Sierra Central Sur en forma mensual (Modelo Hidrológico): MESES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Promedio COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO MENSUAL (Cesc.588 0.592 0.5 0.5 5 0.5 0.7 0.8 0. PRECIPITACIÓN AL 75% MESES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Anual ESTUDIO HIDROLÓGICO (mm) 197 168 148 30 17 10 11 10 30 54 60 115 850 FACTOR DE ÁREA ESCURRIMIENTO DE VASO ESCURRIMIENTO (Km2) DEBAJO DE 0.5 5 0.075 0.7 5 0.025 0.5 5 0. 464 24. 992 m2. Determinación de los Caudales Medios Mensuales para un Año Promedio (Oferta). Volumen de escorrentía del Vaso de la Represa: 2.26 217.850 m (según el Estudio de Evaluación de Recursos Hídricos Superficiales en la Cuenca del Río Pampas y la Cuenca del Río Cachi). Diciembre 2010).30 98.66 271.008 24.66 98.m.3 3.66 419.008 24.M).n.64 24. Área de Cuenca: 24. área de la cuenca vecina.64 78.1. MESES RENDIMIENTO MEDIO MENSUAL (K) (LT/SEG/Km2) Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre ESTUDIO HIDROLÓGICO 13 17 11 11 7 5 4 3. Se toma en cuenta el Método por Analogía de la Cuenca Vecina”. Método Estocástico Deterministico de LUTZ.50 (Criterio del Consultor un valor más conservador). Volumen de Escorrentía de la Microcuenca: 6.096 24.66 172.66 320.102 24.N.62 138.66 123.72 MMC. 149 . Aplicando el Método de las Isoyetas el valor de la Precipitación Promedio Anual para la Microcuenca de Ustuna se obtuvo un valor mayor de 850 mm.64 78. Cuadro N° 6.s.664992 Km2 = 24´664.22 335.102 24. La Precipitación Promedio Anual = 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Volumen de escorrentía del Vaso de la Represa: 2.376 24. parámetros geomorfológicos.3 4 5 8 ÁREA DE RENDIMIENTO ESCURRIMIENTO CUENCA AL 80 % DE ESTIMADO EN PERSISTENCIA (lt/seg. Altitud de aforo o cota de Captación. altitud media de las cuencas.64 24. en la zona de la Microcuenca de Ustuna de 900 mm con la Altitud Media de la Cuenca 4265 m.38 65.72 MMC (Caudales de Escurrimiento Mensual). Factor de Escorrentía medio anual: 0.66 81.912 24.) ESTUDIO (LT/SEG) (Km2) 24.66 98.824 Pág..90 MMC en el punto de intersección de la Sección de Control de Regulación de la laguna.58 256. coeficiente de escorrentía.912 24.66 123. Criterio del Consultor en el punto de interés de la Boquilla de la Represa Ustunaccocha.66 197. donde se tiene que tener en cuenta las características de la unidad hidrográfica que tomamos como base la extrapolación de datos: Ubicación de la cuenca.38 65.66 271. Estimación del Escurrimiento de la Microcuenca del Riachuelo Considerando Hasta la Cota de Captación (4265 M.S.30 98.66 81.26 217. precipitación media anual.5. Dirección de Conservación y Planeamiento de Recursos Hídricos – AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUA (ANA) MINISTERIO DE AGRICULTURA PERÚ. 10.28 157.  Determinar los volúmenes de agua requerida actualmente en las áreas de riego de la microcuenca del Río Ustuna. por falta de estabilidad y debilitamiento de la base de sostenimiento. muestra de ello es que existe un desfogue aguas abajo a una cota de 0.6. Estudio Batimétrico Topográfico del Embalse Ustunaccocha 10.1. ubicada a una altura de 3948 msnm. 10.5 metros por debajo del nivel del espejo de agua..MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 10. Por su ubicación a una altitud de 3940 msnm y una región natural de Puna.. las que conforman una quebrada con dirección oeste este y pendiente variable entre 6 a 10%.Objetivos Los Objetivos perseguidos en el presente estudio son:  Determinar los volúmenes de embalse fósil.6. que viene a ser producto de un gran deslizamiento de la conformación rocosa ubicada a la margen izquierda de la misma. total y útil en las futuras condiciones de Operación de la Represa Ustunaccocha.6. 10. 2009). 150 ..2.Metodología Empleada ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. El resultado es la conformación de la cortina por pequeños y grandes bloques de rocas acomodadas al volteo naturalmente e impermeabilizados. La cortina se considera por observación directa. considerando las pérdidas hídricas en el sistema proyectado de riego y el efecto regulador de la represa Ustunaccocha. producto de un asentamiento.6. con incidencias mayores en los meses de Noviembre a Abril de cada año húmedo. alcanzando una temperatura de 24°C en el mes de noviembre. La temperatura varía entre – 5°C en los meses de junio a julio. teniendo una precipitación anual acumulada promedio de 960 mm (Ex PERC – Ayacucho. La impermeabilización que ofrece la laguna es relativa. La laguna está ubicada entre dos cerros conformados por basamentos rocosos a base de material volcánico tobaceo.  Establecer el balance hídrico entre las disponibilidades de la microcuenca del río Ustuna y demandas de riego para el período Mayo Octubre. existe la presencia de lluvias a lo largo de todo el año.3. en parte por la presencia de material fino y granular de arrastre propio de la quebrada y del existente como capa externa del paramento rocoso producto del desprendimiento.Generalidades El proceso corresponde en la determinación del volumen actual de la Laguna Ustunaccocha. .6. El perfil longitudinal del eje del cauce del río presenta una gran variabilidad.604.1: Puntos con sus Coordenadas.94260492 MMC).92 m3 (0. este valor es concordante con la generación de caudales mensuales para un año promedio que es de 98. Con esta referencia se realizó el ajuste de un GPS diferencial. se obtienen las curvas de nivel.4. en consecuencia éstos son: El volumen Total del embalse Ustunaccocha hasta el nivel de rebose del aliviadero (3965 msnm) es de 3.75 m3 (0. Caudal de entrada al vaso corresponde a 90 lt/seg al 18 de junio del 2012 (Aforado). 151 . Cotas y Detalles – Anexo Del Estudio De Batimetría De La Laguna Ustunaccocha. representando por coordenadas absolutas y puntos de referencia debidamente monumentados. debido al almacenamiento del material de arrastre (sedimentos). y las alturas correspondientes en cada punto determinado. habiendo arrojado el correspondiente al método de secciones transversales volúmenes de aproxidamente 1.50 MMC.25 (3. 10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Para el presente estudio se ha seguido la siguiente metodología: Previamente contamos con un levantamiento taquimétrico realizado con estación total. a una cota de espejo de agua de 3948 msnm.64 lt/seg para una probabilidad de ocurrencia del evento al 80%. es clara la conformación con ondulaciones típicas de arrastre en flujos en la época de avenidas que se presenta en un año hidrológico. con el que se tomó datos a un distanciamiento de 20 m en ambos sentidos de las coordenadas.334 MMC).713. El volumen útil es de 3 165 286.Resultados de la Batimetría El volumen de agua existente al 06 de abril del 2012 corresponde a 942.28% menor al de la metodología de secciones horizontales. Se ha determinado que siendo el nivel o cota de salida más baja de la Válvula de Control o compuerta 3938 msnm el volumen no utilizable fósil es de 334. por lo tanto asumimos y determinamos conservadoramente los valores de volumen obtenido por la metodología de secciones transversales como la definitiva.165 MMC) obtenido de la diferencia entre el volumen total y el volumen fósil. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. elementos indispensables para la determinación del volumen almacenado actualmente en la laguna Ustunaccocha. Cuadro N° 10. Los resultados obtenidos por las dos metodologías presentan valores de cálculo del volumen de agua similares. Con estos datos se procede a realizar los cálculos correspondientes y mediante el Software LAND. 943 MMC Cota del Nivel Estable Actual (NIM): 3948 msnm.50 mts y una altura útil de 53. Resultados Obtenidos de la Batimetría.m.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Volumen Fósil o estable actual en el Vaso de la Represa: 0. lo que determina que la altura total de la represa es de 55. COTAS ESTUDIO HIDROLÓGICO AREAS VOLUMEN VOLUMEN Pág. este volumen se renueva permanentemente por el ingreso de aguas proveniente del río Ustuna y río Pallcca.00 m.00 mts. Observaciones de señales dejadas en los flancos de la laguna generada por las crecidas de las aguas que ingresan a la laguna determinan que el nivel máximo extraordinario llega a la cota de 3960 msnm. En resumen los niveles o cotas del espejo de agua en el embalse Ustunaccocha son: NAME: 3976.n.50 m. En zonas donde no hay este arenamiento las profundidades del embalse como máximo son de 27 metros.34 m2 y que es cubierta por las aguas del embalse solo en épocas de crecida donde en dicha zona se presentan solo profundidades de 2 a 5 metros. incluso entre Mayo Noviembre que se estima en un caudal mínimo de 90 lt/seg para ese período este valor es concordante con la generación de caudales medios mensuales.2.s.50 MMC Cota al nivel de aguas máximas ordinarias (NAMO): 3975 msnm. ocupando actualmente esta zona sedimenta o arenada una extensión aproximada de 43.n. 152 . Volumen al Nivel de aguas Máximas ordinarias NAMO: 3.n.394. Son las aguas del río Pallcca aguas arriba y el río Ustuna aguas abajo que en épocas de crecida o de lluvias acarrea grandes cantidades de material que acumula y/o sedimenta en el lado Nor – Este del embalse. La cota de coronación de la infraestructura o presa proyectada es de 3967.m NAMI : 3954.s.s. Cuadro N° 10..62 MMC.m MAMO: 3975. Cota de nivel de proyección de la Curva Altura Versus Volumen de 3960 msnm se almacena un volumen de agua de 2. Se hace la aclaración sobre el volumen fósil del embalse en el sentido de que si bien este volumen si es posible aprovechar o disminuir por proyectar la toma de fondo a menor altura o profundizar.5 msnm.00 m. considerando éstos valores desde la base de la infraestructura o represa proyectada lado norte o aguas arriba de la misma. 872.01 6.495.248.83 638.05 25.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS (msnm) 3912 3914 3916 3918 3920 3922 3924 3926 3928 3930 3932 3934 3936 3938 3940 3942 m2 35.4 3 133.47 56.09 2.41 79.34 49.963.410.621.161.00 6.60 93.998.687.444.095.491.59 3957 99.351.69 3946 69.55 34.055.2 1 120.764.456.394.30 14.74 265.62 1.5 3 184.910.25 19.09 1.787.11 140.049. 153 .77 664.497.981.065.040.619.76 2.256.64 143.58 45.46 38.125.33 25.193.45 4.74 3944 63.454.166.828.429.9 1 203.14 55.427.125.037.281.46 323.4 3 484.3 4 114.56 544.602.355.1 7 176.81 106.647.102.587.604.467.26 43.81 29.393.398.06 98.86 1.2 9 144.4 5 213.185.865.510.75 17.847.697.57 639.75 438.57 464.15 344.382.18 1.813.25 3.031.59 3.758.442.713.254.32 3958 104.278.1 3 109.75 10.49 942.023.625.710.621.937.957.15 35.117.060.54 2.791.56 3955 90.603.435.01 2.29 962.71 21.97 3956 94.51 64.20 797.6 4 ACUMULADO m3 0 175.151.46 11.60 3948 75.78 199.83 3954 86.032.65 Pág.25 10.5 6 193.92 1.248.129.4 7 223.96 65.884.30 3959 3960 ESTUDIO HIDROLÓGICO PARCIAL m3 0 175. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 154 .1: Relación Altura Versus Volumen/Área De Espejo De Agua.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Grafico N° 10. 151.83 144.248.59 184.123.25 11.032.47 2.64 3932 25.92 3953 83658.30 223.26 65.13 203.82 1.46 3922 3.872.647.49 3948 75.497.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS COTAS AREAS VOLUMEN PARCIAL VOLUMEN ACUMULADO (msnm) m2 m3 m3 3912 35.456.355.74 106.06 3930 19.33 34.023.410.372.59 1.77 3944 63.444.96 199.09 3955 90. 155 .81 45.895.25 25.71 3924 6.65 3971 173.55 64.037.09 3958 104.74 3936 35.604.45 3920 2.57 3916 323.60 133.125.32 193.161.81 438.41 265.049.185.530.351.20 3946 69.393.193.687.467.697.69 120.248.491.429.15 55.02 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.34 213.129.281.15 3938 43.43 664.398.86 3918 638.00 1.74 3954 86.787.05 38.495.710.360.53 1.764.758.29 639.18 3957 99.34 79.125.11 0 0 3914 140.57 175.621.62 3956 94.29 797.454.75 3940 49.46 175.17 1.040.847.603.055.278.30 17.556.427.75 10.909.290.164 418.21 544.791.51 3928 14.47 93.166.884.76 962.64 2.813.01 3960 114.97 176.56 1.065.963.031.256.75 21.619.01 4.435.117.442.102.621.43 942.60 344.510.998.46 3926 10.91 1.58 98.382.37 4.14 143.865.981.095.625.394.910.54 3959 109.060.602.828.937.45 2.00 6.957.587.56 484.78 3934 29.56 3942 56.713.83 464.254.25 3. 5.6. 156 . Debido a que no existe una estación hidrométrica de las aguas que emanan de la laguna.2. sin embargo el Consultor ha creído por conveniente realizar la generación de caudales para un año promedio a partir de la información histórica de precipitación y evapotranspiración total.5.6..1.6.5.5) La información con la que se cuenta es limitada. 10.Resultados Los caudales medios mensuales corresponden a: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Método Estocástico Deterministico de LUTZ SHOLTZ (ACAPITE 10..Determinación de los Caudales Medios Mensuales para un Año Promedio (OFERTA). y el caudal indicado corresponde al afloramiento realizado el día de la visita de campo.. 10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Anexo: Ver Plano en planta de Batimetría de la Laguna Ustunaccocha 10. siguiendo el método del flotador. 10 lt/seg/ha y rendimientos absolutos anuales de 2.1: Caudales Medios Generados Mensuales por el Método de LUTZ SHOLDZ ÁREA DE RENDIMIENTO ESCURRIMIENTO CUENCA AL 80 % DE MESES ESTIMADO EN PERSISTENCIA (lt/seg.64 Diciembre 8 24.66 81. localizada en la Microcuenca alta del río Ustuna afluente de la unidad hidrográfica del río Vinchos.50 y 2.30 98.) ESTUDIO (LT/SEG) (Km2) Enero 13 24.7.72 y 3. bianual (5.58 256.66 172.008 Abril 11 24.64 78.102 Setiembre 3.66 419.66 320.64 Julio 4 24.66 271.22 335..66 197.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro N° 6.7. El canal entubado de 8” de PVC Clase C – 5 y pendiente de 2%0. respectivamente. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Posibilidades de Regulación en Laguna Alta Ustunaccocha Se ha realizado una evaluación hidrológica preliminar de la Laguna Ustunaccocha como fuente de regulación.26 217.66 81.464 Febrero 17 24.376 Marzo 11 24.28 157. RENDIMIENTO MEDIO MENSUAL (K) (LT/SEG/Km2) 10.1. Afianzamiento hídrico de la Microcuenca Chojehuaray que se recolectará el agua para ser introducido al canal principal de conducción por medio de un canal colector de capacidad de 30 lt/seg mediante la derivación de una bocatoma de quebrada con su desarenador y toma lateral con una válvula de control de 8”.44 MMC cada 2 años) o plurianual y. pudiendo obtenerse rendimientos unitarios de 2. la frecuencia media de su utilización relacionada con el volumen útil de regulación pudiendo ser esta anual (2.64 78.26 217.30 98.912 Noviembre 5 24.66 271.66 98.38 65.3 24.824 Volumen de Escorrentía en el Vaso de la Represa: 5.3 24.096 Junio 5 24.912 Agosto 3. 157 . con el fin de proponer la posibilidad de su utilización como vaso regulador para aliviar situaciones críticas de extrema sequía.008 Mayo 7 24.24 MMC/año.72 MMC/año). las características de las obras requeridas y sus costos correspondientes para la cual se deberá realizar previamente los levantamientos topográficos y geológicos necesarios. por otro lado.66 123.62 138.66 98. Proyecto Construcción Sistema de Riego Ccasanccay – Esquema Hidráulico Definitivo 10. Para definir el régimen de utilización aplicable para dicha lagunas se deberá efectuar un análisis y selección de alternativas en el cual se tomará en cuenta por un lado.66 123.38 65.44 MMC. Se resumen a continuación las principales características hidrológicas de las diversas lagunas y de sus subcuencas respectivas.102 Octubre 4 24. 0830464 Km2 Perímetro del Espejo de agua Fósil: 1. a continuación del aliviadero existe una rápida o canal lateral de purga y en final una poza disipadora de energía.50 m.94660 Km Área del Espejo de agua para el NAMO: 0.50 MMC. con un sistema de válvula de control cuya rasante se localiza en la cota m. de 5 m de ancho dividido en dos tramos y separada por un pilar del puente de vigilancia del camino de acceso a la presa y ubicado en la cota m. distrito de Vinchos. La obra de cierre está constituida por una presa de enrocado clasificada de 53.00 m de altura. los niveles máximos y mínimos de embalse corresponden a las cotas obtenidas del Estudio Topográfico Definitivo se determinará respectivamente.Sistema de Regulación y Derivación Embalse Ustunaccocha Se encuentra ubicada en las nacientes del río Ustunaccocha. sobre la margen derecha.m.s. El sistema comprende un aliviadero frontal de concreto armado del tipo de cresta no controlada.n.m. entregando las aguas en forma directa al embalse antes citado. 177.138540 Km2 Perímetro del Espejo de agua para el NAMO: 2. de cuyo total 5.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 10.s. sobre el flanco derecho de la presa para ser evaluado el lugar por estudio geotécnico.s.59029 Km Variación del Volumen de Agua: Volumen Fósil o Estable: 0.m. 967.66 Km 2 de extensión. Longitud de cresta del vertedero de demasías es de 5 m. siendo su capacidad máxima de regulación de 3.. que descarga los excesos de avenidas extraordinarias hacia el cauce del río La altura del vertedero de demasías será de 1.00 Km2 corresponden al espejo evaporante. Características Hidráulicas de la Represa: Ubicación: Localidad de la Comunidad de Ccasanccay.n. Dimensiones:            Área del Espejo de Agua para Máximo Nivel de: 5 Km2 Explotación Largo: Ancho: Profundidad Máxima en el embalse: 27. 158 .2.00 m de ancho en la coronación. de tubería continua como conducto cubierto de 150.7.525 MMC ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.00 m de longitud.00 m Área del Espejo de agua para el volumen Fósil: 0.00 m de longitud y 6. El sistema de descarga está constituido por una toma de fondo ubicada en el lago.50 m. provincia Huamanga y departamento de Ayacucho. represa los recursos hídricos provenientes de una cuenca colectora total de 24.n.. inmediatamente aguas debajo del lugar la sección de aforo. La cota de coronación del dique es 4. pero teniendo en cuenta que en la alternativa del diseño definitivo. Altura de la Represa La altura máxima de diseño la Represa se computa con la siguiente fórmula: HTOTAL = HUTIL + HV + HO + HL + HA HTOTAL = HÚTIL + HV + HA + B.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS  Volumen de Agua Total:  Volumen Agua Útil:  Volumen de Aguas Muertas: 3.50 MMC. HV = Es la carga de diseño sobre el aliviadero de demasías (m). HL = Altura libre de seguridad (m).L = Bordo libre (m). secciones Transversales y obtener la Curva de Operación del Embalse (Elevación Versus Área de Espejo de Agua (NAMO)/Volumen Acumulado). B. tener en cuenta la topografía definitiva del embalse.720 MMC  Volumen de Sedimentación: 0. Para esto se tiene que tomar en cuenta el perfil longitudinal definitivo de la represa. HÚTIL = Distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo del río.20 MMC  Volumen Fósil en la Laguna de Ustunaccocha: 0.485 MMC  Volumen total del Embalse: 3. que se debe profundizar la toma de fondo con la finalidad de bajar la altura de la represa sugerida por el CONSULTOR. Determinación de las Componentes de la Altura Máxima de Diseño de la Represa:  Profundidad de la cimentación (HC): ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. HO = Altura máxima de las olas (m). 159 .50 MMC.489 MMC Diseño Hidráulico de la Represa de Enrocado Ustunaccocha  Volumen de Almacenamiento en el Vaso de la Represa de Ustunaccocha: 2.50 MMC hasta 3.L Donde: HTOTAL = Altura máxima de diseño (m).000 MMC 0.485 MMC 3. El embalse principal USTUNACCOCHA puede almacenar de 2. Además. HA = Altura por asentamiento de la presa (m).520 MMC  Volumen Total de Agua:2. 30 m B.00 m.s. 160 .L = HO + HL B.00 m.m – 3971.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS HC = 4.n.30 m (Parámetro de Seguridad de la Represa)  Bordo Libre (B.50 m – 6.30 m HTOTAL = (23.00 m (Este valor debe ser validado por el Estudio de Geología y Geotecnia para ubicar el Dentellón)  Altura útil (HÚTIL): HÚTIL = 3950.20 + 0.50 m + 0.L = 0. Parte más baja del eje de la boquilla de la Represa Proyectada definitiva de Enrocado con Pantalla de Concreto Aguas Arriba.9 (F)1/4 HO = 50 cm. HO = 0.50 Metros).  Computo de la Altura Total de la Represa: HTOTAL = 21.50 – 76 – 26.50 m (Obtenido este parámetro con Estudio Tránsito de Avenidas).  Altura Carga sobre Aliviadero (HV): HV = 1. se recomienda colocar una Toma de Fondo con la finalidad de bajar la altura de la represa considerada con la misión de almacenar más volumen de agua para satisfacer las necesidades de demanda de agua por los cultivos obtenida en la ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Se recomienda que este Parámetro tenga que ser valido con el Estudio Geotécnico).22 (V * F) 0.L): B.s.50 m).L = 0.50 m  Altura por asentamiento de la presa (HA) HA = 0.00 m.  Altura libre de Seguridad (HL): HL = 0.50 m +0. Por criterio del Consultor Altura de la Presa (HTOTAL = 23.80 m.50 m + 0.n. HÚTIL = 21.m.00 m + 1.  Altura Máxima de las Olas (HO): HO = 3.20 m (Valor obtenido por simulación de diseño de presas en la Región de la Sierra Central del País. adopta un ancho mínimo de corona de 6.31 m W = 1. de longitud aproxidamente.Nivel Aguas Máximo Ordinario (NAMO) 3975.Volumen útil . desgastes por el tránsito.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Optimización de Cedula de Cultivo y derivar el agua de la pequeña laguna que se encuentra en la margen derecha como un afianzamiento hídrico.Talud aguas arriba: 2. salpicaduras por el oleaje.00 m. Según el criterio Consultor se recomienda un ancho de corona: W = 6.50 msnm . viento.0 m.50 m 200.5 W = 5. Ancho de Corona de La Represa de Ustunaccocha (W) W = H/5 + 3 W = 23.Talud aguas abajo: 1.Ancho de corona: 23. como mínimo de grava en la superficie.Longitud de coronamiento: .1 (H) 0. Parámetros Importantes del Diseño de la Presa Ustunaccocha . recomienda para este diseño de represas con altura de 50 m.00 m 6m . 161 . Se recomienda colocar una pantalla de concreto armado aguas arriba del cuerpo de la presa de espesor de 30 cm.33 m Según la Fórmula del BUREAU OF RECLAMATION. Protección de la Corona Para proteger la corona de la lluvia. etc.00 msnm ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.70 m W = 3. México 1980. planteado para derivar el agua mediante un canal colector de 19 940 m.00 MMC 3977.50 H: 1 V Embalse .50 msnm .Nivel Aguas Máximo Extraordinario (NAME) 3976.00 H: 1 V .Nivel de Corona 3.6 (H) 1/3 – 3 W = 7.50/5 + 3 W = 7. Diseño de Presas Pequeñas Edición CECSA.Altura de la presa (máxima altura): . 25 x 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS .30 m. con una altura de 1.650 m3/seg  Longitud de la Cresta del vertedero de demasías m 5. 162 .80 m.Volumen Total Almacenar en el Embalse 0.00 msnm .Nivel del Fondo del Cauce profundizado 3950. El vertedero proyectado corresponde al tipo de vertedero de demasías superficial de forma rectangular (5 m x 1. dándole la función de no ser rebasada ante cualquier evento hidrológico extraordinario.50 Obras de Desvió Descripción de las Estructuras de las Obras de desvió a) Caseta de Válvula Es una cámara de sección rectangular de 2. la altura es 1.00  Altura de cresta del Vertedero m 1. con una placa intermedia que al chocar el chorro de agua con dicha placa la velocidad del agua disminuye. esto cuando la compuerta de regulación está totalmente abierta. b) Disipador de Energía Es una estructura de forma rectangular de 2. El disipador de energía está ubicado después de la caseta de válvula.50 MMC 3.00 msnm .Volumen Muerto en el Embalse .5 x 3. Toma de Fondo: Caudal de diseño de la toma de Fondo: 0.50 m.  Caudal de diseño (Para un período de retorno de 1 000 años) 17.80 m..Nivel Mínimo Estable o Muerto 3954. Su diseño hidráulico se realizó considerándola como un orificio circular.50 MMC Vertedero El vertedero principal se ha diseñado para evacuar la avenida de diseño. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Esta caseta de válvula alojará a las válvulas de descarga.50 m) con la salida en rápida. disipándose de esta manera la energía. para el efecto determinamos la velocidad teórica de salida del agua a través del orificio.880 m 3/seg (Cedula de Cultivo Óptima) que será repartido por salidas para los sectores de riego. Descripción de la Estructuras del Vertedero superficial rectangular (5 m x 1 m) con la salida en rápida cuya longitud total de la rápida es de 130 m. 163 .81 m/seg. La primera para el Sector de Anchachuasi que aprovechará el Volumen Fósil y la Segunda Toma de Fondo para el Sector de Riego Ccasanccay que aprovechará el Volumen útil del almacenamiento de la represa Ustunaccocha.81 m/seg2 * 27.880 m3/seg Q=V*A A=Q/V A = 0. para un período de retorno de 1000 años. un tubería será para el Sector de Riego Anchachuasi y otra tubería para el Sector de Riego Ccasanccay acompañadas de 02 Válvulas de Control.0637 m2 A = π * D2 / 4 D = ((4 * A) /3.1416)0.400 m3/seg Qecol = Caudal Ecológico (m3/seg) = 0.400 m3/seg + 0.016 m/seg Vr = 13.400 m3/seg Qant = Caudal de Diseño del Canal Antahuasi (m3/seg) = 0. Este aliviadero de demasías estará ubicado en la margen derecha del flanco derecho y a través de un canal de purga se entregará al cauce aguas abajo.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS V = (2g* H) 0. Aliviadero de Demasías Caudal de Diseño Máximo del Aliviadero de Demasías: 17. Qd = 0. Se colocará dos tubos de 18“ cada una.080 m3/seg Qd = QCc + Qant + Qecol.5 V = 22. Por otro lado sabemos por la ecuación de continuidad a través del orificio será: Valores Básicos Qd = Caudal de diseño (m3/seg) = 0.65 m 3/seg.880 m3/seg QCc = Caudal de diseño del Canal Ccasanccay (m3/seg) = 0.5 Reemplazando valores obtenemos: V = (2 * 9.080 m3/seg Qd = 0. Dos Tomas de Fondo una cada sector de riego.5 D = 34 Pulgadas (Por criterio del Consultor por ser un diámetro Comercial).00 m) 0. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.400 m3/seg + 0. 650 m 3/seg (Por criterio del Consultor.70 3.17 1.05 3 Afianzamiento 1.73 2. Altura de la cresta del Vertedero (H): 1.10 6.12 2.30 4.s.39 3.06 2 Bocatoma 6.60 4610 3912 11.93 4510 3950 3.07 3.67 0.n.20 4. Proyecto [ ] Altitud [m.00 m.208 * Q * Ac /Tp CUADRO 8. Caudal de diseño del Aliviadero de Demasías: 17.47 0.25 1.10: Parámetros Morfológicos y del Hidrograma Unitario en los Puntos de Interés. Proyecto Área 3. Diseño de la Bocatoma Caudal Diseño de la Bocatoma a) Método de TEMEZ Qmax = 0.05 0.m] Máx Min [Km] Pendiente del río [m/m] Ls Tiempo Concentración [h] [h] [h] 2.345 0.00 6. Area No.35 3.40 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.01 6.59 8.70 2.91 1.09 1 Represamiento 6.00 6.20 4610 3920 11.08 No.20 2 Bocatoma 6.20 D PERIODO DE RETORNO (Años) km2 5 10 25 50 100 200 500 1000 1 Represamiento 6.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde se ubicará el desfogue para la ejecución de la construcción de la Represa proyectada.76 3. el Caudal de Diseño).14 9.50 m. Longitud de la cresta del Vertedero de Demasías (L): 5.31 9.20 1. 164 .45 8. 01 m3/seg para un período de retorno de 100 años.65 m3/seg Caudal de Diseño Instantáneo (Aliviadero de Demasías) Período de retorno 1000 años.74 7. Desarenador con aliviadero y canal de limpia Tipo Riego Presurizado con un caudal de Diseño de 600 lt/seg.75 lt/seg/ha) Gravedad Tecnificado Caudal de diseño es de 0.40 2. para un período de retorno de 50 años (Por criterio Técnico.400 m3/seg (modulo de Riego de 0.85 3. Económico y Social del Consultor). Diseño hidráulico de la bocatoma nueva de barraje Fijo. Caudal de diseño de la Bocatoma: 4.500 m3/seg La Toma Lateral de Derivación Caudal de diseño es de 0.85 m3/seg (Afianzamiento Hídrico Chojehuaray Bocatoma Tipo Quebrada) período de retorno 25 años.21 Q = 4.600 m3/seg (modulo de Riego de 0. Q = 2.10 m3/seg para un período de retorno de 50 años y 6. Q =17.75 lt/seg/ha) Gravedad Área de Riego Presurizado es de 560 ha Caudal de Diseño es de 0. Caudal de diseño de la Bocatoma de Barraje Fijo: 4. Bocatoma Tipo Tirolesa con su válvula de compuerta o control.51 2. Sección Rectangular Lateral y diseñar una rápida con poza disipadora de energía aguas abajo de la rápida.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3 Afianzamiento 1. conducir el agua hasta la entrega del canal principal mediante un canal colector entubado para un caudal mínimo de 30 lt/seg.25 8.00 m 3/seg. 165 .93 1.40 lt/seg/ha) Gravedad ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.60 5.50 lt/seg/ha) Presurizado Área de Riego por Gravedad Tecnificado es de 240 ha Caudal de Diseño es de 0. Desarenador Caudal de diseño es de 0.224 m 3/seg (modulo de Riego de 0.00 m3/seg (bocatoma Ustuna) Periodo de retorno 50 años. Bocatoma de Barraje Fijo.400 m3/seg Canal de Conducción Principal Sistema de Riego Ccasanccay Área de Riego es de 800 ha (Época de Estiaje o Seca) Caudal de diseño es de 0.180 m3/seg (modulo de Riego de 0.24 5. 400 m3/seg 10.8.4. Cálculo De Los Caudales De Diseño En Las Obras Complementarias Proyecto del 10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Caudal de diseño para la Irrigación Ccasanccay es de 0.500 m3/seg 10. = M.R (lt/seg/ha) * Ar Qmax. = 0. Qmax. (Progresiva 3 + 212 Km) conducirá 0.430 m3/seg.400 m3/seg (Derivación de Ustuna Progresiva 0 + 000 Km – 3 + 212 Km).430 m3/seg ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. . = 0.030 m3/seg.8..50 lt/seg/ha) Presurizado Caudal de diseño para la Irrigación Antahuasi es de 0.275 m3/seg (modulo de Riego de 0.. = 0.8.400 m3/seg . = 0.Toma Lateral Qmax.Desarenador Qmax. Sistema de Riego Antahuasi Área de Riego es de 550 ha (Época de Estiaje o Seca) Caudal de Diseño es de 0.Canal de Conducción Principal Qmax. = 400 lt/seg Qmax. = 0.0.2.430 m3/seg (30 lt/seg de Afianzamiento Hídrico Progresivas de 3 + 212 – 19 + 940 Km) 10.50 lt/seg/ha * 800 ha Qmax.8.3.Obras de Arte Qmax.1. = 0. En la época Húmeda o de Avenidas solamente se considera un riego complementario donde el recurso hídrico no es utilizado por los suelos aprovecharan el agua de lluvia y caso extremo se empleará el agua del embalse.75 lt/seg/ha) Gravedad Caudal de diseño es de 0..400 m3/seg 10. 166 .400 m3/seg Caudal de afianzamiento hídrico es de 0.4125 m 3/seg (modulo de Riego de 0.400 m3/seg Obras de Arte Estandarizadas Caudal de diseño es de 0.8. 8.Depósitos y Socavaciones ← .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 10. Niveles de Agua En vista de que para el lugar de la bocatoma no existe una curva de descarga del río.00 m3/seg. 10.10 m3/seg Qmax Inst.5. la crecida de diseño será para la bocatoma Ustuna Qmax = 4. 10.. que en buena cuenta significa estimar la resistencia al escurrimiento en un cauce.Nivel y Caudal ← . es necesario aprender los factores que afectan el valor de n. los niveles de agua se han deducido por cálculo en base a las secciones transversales del río aplicando la formula de Gaugler Strickler con la ayuda de un programa de computo.20 m3/seg Que tenga un período de retorno de 50 años.Rugosidad de la superficie ← . ← ..1. El Caudal de Diseño es de 4.2. = 8.Irregularidad del cauce ← . 167 .Alineamiento del cauce ← .8.5. pudiéndose descartar los siguientes: A.8.8.5.Transporte de material Rugosidad de la superficie ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.2.Determinación del Coeficiente de Rugosidad..Cambio estacional ← .Obstrucciones ← .Factores que afectan la rugosidad Para comprender la determinación apropiada del coeficiente de rugosidad.5.Consideraciones importantes Conforme al capítulo Estudio Hidrológico.Vegetación ← .Diseño Hidráulico de la Bocatoma Propuesta 10.1.Tamaño y forma del canal ← . la mayor dificultad reside en la determinación de coeficiente de rugosidad n.. n de MANNING En el cálculo de perfil hidráulico. Alineamiento del canal Curvas con radios grandes producirán valores de n relativamente bajos. los cambios que hacen que el flujo cambie de manera sinuosa de un lado al otro del canal. En general. fosos. y granos gruesos. un valor alto de n. 168 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La rugosidad superficial se representa por el tamaño y la forma de los granos del material que forma el perímetro mojado y que producen un efecto retardador de flujo. requiere el uso. y del tipo de vegetación. un cambio gradual y uniforme de la sección transversal o en su tamaño y forma no produce efectos apreciables en el valor de n. En general finos dan como resultados un valor relativo bajo de n. tanto que las curvas bruscas como meandros severos incrementarían n. tales irregularidades por lo general son producidas por la presencia de barras de arena. Sedimentación y Socavación ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. depresiones. el incremento de n puede ser de 0. E.005 o mayor. En este caso. Vegetación La vegetación puede considerarse como una clase de rugosidad superficial. y montículos en el lecho del canal. En canales naturales. B. estas irregularidades introducen rugosidad adicional a la causada por la rugosidad superficial y otros factores. pero en realidad es solo una los factores principales. Este efecto depende por completo de la altura. pueden incrementar el valor de n tan alto como el 30%. Irregularidad de canal Las irregularidades del canal incluyen irregularidades en el perímetro mojado y variación en la sección transversal. ondas de arena. la distribución. la densidad. D. y es muy importante en el diseño de pequeños canales de drenaje. La presencia de meandros en corrientes naturales. tamaño y forma de esta a lo largo del canal. pero también reduce de manera notable la capacidad del canal y retarda el flujo. crestas. C. pero cambios abruptos o alternancia de secciones pequeñas y grandes. producirán el mismo efecto. Por lo general la rugosidad de la superficie se considera como el único factor para la selección de un coeficiente de rugosidad. en tanto que la socavación puede hacer lo contrario e incrementar el n. según la condición del canal. la sedimentación puede cambiar un canal muy irregular en un canal relativamente uniforme y disminuir el “n”. número y distribución. Aun sin embargo el efecto dominante de la sedimentación dependerá de la naturaleza del material depositado. Cuando el caudal es muy alto. barras de arena y ondulaciones de arena. un lecho de arena o gravas se erosionara más uniformente que un lecho de arcilla. Nivel y Caudal En la mayor parte de las corrientes el valor de n disminuye con el aumento y nivel del canal. El valor de n para planicies por inundación por lo general es menor que el del canal en sí y las bancas de un canal son igualmente suaves y regulares y la pendiente del fondo es uniforme. Un incremento en el radio hidráulico puede aumentar o disminuir el n. las corrientes pueden rebosar sus bancas y una parte del flujo se localizará en la planicie de inundación. En estas condiciones a menudo se supone un nivel constante de n para el cálculo del flujo. Cuando el agua es poco profunda. G. Depósitos no uniformes. La magnitud de este aumento depende de la naturaleza de las obstrucciones. I. las irregularidades del fondo del canal quedan expuestas y sus efectos se vuelven pronunciados. esto ocurre principalmente en canales artificiales. H. Obstrucciones La presencia de obstrucciones de troncos. F. el valor de n puede ser grande en niveles altos si la banca está cubierta por pastos o son rugosas. Así. constituye irregularidades del canal e incrementaran la rugosidad. 169 . sin embargo. Tamaño y Forma del canal No existe evidencia definitiva acerca del tamaño y la forma del canal como factores importantes de afecten el valor de n. el valor de n puede permanecer constante para todos los niveles. pilas de puentes y estructuras similares tiende a incrementar el “n”. La cantidad y uniformidad de socavación dependerá del material que conforma el perímetro mojado. Cambio estacional ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. en planicies de inundación el valor de n a menudo varia con el nivel de sumergencia de la vegetación correspondiente a niveles bajos. de su tamaño.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS En general. 5. consumirá energía y causara una pérdida de altura e incrementará la rugosidad aparente del canal.1. 10. n4. ya sea en movimiento o no.8. n1. se empleo los valores propuestos de Ven Te Chow. m5. se obtuvo el valor de “n” para el cauce principal: PARAMETRO n0 n1 n2 n3 n4 m5 n ESTUDIO HIDROLÓGICO CAUCE PRINCIPAL 0. n3=valor que depende de las obstrucciones n4=valor que depende de la vegetación y condiciones de flujo. n1= valores agregados para corregir el efecto de irregularidades de superficie.002 1.002 0.Cálculo del Coeficiente de Rugosidad n de Manning Todos los factores mencionados participan en la conformación de la rugosidad.2.040 Pág. n2.02 0. Material en suspensión y Carga de Lecho El material en suspensión y la carga de lecho.2. sauces y árboles en el canal o en las bancas. n2=valor que depende de la variación de la forma y tamaño de la sección. y con la fórmula 4. hierba. 170 .028 0. malezas. n3. m5=factor de corrección por efecto de meandros del canal. J. Para determinar la rugosidad en el río Ustuna. uniforme y liso en los materiales comprendidos.003 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Debido al crecimiento estacional de plantas acuáticas. sin embargo unos inciden mayormente más que otros en este caso la rugosidad para un tramo determinado esta dado por la siguiente expresión: n = (n0 + n1 + n2 + n3 + n4) m5 Donde: n = coeficiente de rugosidad a determinar n0= valores básicos de n para un cauce recto.004 0.. se determinaron los valores de n0. el valor de n puede aumentar en la estación de incremento y disminuir en la estación inactiva. y de acuerdo a las condiciones observadas en el cauce del tramo en estudio. 3.Cálculo de la Sección Estable o Amplitud de Cauce (B) a. 171 .5.2.00 m Coeficiente de rugosidad (n) : 0. 557244 E y Altitud 3932 msnm.5.2. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.040 Caudal Mínimo Medido (Método del Flotador) : 1.Diseño Hidráulico de la Bocatoma 10.8. supone un valor básico de n y se va agregando una serie de factores por el grado irregular de la sección transversal.040 Ancho medido en el eje del barraje (B) : 6. 10. Método de Simons & Henderson.. Soil Conservation Service.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Rugosidad del cauce Usando el método para calcular el valor de n para un cauce.2.R.8. por el U.S.766 m3/seg Caudal Mínimo Medido (Método del Flotador) : 0.00 m3/seg (P.3.570 m3/seg Caudal Mínimo Medido (Método del Correntómetro) : 1. tipo de vegetación.Calcular el Ancho Estable del Río Ustuna en el Punto de Captación (B) 10.00 m3/seg (P. material de arrastre. 50 años) Niveles de agua máximas por las huellas en el punto de captación: 8527926 N.3. 50 años) Caudal Máximo Instantáneo : 8.5.090 m3/seg Caudal Máximo : 4.2...1.R. Rugosidad del río n = 0.8. 80 SELECCIONAR K1 = 3 Q (m /seg) = 550 Tr = 100 años 2.. Cálculo de la Sección Estable.80 3 Caudal de Diseño (m /seg) B = Ancho Estable del Cauce (m) B = 5.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Para establecer la sección estable o amplitud de cauce se tiene el método propuesto por SIMONS Y HENDERSON (Cuadro N° 10.20 Fondo y orillas de material cohesivo 3. MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON B = K1 Q1/2 CONDICIONES DE FONDO DE RÍO k1 Fondo y orillas de arena 5. 172 . Javier – UNALM ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.90 Fondo arena y orillas material no cohesivo 2. Método de Blench & Altunin B = A (Q1/2) / (S1/5) Ancho estable del río A = (n * K (5/3)3/(3+5m) Valores de K K 3a4 DESCRIPCIÓN Material de cauce muy resistente 16 a 20 Material fácilmente erosionable 8 a 12 Material Aluvial 10 10.3. b.60 m Fuente: Luis Razuri – CIDIAT Para lo cual se tiene un ancho de 5.00 Valor práctico SELECCIONAR Fuente: Luque.Método de Blench & Altunin Sección estable.70 Fondo arena y orillas de material cohesivo 4. Cuadro N° 10.3).60 Fondo y orillas de grava 2.60 m para el Río Ustuna. 81 * (Q * Fb/Fs)1/2 Fb = factor de fondo (Cuadro N° 10. Factor de fondo Fb Material fino 0.81 B = 1.8 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.50 m c.4.. Javier – UNALM Sustituyendo valores: A = 1.4) B = 10.2 Se selecciona 0.8 Material grueso 1.402 B = 12.7 Para cauces arenosos 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Valores de m m Descripción 0. D50 = 6 mm Fbo = 1. Factor de Fondo y Orilla.0 Coeficiente función de la resistencia de las orillas m = 0.50 Exponente según tipo de cauce Fuente: Luque.20 m.040 Coeficiente de rugosidad de Manning K = 10. 173 .Método de Blench Empleando la fórmula de régimen estable de Blench: B = Fbo * (Q * Fb/Fs) Fbo = (D50)1/3 .50 SELECCIONAR n = 0.4) Fs = Factor de orilla (Cuadro N° 10.0 Para cauces aluviales 0.5 Para ríos de montaña 0. Cuadro N°10. 5 Sustituyendo valores..5))3/5 = t F = V / (g * A/T)1/2 Donde: Ks = inversa del Coeficiente de rugosidad. 174 .5..20 m) con acarreo inmóvil Torrentes con derrubio grueso con acarreo móvil ESTUDIO HIDROLÓGICO Ks 40 33 – 35 30 – 35 30 28 25 – 28 19 – 22 Pág. R = radio hidráulico S = Pendiente Y = Tirante hidráulico Q = Caudal en m3/seg B = ancho medio de la Sección estable A = área mojada (m2) Cuadro N° 10. Valores del Coeficiente de Ks Descripción Lechos naturales del río con fondo sólido sin irregularidades Lechos naturales de río con acarreo regular Lechos naturales de río con vegetación Lechos naturales de río con derrubio e irregularidades Lechos naturales de río con fuerte transporte de acarreo Torrentes con derrubios gruesos (piedra Ø = 0.Método de Pettis Calculo del ancho estable del río B = 4..MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Factor de orilla Fs Material suelto 0.1 Material ligeramente cohesivo 0.1 Fuente: Luque.44 * Q0.2 Material cohesivo 0. se tiene: B = 8.88 m e. V = Velocidad en m/seg.Método de Manning o Strickler Calculo del ancho estable del río V = Ks R2/3 S1/2 Y = (Q/ (Ks * b * S0.3 Se selecciona 0. Javier – UNALM d. También debe permitir el paso de agua excedente por encima de su cresta.) Perímetro mojado de la sección es de m. Selección del ancho estable B (m) Método Simons y Henderson 5. Promedio del Ancho Estable (m).MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Fuente: ACI – UNI.45 m/seg. 175 .88 Método práctico 4. Diseño de Obras Hidráulicas. La velocidad del espejo de agua o superficial es 1. Área promedio del río Ustuna es de m2 Caudal máximo por la Ecuación de Continua (Qmax.10 Método de Blench 5. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.32 Método de Pettis 8.50 m. se pueda derivar un caudal hacia el canal principal o canal de derivación. obtenemos un promedio del ancho estable para elaborar nuestro diseño del gavión observa en el Cuadro N° 10.80 PROMEDIO REDONDEADO 6.00 PROMEDIO 5.42 m/seg. B = (Q1/2/ S1/5)(n K5/3)3/(3 + 5 m) Finalmente. 1994.6.60 Método Blench – Altunin 5. Cuadro N° 10. Radio Hidráulico es de m. Es lógico que el nivel de la cresta dé la carga suficiente para derivar el caudal diseñado para irrigar las tierras servidas por la bocatoma. de modo tal que. El río Ustuna en el tramo de ubicación de la Bocatoma su ancho está dividido en uno ancho por donde circula el agua donde existe un muro de piedras puestas que limita con la margen derecha. Pendiente longitudinal del río es de 6.0% La velocidad media es 2. Definición de la altura total del Barraje de la Bocatoma (P) La altura del barraje vertedero está orientada a elevar o mantener un nivel de agua en el río. Número de Froude (F) = Tipo de Flujo supercrítico cuando el número de Froude es mayor que 1.6. Bocatoma Lateral con barraje fijo de altura de 1.00 Fuente: Elaboración Propia Profundidad de Socavación para el Período de Retorno (50 Años). es recomendable dar un poco de robustez debido a que por lo general las formulas dan secciones muy esbeltas y fáciles de ser dañadas por la erosión del río. Army Engineers Waterways Experiment Station) para el dimensionamiento preliminar pero. pudiendo ser mayor de ser posible.70 m. (Criterio del Consultor para no bajar la rasante del canal evitando el gran movimiento de Tierra en el tramo inicial y permitir llegar al punto inicial del túnel N| 1). Forma de la cresta del barraje vertedero Es recomendable dar formas a la cresta de modo tal que eviten la presencia de presiones negativas que podrían generar cavitación que causan daños al concreto. (U.m. optamos por el segundo.25 m Cc = 3956.S. ya que las condiciones de captación y el Q de estiaje a si lo definen según figura n° 1.20 (en metros) Donde: Co = cota del lecho detrás del barraje vertedero (del plano topográfico) ho = altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre (se recomienda ho ≥ 0.30 mts debajo de la cota de la cresta del aliviadero de demasías. 176 . ho = 1. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.S. Se puede definir que la cota Cc de la cresta del barraje vertedero será: Cc = Co + ho + h + 0.n.E.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La cota de la cresta del barraje vertedero Criterios: La cresta de captación se coloca a 0.60 m) h = altura que necesita la ventana de captación para poder captar el caudal de derivación Qd (asumir que funciona como vertedero).10 m + 0.s. La altura mínima del barraje es tal que asegure la captación máxima en época de estiaje.20 m = sumando de seguridad con el fin de corregir efectos de oleaje y de coeficientes de la formula.35 m + 0. Se ha visto por conveniente aplicar la fórmula del W. 0.21 m + 1. P = 1. Analizando los dos criterios.86 m.10 m Cc = 3955. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tal como se describirá más adelante. la sección del barraje vertedero deberá ir tomando forma para resistir a las solicitaciones de las fuerzas debido a la presión del agua. para un período de retorno de 50 años. Se toma como pauta.50 * L A2 = 1. empuje de tierras y subpresión. El valor de Ho que verifique la igualdad del frente de regulación y limpia según Figura N° 3. en caso contrario. efectos sísmicos. Consideraciones Técnicas La máxima avenida. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 4 m3/seg. 177 .7L= 10.50 * (6. será necesario aumentar la longitud del barraje.00 m 5.00 m barraje Muro 0.por redondeo 1. el costo es el que prima en la relación entre un barraje fijo y móvil.50 * L = 1.0 – L) A1 = A2/10 1. Concluyendo. Se sabe que: Ho = P = h = 1. que el área de la compuerta de limpia debajo de la cresta del vertedero o aliviadero es 1/10 del área ocupada por el aliviadero.55m --. lo cual causaría una altura menor en la sobre elevación del nivel de agua que ocasiona el remanso.50 m A1 = h * L = 1.0 – L) / 10 18. el criterio para determinar la longitud de barraje vertedero fijo (Lf) y la longitud móvil (Lm) es que sus longitudes deben permitir pasar caudales Qm y Qf que.2 L=0.20 m espesor C°A° El área de la compuerta es también de 1 a 2 veces del área de la toma de captación. sumados den el caudal de diseño es decir que se dividirá entre el frente de limpia y el barraje vertedero teniendo la siguiente igualdad: Qd = Qm + Qf Donde: Qd = Caudal de diseño (m3/seg) Qm = Caudal de limpia (m3/seg) Qf = Caudal del barraje vertedero (m3/seg).50 * (6. ya que habría que comparar el gasto que ocasiona el efecto del remanso hacia aguas arriba de la presa versus la construcción de un vertedero muy corto. k (x/h)n ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.l.0 * (0.Carga de velocidad de llegada ha = q2 / 2g (p+h)2 = 0.70) = 0. De estos dos valores escogemos L = 1.50*L L = 0.00 m Predimensionamiento de Pilares El espesor e del pilar para el predimensionamiento es: e = L/4 Donde: e = espesor del pilar L = luz libre entre pilares e = 0.32 m3/seg Perfil de CREAGER del Barraje 1.Descarga por unidad de longitud de la cresta q = Q/5 = 0.30 m /s 3.45)3/2 Q = 3.664 / (0. 2.50 m.80 m /4 = 0.55 C L Ho3/2 Donde: Q = Caudal del vertedero C = Coeficiente de descarga L = Lámina neta de la Creta en metros H = Carga sobre la cresta en metros.05 m De la Expresión General Y /h = .3957 = 0..0 * 5..MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 2.Velocidad de llegada Va = q / (h+p) Va = 0. 178 .47 m por redondeo 0.20 m El caudal sobre el barraje vertedero: Q = 0.55 * 4.00 m y la compuerta de limpia de 1..7914 = 1. Q = 0.70 x 1.0 x 0.664 m3/seg/m.50+1. 034 + d13 = 2.769 L = 3. x = 1.093 * y 0.50 = 0.92 F = 4.034 / d12 0.53 3 0.12 = 5.2.543 No. y (m) x (m) 1 0. 187 (Bureau Of Reclamation) para talud vertical se obtiene: Ha/h = 0.51 ( x/0. por criterio 3 metros Espesor del solado del barraje e = 0.11 = 0.52 d2 = 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde: k y n son constantes.26 8 1.30 1.50)1.96 6 1.20 * d12 d13 .66 4 0.843 Y / 0. Froud d2 / d1 = 5.843 .70 1.78 0.04 1.03.51 y n 1.92 m.30 m Calculo Del Solado Delantero L mínima = 5 (ho) = 2.52 0. para este valor k = 0.36 2 0.915 * x 1.12 7 1.034 / d12 + d1 = 2.56 1.39 9 1.20 0.77 5 0.13 m v1 = 0.39 0.20 d12 + 0. Del grafico de la figura No.05 / 0.13 0.56 Calculo de la Longitud de la Poza O Colchón Amortiguador hv1 = q2 / 2g*d12 = 0.50 m ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.843 Y = 0. 179 . cuyos valores dependen de la inclinación de aguas arriba y de la velocidad de llegada.46 10 1.93 1.26 0.034 = 0 d1 = 0.11 m/seg/ml Calculo del Tirante Conjugado d2 No.664/0. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Calculo del Canal de Captación Calculo tirante de máxima eficiencia hidráulica 10.8.6.- Diseño del Desarenador 10.8.6.1.- Desarenador Los desarenadores son estructuras hidráulicas que sirven para decantar el material sólido no deseable que lleva el agua de un canal. Ese material sólido no es deseable en un sistema de riego porque a partir de ciertas cantidades y tamaño de partículas en suspensión:  Se depositaría en el fondo de los canales de riego disminuyendo su sección reduciendo su capacidad de conducción. Esto obligaría a realizar tareas de mantenimiento regulares, lo que se traduce en elevados costos y produce molestosas interrupciones en el servicio del canal.  Erosionaría las paredes de canales y en especial de tuberías de conducción y sifones invertidos (efecto de abrasión).  Obstruiría tuberías de conducción, sifones invertidos, medidores y otras obras de arte. Los elementos que componen un desarenador son: 1.- Transición de entrada Sirve para conducir de una manera gradual al agua que viene del canal hacia la cámara de sedimentación. Esta transición minimiza la formación de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 180 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS turbulencia que perjudican a la sedimentación. Para ello, se asegura que la transición tenga un ángulo de divergencia suave, no mayor de 12°30´. 2.- Cámara de sedimentación Es donde por aumento de la sección se logra una disminución de la velocidad del flujo, que hace que las partículas sólidas se precipiten al fondo. La forma de la sección transversal puede ser cualquiera aunque generalmente se escoge la rectangular por ser más eficiente, técnica y económica ya que concentra el material decantado en el centro, facilitando el trabajo de limpieza. La pendiente del fondo debe estar entre 2% y 6% para facilitar la evacuación de los materiales depositados. 3.- Vertedero Se construye al final de la cámara de sedimentación para captar el agua limpia de las capas superiores y entregarla al canal. La velocidad del flujo a través del vertedero debe ser también limitada (hasta 1 m/seg es aceptable) para no provocar turbulencia en la cámara de sedimentación. Para esa velocidad, la altura del agua sobre el vertedero no debería sobrepasar los 25 cm. Cuando la profundidad de la cámara de sedimentación es mayor que la del canal puede simplificarse el diseño simplemente disponiendo un escalón al final de la cámara de sedimentación, hasta alcanzar el nivel de solera del canal de salida. A veces para ahorrar se coloca un vertedero que une al final de la cámara de sedimentación y acompañada de una viga colgante tipo pantalla de impacto de flujo hacia aguas arriba del flujo. 4.- Canal de limpia El canal de limpia se diseña con flujo supercrítico y con una pendiente de 5% de sección hidráulica rectangular y controlada el flujo – sedimentos a eliminar por una compuerta de fondo. 5.- Toma de Fondo con Compuerta deslizante Normalmente, los desarenadores también incluyen una compuerta de lavado y un canal directo por el cual se da servicio mientras se lava el desarenador abriendo la compuerta. 6.- Vertedero de excedencias El desarenador no puede funcionar con exceso de agua y turbulencias provocadas por el ingreso de un caudal superior al previsto en su diseño. El vertedero de excedencias puede construirse antes de la transición de entrada o se puede usar una de las paredes de la cámara de sedimentación ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 181 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS como vertedero, descargando el caudal de exceso a un canal de limpia paralelo que conduzca de manera controlada el flujo que rebalse la capacidad de la cámara de sedimentación. La estructura combinada desarenador – vertedero de excedencias es práctica cuando las condiciones topográficas aseguran una descarga segura del caudal excedente. En los sistemas de Sierra cuando se planifique en un proyecto un sistema de riego presurizado se le tiene que acoplar un vertedero tipo barraje – transición al empalme con el canal principal. 1.2.0.- Clases de desarenador 1.3.0.- Fases del Desarenamiento 1.4.0.- Elementos de un desarenador 1.5.0.- Consideraciones para el diseño hidráulico Diseño Hidráulico Los factores a tener en cuenta en el análisis y el diseño de un desarenador son: a) b) c) d) e) La temperatura del agua La viscosidad del agua Tamaño de las partículas de arena a remover La velocidad de sedimentación de la partícula El porcentaje de remoción deseado. 1. Como dato se tiene el caudal de agua Q que viene de la toma lateral o del canal de conducción principal. Para el diseño deben tenerse en cuenta consideraciones:  Las partículas se toman como distribuidas uniformente.  El flujo alrededor de las partículas es laminar. Se determina el diámetro de partículas a decantar. Los materiales en suspensión se clasifican según su tamaño de acuerdo a la siguiente tabla. Tabla 1: Clasificación de Partículas Material Diámetro (mm) Arcilla 0.00024 a 0.004 Limo 0.004 a 0.062 Arena 0.062 a 2 Grava 2 a 64 En general, las materias en suspensión se componen de partículas de diferentes tamaños de grano. En ríos de llanura y montañas de media altura, las partículas coloidales pueden abarcar un amplio rango granulométrico desde la fracción de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 182 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS limo hasta la fracción de arena, mientras que en los ríos de montaña con pendientes fuertes los tamaños de grano pueden llegar hasta 2 0 3 mm. En los sistemas andinos de riego es tal la carga de sedimentos en el agua que las expectativas de eliminarlos no pueden ser muy ambiciosas teniendo en cuenta las limitaciones presupuestarias. Lo recomendable es diseñar un decantador de partículas con diámetros desde 1 mm. De todas maneras, un desarenador no podrá ser 100% efectivo y no hay un criterio exacto para la capacidad de transporte en el diseño de canales de riego que conducen agua recargada de sedimentos. La cantidad de materias en suspensión es expresada por la concentración de materias en suspensión C (kilogramos de materia en suspensión por metro cúbico de agua). En general, las concentraciones de materias en suspensión son: C = 0.1 a 1.0 Kg/m3 en ríos de terreno llano C = 2.0 a 10 Kg/m3 en ríos y torrentes de montaña. Los valores de los ríos en Sierra del Perú pueden ser superiores e inferiores, de acuerdo con las características de las unidades hidrográficas (topografía, geología, vegetación natural, intensidad de uso de suelo, degradación de laderas, etc.). 2. Se determina la velocidad de escurrimiento Vd. La velocidad horizontal de la corriente no debe sobrepasar un valor máximo para que:  La materia en suspensión pueda depositarse.  Las materias en suspensión ya depositadas no sean arrastradas nuevamente.  Las materias en el proceso de descenso no sean puestas nuevamente en flotación.  Se minimice con un flujo lo más laminar posible, la aparición de turbulencia. Esta velocidad considerada como límite puede ser comparada con la “velocidad crítica” conocida en las teorías del acarreo o sea del flujo de sólidos en suspensión. Según Camp, esta velocidad crítica es: Vd = a * (D) 0.5 Donde: Vd = velocidad de escurrimiento (cm/seg) D = diámetro del grano a decantar (mm) a = coeficiente que depende de D, según la Tabla 2. Tabla 2: Valores del Coeficiente de Decantación “A” ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 183 MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Diámetro (D) Coeficiente (a) D < 0.1 mm 51 0.1 mm < D < 1 mm 44 D > 1 mm 36 Para un diámetro de partícula de 1 mm, por ejemplo, la velocidad recomendada por este criterio sería 36 cm/seg ó 0.36 m/seg. 3. Se determina el ancho de la cámara de sedimentación. Considerando las limitantes que opone la topografía, éste es un valor que muchas veces debe fijarse de antemano, de acuerdo con las posibilidades del lugar. Normalmente no es factible económicamente fijar un ancho de cámara muy distinto en exceso al ancho del canal, pero debe tratarse de usar el máximo ancho posible para no exigir una altura de cámara muy grande. 4. Se determina la altura de la cámara de sedimentación. Considerando que el material de sedimentación debe poder ser removido manualmente, la altura será un factor que determine el grado de dificultad de ese trabajo. Por ello, conviene fijarla en un valor no mayor a 1.20 m. H = Q / (Vd * B), en el caso de sección rectangular Donde: H = altura de la cámara de sedimentación (m) Q = caudal de diseño (m3/seg) Vd= velocidad de escurrimiento (m/seg) B = ancho de la cámara de sedimentación (m); Por condiciones de pared y considerando la formación de líneas de corriente, es recomendable verificar la relación: 0.8 < B/H < 1.0 5. Se calcula la velocidad de sedimentación. La velocidad de sedimentación está en función principalmente del diámetro de la partícula debido a que el peso específico s de las tierras minerales es prácticamente invariable: entre 2.60 y 2.65. La tabla de Arkhangelski expone las velocidades de sedimentación para varios diámetros de partícula (Krochin 1978): Tabla 3: Velocidad de Sedimentación Según Diámetro de Partículas. D (mm) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 ESTUDIO HIDROLÓGICO Vs (cm/seg) 0.18 0.69 1.56 2.16 2.70 3.24 3.78 Pág. 184 86 5.60 0.40 5.29 19.5 para granos redondos 6.25 24.07 9.00 2.1) * 4 * g *D/3 * c) 0.70 0.00 5.32 4.5 Donde: Vs = velocidad de sedimentación (cm/seg) 3 Ϫs = peso específico de las partículas (g/cm ) g = aceleración de la gravedad (m/seg2) D = diámetro de las partículas (cm) C = coeficiente de resistencia de los granos. Se calcula el tiempo de retención.80 1.45 0.00 4.40 0.48 7. 185 .55 0.00 3.90 Si por determinadas circunstancias se debe considerar al flujo como turbulento (Re > 2000).50 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 0. c = 0.94 6.32 8. la fórmula para calcular la velocidad de sedimentación en tales condiciones es la expresión de Newton: Vs = ((Ϫs . El tiempo que demorará la partícula en caer desde la superficie al fondo (el caso extremo) será: ts = H/Vs Donde: ts = tiempo de retención (seg) 7.44 15. Se calcula la longitud de la cámara L = K * Vd * ts Donde: L = longitud de la cámara (m) K = coeficiente de seguridad K es un coeficiente de seguridad usado en desarenadores de bajas velocidades para tomar en cuenta los efectos de la turbulencia y depende de la velocidad de escurrimiento de acuerdo a la siguiente tabla 4: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Para el cálculo de su longitud se puede utilizar el criterio de Hinds: LT = (T2 – T1) / (2 tan (12. La falta de limpiezas regulares provoca su pronta inoperatividad. Aliviadero de demasías 11. teniendo en cuenta la magnitud del caudal sólido que conducen las fuentes en los sistemas de montaña.5°)) Donde: LT = longitud de la transición (m) T2 = espejo de agua en la cámara de sedimentación (m) T1 = espejo de agua en el canal de entrada (m). comprometiendo su estabilidad. 12.500 m3/seg D = 1.25 0. Computo del canal de limpia 9.30 1.5 mm Computo de La velocidad de escurrimiento (Vd) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Diseño Hidráulico del Desarenador Valores Básicos Q = 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tabla 4: Coeficientes de Seguridad K Velocidad de escurrimiento (m/seg) k 0. 186 .50 2.00 8.50 0. Compuerta deslizante en la toma de limpia 10.  En desarenadores con compuerta deslizante de fondo. debe evitarse que la descarga pueda provocar erosión a su paso hacia el cauce natural. Se calcula la transición de entrada. Situaciones que conviene evitar  El desarenador.20 1. La transición debe ser hecha lo mejor posible considerando que la eficiencia de la sedimentación depende en gran medida de la laminaridad del flujo y de la uniformidad en la distribución de velocidades en la sección transversal. es la estructura que necesita mayor frecuencia de limpieza. Esa erosión normalmente perjudica también a la propia estructura. 0 + 000 de la margen izquierda. 10.44 m/seg * 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Vd = 36 (1.3) = 1.00 m Computo de la altura de la cámara de sedimentación (B) H = Q/Vd * B = 0.00 m/1.124 m/seg) = 9.5)/(0. La toma del canal de alimentación será de concreto y sus dimensiones son de 0.60/2* tan (12.5) = 44 cm/seg = 0.00 m = 1.7.90 m.50 m3/seg/0. Diseño del Canal Principal 10.875 * 0.8.30 seg = 7. Este canal discurrirá sus aguas por los linderos de las parcelas existentes en la parte baja y finalmente es en el Km 2 + 000 en donde se prevee la entrega de sus aguas a la parcelas en la tomas laterales.1.35 m de altura.2.00 m (Por criterio del Consultor) 10.Generalidades El canal principal tomará sus aguas del río Ustuna en el Km.5 mm es.8.69 m L = 7.39 msnm.134 m H = 1.441 -3) * (2.. Esta toma poseerá una compuerta metálica deslizante y su cota de fondo es 2441.290)/2 = 12.7. L = 1.875 Calculo la longitud mínima de la transición (Lw) L = 1..30 seg Computo de la longitud mínima de la cámara (L) L = K * Vd * ts =1.Canales de riego por su función ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.50 m de ancho y 0. 187 .5°) = 0.7.0 – 1.440 + 15.15 m/(0.8.902 m L = 0.5 + (0.44 m/seg Calculo del Ancho de cámara (B) Se ha elegido un ancho de Cámara igual B = 1.15 m = 0.365 cm/seg = 0.44 m/seg * 9.124 m/seg Cálculo del tiempo de retención será: ts = H/Vs = 1.70 m K = 1. de acuerdo a la tabla: Vs = (9.00 m – 0.87 Computo la velocidad de sedimentación La velocidad de sedimentación para el diámetro de 1.5 – 0.15 m La relación B/H = 1. el área de riego que sirve un sub-lateral se conoce como unidad de rotación.. el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales a través de las tomas del solar. 10. y nacen de los canales laterales..5%0 y los taludes del canal será de 0:0 canal rectangular y los taludes del canal será de 0..Elementos básicos en el diseño del canal Se consideran elementos topográficos. geológicos.2.. y varias unidades de riego constituyen un sistema de riego.Bases de Diseño ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Llamados también sub-laterales.8.Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con pendiente mínima. son aquellos que salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos.8. normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos altos. el área de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego. El canal de alimentación será revestido de concreto en toda su longitud de 19..1. en otros. agrológicos. 1%0. este sistema adapta el nombre o codificación del canal madre o de primer orden. De lo anterior se deduce que varias unidades de rotación constituyen una unidad de riego. 10.  Canal de tercer orden.Descripción del Trazo Definitivo El trazo del canal principal definitivo se inicia en la toma de Ustuna de Ustunaccocha en la margen izquierda del río Ustuna.5%0. 10.8.Trazo del canal 10.3. ambientales. 2 %0..7. En su tramo comprendido entre los Km 0 + 000 y 19 + 940 la pendiente del canal es variable de 1. Las curvas del canal se han proyectado de tal forma que el eje del trazo coincida con el eje del canal proyectado definitivo. geotécnicos.  Canal de segundo orden. 2. hidrológicos. hidráulicos.Llamados también laterales.8.940 m con el fin principal de evitar pérdidas de agua durante su recorrido.. 188 .8.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientes denominaciones:  Canal de primer orden. es repartido hacia los sub-laterales.75 canal de sección hidráulica trapezoidal.8.8. 8.  Coeficiente de rugosidad. De acuerdo a la textura que posee estos suelos el modulo de riego para el que han sido diseñadas es de 0.40 lt/seg/ha (presurizado) que satisface el requerimiento de agua de los denominados “otros cultivos” como se demostró en el acápite de generalidades.3.Criterios de Diseño Para efectuar el diseño del trazo y de las secciones del canal de alimentación principal se han tenido en cuenta los siguientes criterios:  Caudales Máximos..20 (20 láminas).8. 10.  Velocidad permisible.8.5.Velocidad media permisible Se ha proyectado construir el canal de alimentación con revestimiento de concreto en toda su longitud..  Plano de secciones transversales N° ST – 01 a ST .430 m3/seg (Progresiva: 3 + 212 – 19 + 940 Km) Con el fin de satisfacer las demandas de agua de las áreas en estudio que serán regadas de 1510 has y además poder abastecer de agua potable.75 lt/seg/ha (gravedad tecnificado) y 0. 189 .8. 10.400 m3/seg (Progresiva: 0 + 300 – 3 +212 Km) Q = 0. Plano Topográfico El plano topográfico que sirvió de base para efectuar el trazo del canal de conducción fue tomado a la escala 1: 1 500 así como levantamientos especiales efectuados en el campo.  Radio mínimo de curvas. Las bases de diseño están conformadas por los siguientes planos topográficos:  Plano de planta topográficos N° PP – 1 a PP .Caudal Máximo de Diseño De acuerdo con el diagnóstico agrícola y el estudio sobre las áreas de expansión en el sector de riego Ccasanccay – Vinchos.4. 10.20 (20 láminas).MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS i.8. con el fin de evitar pérdidas de agua en su condición. taludes..  Pendiente. el canal de alimentación deberá captar del río Ustuna un caudal máximo de Q = 0. ya que los terrenos por las que atraviesa son de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. ancho de fondo y borde libre.  Plano de perfil longitudinal N° PP – 2 a PP – 20 (20 láminas).8. 00 m.8.8.8. 2.43 m1/3/seg (n = 0.6..8. 190 . La velocidad máxima calculada es de 0. Además un canal revestido permite diseñar la rasante del canal con una mayor pendiente que evite la sedimentación del canal con limos arenosos provenientes de las erosiones de cárcavas cercanas al cauce del río. 10.5 %0) en los diferentes tramos de 19.Tirante de agua ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 10.940 m del canal de conducción o alimentación.Taludes Para una adecuada construcción del canal se ha adoptado un talud de 0:0 para una sección transversal rectangular y (0.8.8. la pendiente.0 %0.10.Coeficiente de Rugosidad Para el caso de canales revestidos de concepto se ha considerado un coeficiente de rugosidad de Ks = 71. 10.8. Para el caso del canal de alimentación o principal el ancho de fondo del canal es de 1.Ancho de solera del canal El ancho de fondo o de solera del canal de alimentación es constante y está en función del caudal. 10.0%0 -1.. Se ha tratado de uniformizar el ancho de solera en los canales de secciones hidráulicas tanto rectangular y trapezoidal con la finalidad de no considerar las transiciones en los cambios de secciones que se presentan en los diferentes tramos debido al cambio de pendiente de la rasante. que para condiciones de una sección hidráulica óptima determina ancho de fondo más eficiente y sección más económica..8.Pendiente Longitudinal del canal La pendiente adoptada ha sido chequeada para que el flujo no discurra en condiciones críticas ni supercríticas.8.7.839 m/seg que están por debajo de lo permisible para canales revestidos.5%0 – 2. el coeficiente de rugosidad y el talud. 10.8.9.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS textura media y permeable..8..014).50) para una sección transversal trapezoidal. La máxima pendiente que existe es de (1. PST = Punto sobre tangente. Para el caso del canal el radio mínimo adoptado es de 5 m.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Los tirantes del canal proyectado son variables en todo su recorrido y se ha computado con las formulas de MANING ó SRICKLER mediante los gráficos de CURVA DE DESCARGA (Tirante Versus caudal/velocidad) ingresando con el caudal de diseño interceptando primero con la curva de Tirante versus Caudal so obtiene el tirante de agua y luego interceptando la curva de Tirante versus velocidad y proyectando una perpendicular al eje de la velocidad se obtiene este valor. 10.8. distancia del PC al PI. F = Flecha. formado en el PI E = External. PI = Punto de inflexión. R = Radio de la curva ST = Sub tangente.8.8. 10.. 191 . C = Cuerda larga.12.11. β = Ángulo de deflexión. LC = Longitud de curva que une PC con PT.13.Radios mínimos de Curvas en el canal El radio mínimo recomendable se puede calcular de 5 a 7 veces el ancho superficial del agua en el canal.8. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.8.Bordo libre El borde libre del canal ha sido adoptado teniendo en cuenta el caudal máximo y las recomendaciones del Bureau of Reclamation.. G = Grado.8. 10. es el ángulo central. El bordo libre máximo en el canal es de 0.20 m.Elementos de una curva A = Arco. PSC = Punto sobre curva.. es la longitud de la perpendicular bajada del punto medio de la curva a la cuerda larga. PC = Principio de una curva. es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz. es la cuerda que sub – tiende la curva desde PC hasta PT. es la longitud de curva medida en cuerdas de 20m. PT = Punto de tangente. 8.. 192 . normalmente la relación entre la escala horizontal y vertical es de 1 a 10. normalmente la relación entre la escala horizontal y vertical. Tener en cuenta los puntos de captación cuando se trate de un canal de riego u obra de arte. 10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 10. se proyectan caídas o saltos de agua. indicando su kilometraje  Tipo de suelo  Cuadro con elementos geométricos o hidráulicos del diseño. se proceden a dibujar el perfil longitudinal de dicho trazo. las escalas más usuales son de 1:1000 ó 1:2000 para el sentido horizontal y 1:100 ó 1:200 para el sentido vertical.Sección hidráulica optima ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.8. El procesamiento de la información y dibujo se puede efectuar empleando el Software AUTOCAD CIVIL 3 D (AUTOCAD Clásico. debe presentar como mínimo la siguiente información:  Kilometraje  Cota de terreno  BMs (cada 500 ó 1000 m)  Cota de rasante  Pendiente  Indicación de las deflexiones del trazo con elementos de curva  Ubicación de las obras de arte  Sección o secciones hidráulicas del canal.Rasante de un canal Una vez definido el trazo del canal.8. Para el diseño de la rasante se debe tener en cuenta:  La rasante se debe trabajar sobre la base de una copia del perfil longitudinal del trazo definitivo.8. también se tiene la máxima eficiencia o mínima infiltración.14. AUTOCAD MAP o AUTOCAD CIVIL).15. cuando esta no es posible debido a fuertes pendientes. debe ser en lo posible igual a la pendiente natural promedio del terreno (optimizar el movimiento de tierra).  El plano final del perfil longitudinal de un canal. chequeando la velocidad obtenida en relación con el tipo de revestimiento a proyectar o si va ser en lecho natural..  La pendiente de la rasante de fondo.  Para definir la rasante de fondo se prueba con el caudal especificado y diferentes cajas hidráulicas. ATOCAD LAND. Se ha confeccionado el plano N° . (2) V =D (Q1/2 (S1/2/n)3/2)0.400 m3/seg – 0.) = 0.5 ……………………….8. ii.5 %0 iii.5)0. Valores Básicos Caudal de Diseño (Qmax.5………………………………. sin embargo según la experiencia acumulada en la construcción de canales en el país. Para el canal proyectado de conducción será de 7.5 cm para canales pequeños y medianos y 10 a 15 cm para canales medianos y grandes.8. siempre que estos se diseñen sin armadura. (3) A = Q/V………………………………………………….. 193 .Diseño de secciones hidráulicas i.5……………………………………. (5) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.16. 10. 1.75) Pendientes longitudinales (S) = 1.Criterios de espesor de revestimiento No existe una regla general para definir los espesores de revestimiento de concreto.430 m3/seg Coeficiente de rugosidad (n) = 0.0 cm. (4) Y = 1/m (A) 0.014 Talud (1: 0...8.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La sección hidráulica optima del canal proyectado se ha computado la plantilla con la fórmulas de máxima eficiencia hidráulicas para que permita conducir el máximo caudal con un mínimo perímetro mojado y el resto de parámetros hidráulicos se ha calculado con las fórmulas de flujo uniforme de MANNING o STRICKLER y la verificación con las formulas de flujo critico de los cuales existe un parámetro importante el Número de FROUDE donde en todo canal se diseña en flujo subcrítico. se puede usar un espesor de 5 a 7.8.17.5 ………………………………………… .5 cm de espesor de revestimiento en toda la longitud del canal. Secciones Típicas El canal diseñado tiene en toda su longitud un espesor de revestimiento de 7. 2. Formulas aplicadas para el diseño de un canal  Formulas de Máxima Eficiencia Hidráulica para computar la plantilla (b) Computando la Plantilla del Canal (B).1 en lo se consigna las características constructivas del canal de sección rectangular y trapezoidal. 10. (1) D = (m /(m2 – z + 2 (1 + z2)0. Aplicando las Fórmulas de Máxima Eficiencia Hidráulica m = (2 (1 + z2)0.5 cm recomendado para este tipo de canal si es de sección hidráulica trapezoidal y si de sección hidráulica rectangular el espesor de revestimiento de 10.5. 2. 77 * R2/3 …………………………………………… (4) V = Ks * R2/3 * S!/2 H = t + V2/2g = t + V2/19.80 * t + 0. Comprobación del diseño hidráulico Formulas de flujo crítico V < Vc t > Yc F< 1 S < Sc v. (1) P = b + 2 * t (1 + Z2)0. (6) P = b + 2Y (1 + Z2)0. Resultados Canal de Conducción Principal Inicial Primer Tramo (0+00 km – 0+0+300 km) Canal Tipo Rectangular ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. ………………… (3) V = 1/n R2/3 * S!/2 = 2.5 * t …………………………………… (2) R = A / P …………………………………………………..5 = 0. (9)  Formulas de Manning o Strickler para computar los parámetros hidráulicos de la sección hidráulica optima. (8) R = Y/2 ……………………………………………….5 ………………………………… (7) R = A/P………………………………………………….MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS b = A/Y – ZY………………………………………….. 194 .62 ………………………………………………… (5) Q = V * A……………………………………………………………………… (6)  Canal de Sección Hidráulica Rectangular Formulas de Flujo Uniforme A=b*t P = b + 2y R = A/ P V = 1/n R2/3 * S1/2 V = Ks * R2/3 * S!/2 H = t + V2/2g Q=V*A iv...75 * t2………………………………………. A = b* t + Z* t2 = 0.80 + 2. 014 S (%0) 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Valores Básicos Qmax = 0.00 0.0015 Q (m3/seg) 0.78 R (m) 0. 195 .44 b (m) 0.014 S = 0.00 n = 0.400 Z n 0.39 Y (m) 0.400 m3/seg 1: z = 1: 00 n = 0.5 m D 1.90 m z = 0.01 A (m2) 0.62 V (m/seg) 1.89 P (m) 1.22 Valores Básicos Q = 0.32 0.0015 A=bxt P = b + 2t Rh = A/P V = 1/n x R2/3 x S1/2 H = t + v2/2g ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.400 m3/seg b =0.014 s = 0. 877 1.300 0.090 0.078 0.052 0.44 0.732 0.014 0.132 0.900 2.06 Q (m3/seg) 0.75 n = 0.014 S (%0) 2.237 0.44 Valores Básicos Q = 0.1 0.400 V m/s 1.288 0.3 0.7 0.8 0.069 0.62 V (m/seg) 1.5 0.114 1.474 0.400 Z n 0.90 A (m2) 0.54 R (m) 0.517 0.44 b m 0.400 m3/seg b = 0.257 0.082 0.900 A m2 0.028 0.014 S %0 1.014 Pendiente (S) = 2%0 R = A/P R = Y/2 Q (m3/seg) 0.00 m D 1.180 0.054 1.78 P (m) 1.810 0.50 0.01 Flujo Subcrítico 0.720 0.663 0.081 T m 0.396 0.396 P m 1.492 e cm 10 V (m/seg) 0.500 2.32 0.540 0.047 0.300 2.63 b (m) 0.237 0.22 Tramo (0+300 km – 3+ 220 km) Canal Tipo Trapezoidal Valores Básicos Qmax = 0.50 n = 0.339 0.34 V (m/seg) V2/2g (m) Y (m) 0.70 m 1: Z = 1:0.874 0.310 H m 0.138 0.6 0.400 0.601 0.180 0.100 1.263 n 0.9 1 t m 0.300 1.900 R m 0.057 0.235 1.700 2.000 1.222 R (m) 0.769 0.222 0.270 0.450 0.492 0.114 0.201 1.011 1.17 A (m2) 0.630 0.978 1.90 T* m 0.500 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Q=VxA Resultados aplicando las formulas de Manning – Strickler t (m) 0. 196 .162 1.074 0.014 S = 2%0 t (m) A (m2) ESTUDIO HIDROLÓGICO P (m) R (m) H (m) Q (m3/seg) Pág.2 0.228 0.736 0.557 0.100 2.081 Bl m 0.063 0.137 m3 Q /s 0.5 V2/2g (m) 0.865 1.274 0.780 1.55 P (m) 1.90 H (m) 0.400 m3/seg Talud (Z) = 1:0.039 0. 092 0.2 0.140 0.122 0.5 m D 1.176 0.158 0.244 1.050 1.450 1.0015 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.510 1.32 0.642 1.430 m3/seg b = 0.326 0.300 0.200 1.375 0.3951 0.50 n = 0.579 0.48 b (m) 0.700 2.057 0.200 0.044 0.190 0.70 A m2 0.210 0.5 0.650 0.351 0.351 0.014 S (%0) 1.10 T* m 1.916 1.244 0.341 1. 197 .591 0.014 S = 0.400 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 0.088 0.50 n = 0.450 2.20 Bl m 0.26 Valores Básicos Q = 0.688 1.475 0.200 2.355 P m 1.255 0.3951 b m 0.692 0.9 1 0.600 0.633 Tramo (3+220 km – 4+520 km) Canal Tipo Trapezoidal Valores Básicos Qmax = 0.990 Computo de los Parámetros Hidráulicos del Canal Aplicando las Formulas de MANNING o STRICKLER t m 0.804 0.273 0.950 3.028 1.62 V (m/seg) 1.128 0.07 A (m2) 0.022 0.0015 Q (m3/seg) 0.658 0.051 0.7 0.104 0.586 1.177 0.933 1.50 e cm 10 n 0.014 S %0 2.400 V m/s 1.3 0.430 m3/seg Talud (Z) = 1:0.950 1.429 1.50 P (m) 1.805 1.70 m Z = 0.688 R m 0.244 0.092 0.210 H m 0.035 1.001 1.6 0.079 0.40 Y (m) 0.127 1.735 0.200 0.880 1.430 Z n 0.065 0.0 T m 1.355 0.1 0.329 1.1049 Q m3/s 0.8 0.50 0.014 Pendiente (S) =0.140 0.116 0.460 0.950 2.127 Flujo 0.255 0.54 R (m) 0. 106 Bl m 0.869 1.014 Pendiente (S) = 0.034 1.176 0.088 0.200 R m 0.430 m3/seg Talud (Z) = 1:0.669 0.810 0.426 1.03 m3 /s 0.200 2.2 0.033 0.3 0.078 0.564 0.728 Q V m/s 1.83 P (m) 0.440 n 0.088 0.300 0.351 0.116 0.255 0.338 0.1 0.158 0.6 0.106 T m 1.25 H (m) 0.880 1.15 T* m 1.825 1.50 n = 0.54 Tramo: Km 4+520 a 5+400 Km Canal Tipo Trapezoidal Valores Básicos Qmax = 0.45 0.200 1.326 0.600 0.778 0.559 0.700 2.164 1.42 A (m2) 0.504 0.430 0.5 0.222 0.080 1.241 1.699 0.513 0.190 0.50 R (m) 0.Sección Hidráulica Trapezoidal ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.997 1.43 Flujo 0.10 Q (m3/seg) 0.475 0.035 1.735 0.038 0.014 S %0 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS | (m) 0.097 0. 198 .069 0.8 0.50 V (m/seg) 0.311 1.416 0.054 0.950 1.233 0.950 3.244 0.70 A m2 0.377 1.154 0.016 0.45 b m 0.092 0.450 2.450 1.228 0.200 P m 1.23 H m 0.375 e cm 7.9 1 t m 0.888 0.7 0.273 0.001 Resultados Máxima Eficiencia Hidráulica.059 0.912 1.5 V2/2g (m) 0.154 1.049 0.950 2. 175 A (m2) 0.49 A (m2) 0.011 0.070 Bl m 0.709 0.70 A m2 0.058 0.0 m D 1.111 0.244 0.735 0.950 3.326 0.410 Q /s 0.92 R (m) 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Q (m3/seg) 0.950 2.012 1.508 0.430 Z 0.950 1.158 0.430 m3/seg b = 0.200 1.040 0.50 n 0.3 0.540 0.181 0.124 1.014 S = 1%0 t (m) 0.20 T* m 1.176 0.022 0.040 0.97 P (m) 0.430 0.44 Pág.450 2.881 0.200 P m 1.600 0.55 e cm 7.6 0.419 0.64 P (m) 1.62 V (m/seg) 0.32 0.8 0.744 0.300 0.7 0.10 Q (m3/seg) 0.51 b m 0.163 1.548 0.950 1.43 m3 V m/s 0.752 0.351 0.30 H (m) 0.700 2.126 0.326 0. 199 .035 1.1 0.00 V2/2g (m) 0.088 0.014 S %0 1.52 b (m) 0.064 0.50 n 0.200 R m 0.273 0.50 n = 0.092 0.661 0.046 0.26 Valores Básicos Q = 0.222 0.014 S (%0) 1.880 1.070 1.461 0.47 Y (m) 0.80 R (m) 0.646 0.040 0.942 1.255 0.70 m 1:Z = 1 : 0.200 2.450 1.5 0.570 0.070 T m 1.25 ESTUDIO HIDROLÓGICO H m 0.190 0.964 1.970 1.026 0.89 Flujo 0.485 0.887 0.375 V (m/seg) 0.246 0.2 0.475 0.9 1 t m 0.052 0.858 0. 430 Z n 0.56 P (m) 1.20 A (m2) 0.002 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.014 Pendiente (S) = 0.23 Método de Manning y/o Strickler Valores Básicos Qmax = 0.70 m Talud (Z) = 1:0.62 V (m/seg) 1.014 S (%0) 2. 200 .32 0.430 m3/seg b = 0.50 n = 0.46 b (m) 0.37 R (m) 0.430 m3/seg Z = 0.50 0.36 Y (m) 0.5 n = 0.014 S = 2%0 R = A/P R = Y/2 Q (m3/seg) 0.00 m D 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tramo: Km 5+400 A 6+060 Km Canal Tipo Trapezoidal Máxima Eficiencia Hidráulica para computar la Plantilla Valores Básicos Q = 0. 326 0.413 0.63 Tramo Km 6+060 A Km 9+460 Canal Tipo Trapezoidal Valores Básicos Qmax = 0.216 0.011 0.933 1.014 S = 0.804 0.650 0.1 0.022 0.700 2.430 0.73 R m 0.15 Flujo 0.052 0.9 1 A (m2) 0.329 1.326 0.375 V (m/seg) 0.970 1.200 2.026 0.950 2. 201 .508 0.881 0.244 1.733 1.41 b m 0.012 1.62 V (m/seg) 0.430 Z n 0.50 n = 0.273 0.70 m Talud (Z) = 1:0.140 H (m) 0.964 1.950 3.540 0.022 0.2 0.070 Q (m3/seg) 0.158 0.7 0.163 1.709 0.092 0.255 0.014 S = 0.273 0.035 1.485 0.070 H (m) 0.5 m D 1.222 0.47 Y (m) 0.035 1.22 H m 0.735 0.200 R (m) 0.461 0.300 0.480 0.744 0.176 0.475 0.2 0.001 t (m) 0.111 0.586 1.642 1.181 0.079 0.177 0.75 n = 0.50 e cm 7.990 Computo de los Parámetros Hidráulicos del Canal Aplicando las Formulas De Manning O Strickler t m 0.600 0.752 0.190 0.429 1.070 1.124 1.3 0.1 0.52 b (m) 0.419 0.646 0.3 0.430 0.375 V (m/seg) 0.200 ESTUDIO HIDROLÓGICO P (m) 0.32 0.014 S (%0) 1.570 0.430 V m/s 1.692 0.244 0.880 1.148 1.0 T m 1.450 1.046 0.064 0.088 0.351 0.950 2.001 Q (m3/seg) 0.09 Q m3/s 0.430 m3/seg b = 0.950 1.175 V2/2g (m) 0.450 1.326 0.8 0.001 1.351 0.8 0.858 0.341 1.200 1.300 0.051 0.600 0.200 R (m) 0.040 0.950 3.9 1 A (m2) 0.5 0.200 2.942 1.092 0.579 0.176 0.058 0.658 V2/2g (m) 0.057 0.80 R (m) 0.20 Bl m 0.880 1.116 0.244 0.088 0.26 Valores Básicos Qmax = 0.067 0.410 Pág.510 1.158 0.805 1.050 1.092 0.128 0.104 0.6 0.351 0.735 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS t (m) 0.37 P m 1.50 n 0.374 0.450 2.126 0.140 Q (m3/seg) 0.200 1.70 A m2 0.014 S %0 2.255 0.700 2.450 2.246 0.7 0.10 T* m 1.430 m3/seg Talud (Z) = 1:0.591 0.040 0.50 0.028 1.661 0.6 0.5 0.950 1.200 P (m) 0.92 A (m2) 0.044 0.916 1.190 0.887 0.950 1.040 0.64 P (m) 1.255 0.475 0.244 0.548 0.122 0. 09 Q m3/s 0.430 Z n 0.50 Coeficiente de Rugosidad = 0.50 n 0.75 n = 0.37 R (m) 0.002 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS t m 0.430 m3/seg b = 0.20 A (m2) 0.97 R m 0. 202 .62 V (m/seg) 1.23 R = Y/2 Método de Manning y/o Strickler Valores Básicos Qmax = 0.46 b (m) 0.20 T* m 1.70 m Talud (Z) = 1:0.014 S = 2%0 R =A/P Q (m3/seg) 0.70 A m2 0.55 e cm 7.430 m3/seg Z = 0.35 Bl m 0.32 0.014 S %0 1.014 Pendiente (S) = 0.014 S (%0) 2.49 P m 1.89 Flujo 0.43 V m/s 0.56 P (m) 1.36 Y (m) 0.44 Tramo Km 9+460 A Km 11+060 Canal Tipo Trapezoidal Valores Básicos Q = 0.00 T m 1.25 H m 0.0 m D 1.50 0.51 b m 0. 088 0.642 1.880 1.028 1.128 0.122 0.460 0.104 0.400 0.176 0.244 0.475 0.688 1.735 0.68 8 0.355 0.40 0 Fluj o m/s 1.116 0.5 0.650 0.127 1.429 1.6 0.300 0.579 0.092 0.050 1.2 0 0.21 0 0.044 0.140 Q (m3/seg) 0.950 2.9 1 A (m2) 0.804 0.200 R (m) 0.990 Computo de los Parámetros Hidráulicos del Canal Aplicando las Formulas de Manning Ó Strickler t b A P R H e m m m2 m m m c m 0.200 1.950 1.329 1.3951 0.255 0.3 0.01 4 % 0 2.200 P (m) 0.0 n = 0.177 0.326 0.586 1.190 0.001 1.450 2.341 1.35 5 1.065 0.158 0.092 0.210 0.104 9 Q V m3/ s 0. 203 .255 0.014 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS t (m) 0.7 0 0.510 1.200 2.022 0.658 H (m) 0.057 0.700 2.273 0.244 0.600 0.805 1.591 0.1 0.244 1.12 7 0.5 0 10 n S 0.035 1.395 1 0.079 0.430 m3/seg Talud (Z) = 0.351 0.351 0.950 3.63 3 Tramo Km 11+060 A Km 11+400 – Sección Hidráulica Rectangular Valores Básicos Qmax = 0.916 1.7 0.1 0 1.375 V2/2g (m) 0.140 V (m/seg) 0.8 0.450 1.051 0.933 1.692 0.2 0. 0 T T* Bl m m m 1. 62 V (m/seg) A (m2) Y (m) b (m) 0.0025 Tramo Km 11+500 A Km 13+000 – Sección Hidráulica Trapezoidal Valores Básicos Q = 0.430 m3/seg Z = 0:0 n = 0.014 S (%0) 2.5%0 Valores Básicos Q = 0.50 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.014 S =2.430 m3/seg B = 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Pendiente (S) = 0.5 m D 1.00 0.00 m n = 0.430 m3/seg Z = 0. 204 .0 Pendiente (S) = 0.430 Z n 0.32 0.014 Z = 0.83 P (m) R (m) Tramo Km 11 + 400 Km A 11 + 500 Km – Sección Rectangular Valores Básicos Q = 0.0025 Q (m3/seg) 0. 692 0.122 0.642 1.200 ESTUDIO HIDROLÓGICO P (m) 0.579 0.116 0.140 H (m) 0.430 Z 0.176 0.014 S = 2%0 Q (m3/seg) 0.510 1.300 0.880 1.916 1.3 0.244 1.990 Pág.658 A (m2) 0.088 0.355 0.591 0.62 V (m/seg) 1.273 0.6 0.3951 0.351 0.32 0.244 0.688 1.429 1.400 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS n = 0.20 R (m) 0.244 0.700 2.035 1.50 Pendiente (S) = 0.044 0.450 2.735 0.104 0.950 1.128 0.9 1 A (m2) 0.079 0.950 3.475 0.177 0.002 t (m) 0.200 2.7 0.050 1.057 0.1 0.326 0.140 Q (m3/seg) 0.37 R (m) 0.014 S (%0) 2.065 0.200 1.190 0. 205 .022 0.586 1.805 1.650 0.210 0.70 m n = 0.36 Y (m) 0.375 V (m/seg) 0.430 m3/seg b = 0.127 1.051 0.351 0.56 P (m) 1.8 0.158 0.200 V2/2g (m) 0.092 0.092 0.341 1.46 b (m) 0.23 Valores Básicos Q = 0.600 0.329 1.950 2.804 0.50 m D 1.028 1.460 0.255 0.001 1.255 0.933 1.5 0.2 0.014 Z = 0.50 n 0.450 1. 088 ESTUDIO HIDROLÓGICO P (m) 0.014 S %0 2.011 H (m) 0.64 P (m) 1.62 V (m/seg) 0.040 Pág.430 Z 0.430 m3/seg b = 0.355 P m 1.014 S (%0) 1.3951 b m 0.400 V m/s 1.50 e cm 7.688 R m 0.50 Pendiente (S) = 0.014 Pendiente (S) = 0.32 0.70 A m2 0.430 m3/seg Z = 0.1049 Q m3/s 0.127 Tramo Km 13+000 A Km 14+000 – Sección Hidráulica Trapezoidal Valores Básicos Q = 0.50 n = 0.26 Valores Básicos Q = 0. 206 Flujo 0.5 n 0.52 b (m) 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Computo de los Parámetros Hidráulicos del Canal Aplicando las Formulas de Manning O Strickler t m 0.80 R (m) 0.92 R (m) 0.950 V2/2g (m) 0.47 Y (m) 0.092 V (m/seg) 0.001 Q (m3/seg) 0.0 m D 1.0 T m 1.1 A (m2) 0.001 t (m) 0.20 Bl m 0.70 m n = 0.111 Q (m3/seg) 0.633 .014 Z = 0.461 A (m2) 0.50 n 0.210 H m 0.10 T* m 1. 950 2.570 0.040 0.646 0.942 1.50 0.20 A (m2) 0.200 1.46 b (m) 0.046 0.50 0.56 P (m) 1.548 0.51 b m 0.022 0.964 1.176 0.32 0.450 1.244 0.002 Q (m3/seg) 0.00 0.200 2.50 n = 0.070 T* m 1.744 0.508 0.419 0.8 0.014 Z = 0.351 0.97 1.158 0.430 m3/seg b = 0.070 T m 1.450 2.430 Z n 0.052 0.300 0.002 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.44 Tramo Km 14+000 A Km 14+500 – Sección Hidráulica Trapezoidal Valores básicos Q = 0.246 0.881 0.430 m3/seg Z = 0.6 0.181 0.62 V (m/seg) 1.375 H m 0.950 3.89 Flujo 0.012 1.175 n 0.970 1.600 0.50 Pendiente (S) = 0.752 0.035 1.124 1.887 0.410 Bl m 0.014 S (%0) 2.43 V m/s 0.23 Valores Básicos Q = 0.37 R (m) 0.058 0.25 0.200 R m 0.858 0.5 0.014 S %0 1.326 0.273 0.70 m n = 0.190 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 0.55 e cm 7.709 0.7 0.014 Pendiente (S) = 0.126 0.064 0.070 1.49 P m 1.2 0.9 1 t m 0.430 0.09 Q m3/s 0.880 1.70 0.163 1.026 0.950 1.661 0.326 0. 207 .3 0.36 Y (m) 0.040 0.35 0.20 0.0 m D 1.485 0.475 0.700 2.735 0.200 A m2 0.540 0.222 0.255 0. 50 e cm 7.400 V m/s 1.326 0.804 0. 208 Flujo 0.8 0.650 0.244 0.001 1.600 0.07 A (m2) 0.128 0.5 n 0.48 b (m) 0.035 1.450 2.70 m n = 0.40 Y (m) 0.475 0.210 0.355 0.50 Pendiente (S) = 0.190 0.092 0.62 V (m/seg) 1.9 1 A (m2) 0.1049 Q m3 /s 0.092 0.6 0.700 2.50 n 0.116 0.351 0.950 1.688 1.122 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS t (m) 0.47 P (m) 1.10 T* m 1.429 1.255 0.127 1.177 0.510 1.200 2.50 Pendiente (S) = 0.044 0.0015 Q (m3/seg) 0.0 T m 1.140 Q (m3/seg) 0.028 1.460 0.244 0.079 0.591 0.273 0.255 0.54 R (m) 0.990 Computo de los Parámetros Hidráulicos del Canal Aplicando las Formulas de Manning O Strickler t m 0.210 H m 0.5 0.430 m3/seg n = 0.430 Z 0.014 S (%0) 1.200 1.26 Valores Básicos Q = 0.244 1.104 0.5 m D 1.051 0.1 0.3951 b m 0.3951 0.022 0.375 V (m/seg) 0.880 1.2 0.430 m3/seg b = 0.355 P m 1.050 1.692 0.014 Z = 0.950 2.341 1.176 0.400 0.579 0.088 0.014 Z = 0.586 1.450 1.014 S %0 2.200 R (m) 0.805 1.633 .658 V2/2g (m) 0.300 0.127 Tramo Km 14+500 A Km 15+500 – Sección Hidráulica Trapezoidal Valores Básicos Q = 0.735 0.950 3.70 A m2 0.32 0.20 Bl m 0.200 P (m) 0.158 0.065 0.7 0.642 1.933 1.057 0.329 1.351 0.688 R m 0.916 1.0015 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.140 H (m) 0.3 0. 62 V (m/seg) 0.0 m D 1.70 A (m2) 0.80 R (m) 0.475 0.728 Q V m/s 1.810 0.158 0.377 1.038 0.255 0.176 0.669 0.054 0.014 S (%0) 1.15 H (m) 0.106 T* m 1.092 0.033 0.375 H m 0.200 R m 0.222 0.564 0.014 S %0 1.950 2.5 V2/2g (m) 0.338 0.106 T m 1.912 1.7 0.069 0.25 Bl m 0.3 0.078 0.035 1.43 Flujo 0.888 0.154 0.190 0.154 1.034 1.42 P m 1.228 0.200 A m2 0.92 A (m2) 0.416 0.059 0.513 0.50 n 0.311 1.049 0.26 Valores Básicos ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.50 e cm 7.950 1.03 m3 /s 0.600 0.9 1 t m 0.869 1.45 0.426 1.52 b (m) 0.351 0.83 P (m) 0.233 0.64 P (m) 1.116 0.23 R (m) 0.699 0.016 0.164 1.504 0.54 Tramo Km 15+500 A Km 18+500 – Sección Hidráulica Trapezoidal Valores Básicos Q = 0.50 V (m/seg) 0.778 0.430 Z 0.088 0.440 n 0.6 0.950 3.735 0.32 0.50 Pendiente (S) = 0.559 0.088 0.450 2.5 0.014 Z = 0.45 b m 0.880 1. 209 .430 m3/seg n = 0.273 0.8 0.244 0.080 1.300 0.200 1.241 1.326 0.430 0.2 0.47 Y (m) 0.200 2.825 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS | (m) 0.450 1.1 0.001 Q (m3/seg) 0.097 0.10 Q (m3/seg) 0.997 1.700 2. 430 m3/seg n = 0.064 0.040 0.035 1.36 Y (m) 0.508 0.942 1.49 P m 1.7 0.5 n 0.001 t (m) 0.485 0.8 0.35 Bl m 0.950 3.326 0.570 0.700 2.858 0.450 1.273 0.887 0.014 Z = 0.709 0.89 m3 Flujo 0.181 0.560 P (m) 1.70 A (m2) 0.475 0.600 0.430 0.752 0.244 0.200 R m 0.430 Z 0.158 0.126 0.046 0.022 0.661 0.970 1.51 b m 0.50 Pendiente (S) = 0.430 m3/seg ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.011 0.255 0.088 0.092 0.3 0.00 V2/2g (m) 0.058 0.950 1.163 1.014 S (%0) 2.326 0.6 0.351 0.176 0.540 0.37 R (m) 0.410 Q /s 0.46 b (m) 0.744 0.190 0.44 Tramo Km 18+500 A Km 19+000 – Sección Hidráulica Trapezoidal Valores Básicos Q = 0.735 0.014 S %0 1.002 Q (m3/seg) 0.200 1.014 Z = 0.0 m D 1.55 e cm 7.964 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Q = 0.040 0.070 T* m 1.548 0.200 2.23 R = Y / 2 = 0.62 V (m/seg) 1.880 1.200 A m2 0.012 1.070 1.111 0.20 H (m) 0.419 0.461 0.222 0.50 V (m/seg) 0.2 0.70 m n = 0.175 n 0.070 T m 1.50 Pendiente (S) = 0.25 R (m) 0. 210 .09 Q (m3/seg) 0.32 0.881 0.950 2.9 1 t m 0.450 2.43 V m/s 0.300 0.646 0.124 1.026 0.1 0.430 m3/seg b = 0.950 1.246 0.052 0.23 m (Okey) Valores Básicos Q = 0.375 H m 0.20 A (m2) 0.040 0.5 0.23 m R = A / P = 0.97 P (m) 0. 688 0.5 0.1049 0.200 1.001 1.20 0.057 0.128 0.633 .429 1.50 7.140 Q (m3/seg) 0.079 0.950 2.022 0.210 0.255 0.735 0.255 0.300 0.014 S T T* Bl Q V /s m/s %0 m m m m3 2.6 0.065 0.8 0.50 Pendiente (S) = 0.9 1 A (m2) 0.351 0. 211 Flujo 0.1 0.0 1.510 1.804 0.092 0.127 Tramo Km 19+000 A Km 19+920 – Sección Hidráulica Trapezoidal ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.002 t (m) 0.70 m n = 0.190 0.104 0.990 Computo de los Parámetros Hidráulicos del Canal Aplicando las Formulas de Manning O Strickler t b A P R H e m m m2 m m m cm 0.591 0.028 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS b = 0.5 n 0.351 0.642 1.805 1.140 H (m) 0.600 0.950 3.658 V2/2g (m) 0.326 0.375 V (m/seg) 0.329 1.7 0.088 0.122 0.044 0.200 P (m) 0.210 0.127 1.475 0.244 1.177 0.092 0.950 1.70 0.116 0.158 0.3951 0.273 0.176 0.3951 0.051 0.460 0.050 1.244 0.341 1.700 2.450 2.688 1.3 0.355 1.916 1.200 2.933 1.355 0.035 1.10 1.2 0.014 Z = 0.450 1.650 0.400 1.880 1.692 0.579 0.200 R (m) 0.244 0.400 0.586 1. 011 0.52 b (m) 0.5 0.0 m D 1.2 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Valores Básicos Q = 0.046 H (m) 0.950 A (m2) 0.475 0.50 Pendiente (S) = 0.026 0.80 R (m) 0.200 V2/2g (m) 0.014 S (%0) 1.64 P (m) 1.661 0.092 0.190 0.430 0.950 1.600 ESTUDIO HIDROLÓGICO P (m) 0.62 V (m/seg) 0.3 0.014 Z = 0.970 1.26 Valores Básicos Q = 0.244 0.040 0.273 V (m/seg) 0.430 m3/seg n = 0.50 n 0.088 0.176 0.887 0.450 1.181 0.126 0.040 0.1 0.709 0.430 m3/seg b = 0.50 Pendiente (S) = 0.6 A (m2) 0.881 0.001 Q (m3/seg) 0.419 0.014 Z = 0.540 0.222 0.200 1.646 Q (m3/seg) 0.47 Y (m) 0.548 0.430 Z 0.246 0.111 0.255 0.485 0.570 Pág. 212 .92 R (m) 0.508 0.326 0.32 0.022 0.70 m n = 0.00 t (m) 0.950 2.461 0.040 0.158 0. 25 H m 0.51 b m 0.070 Bl m 0.35 0.300 0.Tubería De Conducción En Algunos Tramos Pequeños – Obras Especiales Tubería de conducción (en algunos Tramos del Canal de 0.200 A m2 0.410 Q m3 /s 0.950 3.744 0.070 1.9 1 t m 0.49 P m 1.163 1.035 1.50 n 0.124 1.070 T m 1.052 0.5 Km de longitud aproximadamente) el caudal de diseño es de 430 lt/seg.43 V m/s 0.89 Flujo 0.942 1.858 0.20 T* m 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 0.200 R m 0.44 Curvas de Descarga vii. túneles y sifón invertido.97 2. Para un sistema de riego ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.00 0.735 0.752 0.700 2.880 1.70 vi.7 0..450 2.351 0.375 e cm 7.964 1. 213 .012 1. para los cruces gasoductos.175 S %0 1.55 0.014 1.09 0.064 0.058 0.8 0. 0.326 0. 6858 A m2 0..009 S %0 0.8 %0 D = 24” (0.235 A (m2) 0.5 t/D 0.51 A/D2 = 0.8 T m 0. 214 .43 V m/s 1.23 H m 0.64 e cm n 0.5 Bl m 0.7634 R m 0.5992 V (m/seg) 1.4027 P/D = 1. y el canal colector para entregar sus aguas al canal de conducción principal. Diseño Hidráulico del Sifón Invertido Progresiva 6 + 900 – 8 + 000 Km Valores Básicos Q = 0.5908 R/D = 0.2531 Máxima Eficiencia Hidráulica de sección Hidráulica Circular Q (m3/seg) 0.3702 Clase C– 7. La toma lateral su caudal de diseño es de 30 lt/seg.2087 Flujo 0.970 R (m) 0.762 A m2 0.430 m3/seg n = 0.306 T (m) 0.150 t (m) 0.192 Q m3/s 0.59 R m 0.009 S (%0) 1.192 Q m3/s 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS tecnificado por Gravedad.7060 e cm n 0.631 5 D m 0.5 Bl m 0.009 S %0 1.66 Clase C – 7.2018 H m 0.18 Flujo 0.0 T m 0.51 D = 30 Pulgadas de Diámetro Interior (750 mm) Diseño Hidráulico de Cruces Gasoductos Aplicando Fórmula de Flujo Normal – MANING STRICKLER t m 0.6095 P (m) 0.430 n 0.51 D (m) 0.601 m) Bl = Y/5 t / D = 0.43 V m/s 1.009 S = 0.57 D m 0.154 D = 24 Pulgadas de Diámetro Interior (600 mm) Aplicando Fórmula de Flujo Normal – MANING STRICKLER t m 0.3649 P m 1.3937 Q V Flujo D = 27 Pulgadas de Diámetro Interior (675 mm) Aplicando Fórmula de Flujo Normal – MANING STRICKLER t D A P R ESTUDIO HIDROLÓGICO H e n S T Clase Bl Pág.3558 P m 1. 5 m 0.  Cruce transversal al canal principal a la quebrada (02 unidades).520 6 m 0. viii.  Disipador de energía tipo desarenador.6045 .2954 D = 30 Pulgadas de Diámetro Interior (750 mm).  Disipador de Energía.2239 m 0.  Canoa de cruce.4827 m 0.009 %0 1.  Sifón Invertido..  Disipadores de energía tipo desarenador. concreto simple. Por Criterio del Proyectista en los Cruces de los Gasoductos y Otros.430 m/s 1.  Coloches o acueductos.  Tramo de canal mediante plataforma acompañada de una zanja de coronación.7090 C– 7.Diseño de las Obras de Arte Las obras de arte han sido estandarizadas con el fin de facilitar su construcción. 215 0. tubo de concreto armado y simple. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.  Canal Tapado. Generalmente se ha empleado como material de construcción concreto armado.0 m 0. se ha seleccionado este diámetro de tubería por trabajar con 70 % tubería parcialmente llena que lo más recomendable en canal entubado.6061 cm 0.192 m3/s 0.  Acueducto subterráneo con badén uñas.762 m2 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS m 0.  Tomas laterales de riego Ccasanccay y Otros.3319 m 1. 11.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS XI. en función a las estaciones fuera del ámbito de estudio y apoyado con estaciones de la cuenca vecina del rio Cachi. Kc. longitud de cauce principal. Factor de forma = 0. humedad relativa y velocidad de viento. Pendiente media del río = 6. Pendiente media %. como producto de esta evaluación se estableció un periodo común 1965 – 2006.m. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.188. el método de Lutz – Sholtz. Perímetro de la microcuenca = 28. Coeficiente de Compacidad. Longitud mayor del Cauce (Km). Altitud media m.  En el punto de captación del río Ustuna. es decir que se trata de una cuenca circular o redonda. Factor de forma. a nivel de la microcuenca y punto de interés materia del estudio. 216 .  Se estimaron los caudales mensuales medios generados para un año promedio por el método deterministico – estocástico que son recomendados para los proyectos de irrigación de la Sierra Central.1.466 Km. Perímetro de la microcuenca (Km).s. Longitud mayor del Cauce = 11.m.193 Km.n. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones  Los parámetros físicos más representativos como el área.589. Altitud media = 4265 m.02%. los resultados son: Área de recepción = 24. altitud media. Los Parámetros más importantes son: área de recepción de la microcuenca (Km2).66 Km².  Se evaluó el comportamiento de la precipitación a nivel de subcuenca. en función a las variables meteorológicas tales como la temperatura. Coeficiente de Compacidad = 1. 2012 – Vinchos – Ayacucho.  Se ha evaluado la climatología en la microcuenca del río Yucaes parte media y baja y el área a beneficiar con el proyecto “SISTEMA DE RIEGO EN LAS LOCALIDADES DE CCASANCCAY Y VINCHOS”. pendiente media del cauce se determinaron para el punto de interés de la derivación dentro de la unidad hidrográfica Ustuna.n.s. Ff. Altitud [m.3 4 5 8 ÁREA DE RENDIMIENTO ESCURRIMIENTO CUENCA AL 80 % DE ESTIMADO EN PERSISTENCIA (lt/seg.26 217.30 4.93 4510 3950 3.464 24.38 65.70 2.45 8.m] Area No.66 98.20 1.66 123.20 2 Bocatoma 6.20 2 Bocatoma 6.345 0.64 24.28 157. RENDIMIENTO MEDIO MENSUAL (K) (LT/SEG/Km2) MESES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre 13 17 11 11 7 5 4 3.05 0.008 24.12 2.66 81.20 4610 3920 11. Determinación de los Caudales Medios Mensuales Para Un Año Promedio (Oferta) Método Estocástico Deterministico de LUTZ Microcuenca Ustuna.07 3.20 4.59 8.40 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.64 78.096 24.11: Caudales de Diseño Puntos de Interés de la Cuenca Sección de control de Represamiento Y Punto de la Sección de Control de Derivación No .66 271.102 24.22 335.66 197.64 78.s.05 3 Afianzamiento 1.14 9.00 6.1. Proyecto [ ] Máx [Km] Pendiente del río [m/m] Ls Min Tiempo Concentración D [h] [h] 2.00 6.47 0.25 1.30 98.38 65.01 6.17 1.824 Los parámetros morfológicos y del Hidrograma Unitario en el Punto de Interés para los caudales máximos de diseño en la captación futura son: Cuadro 8.912 24. Proyecto Área PERIODO DE RETORNO (Años) km2 5 10 25 50 100 200 500 1000 1 Represamient o 6.10: Parámetros morfológicos y del Hidrograma Unitario en los Puntos de Interés.67 0.3 3.008 24. 217 .) ESTUDIO (LT/SEG) (Km2) 24.35 3.09 [h] 1 Represamiento 6.06 3.66 123.66 271.31 9.73 2.58 256.76 3.60 4610 3912 11.26 217.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro Nº 6.62 138.102 24.912 24.n.39 3.70 3.30 98.66 81.66 172.64 24.66 320.66 98.66 419.91 1.08 Cuadro 8.376 24.10 6. tienen la siguiente precipitación total anual promedio. en la sección de control o interés de la derivación de caudales y otros métodos deterministicos. Método SCS.66 Km2): 905 mm. habría ocurrido un Qmax = 5.00 200 2. la socavación general. las microcuencas confortantes.24 5.  La determinación teórica fue contrastada con el caudal máximo extraordinario (Qmax).74 7.85 3.21  Análisis de Máximas Avenidas.  Se realizó la estimación de la socavación general. al que correspondería un período de retorno mínimo referencial de 50 y 100 años (rango superior de precipitación máxima 24 horas).93 1.5 m las uñas de la cimentación. con diámetros medios.00 m3/seg.5 Considerar para la Socavación en la toma de decisiones para el diseño de las represas. calculados a partir del análisis granulométrico del material conformante de la sección del control con valores de Dm = 200 mm.20 m3/seg.40 2.25 8. y con los parámetros geomorfológicos respectivos. determinado por el Método Sección Pendiente y las marcas de las aguas máximas históricas. la ubicación del estrato o basamento rocoso y aguas arriba de 2.60 5.00 m3/seg y 8. en el rango de precipitación máxima en 24 horas establecido. a lo largo del perfil de la sección estaría en el orden de máxima de: Socavación General CAUDAL DIÁMETRO MEDIO RANGO SOCAVACIÓN (m3/seg) Dm (mm) S (m) 4. para el período 1965 – 2006: Microcuenca Ustuna (24.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3 Afianzamiento 1. áreas de la Microcuenca del río Ustuna en el punto de interés de la derivación de 4. 218 .00 m3/seg y 6. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. se obtuvo el siguiente rango de caudales máximos instantáneos referenciales para los períodos de retorno (50 – 100 años).  Precipitación Total Anual Promedio En el Área de Estudio.51 2. 00 m3/seg. se sometieron a un análisis de frecuencias. Demanda Hídrica Total: 2.00 m3/seg.30 MMC.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS  Los Recursos Hídricos Disponibles Por la actualización de la generación de escorrentía. para un área de 800 ha de riego de gravedad tecnificado y presurizado.30 MMC.00 MMC al 80% de Persistencia  La Demanda Hídrica Agrícola La demanda hídrica agrícola total anual determinada fue de 2. obteniéndose para diferentes períodos de retorno los caudales mínimos siguientes: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. y con un módulo de escorrentía de 95. en el período 1965 – 2006. y a partir de la precipitación máxima en 24 horas. y las características geomorfológicas de la microcuenca Ustuna.30 MMC riego presurizado. Demanda: 2. Los caudales mínimos fueron ajustados gráficamente a la distribución teórica acumulada de valores extremos Gumbell Tipo III. con una cédula tipo de cultivos transitorios y permanentes.  Qm PR 100 = 6. se obtuvieron los siguientes caudales máximos instantáneos (Qm en m3/seg).35 m3/año/km2/mm (1965 – 2006). se obtuvo la serie de caudales medios mínimos. se obtuvo la oferta hídrica total y parcial promedio siguiente: Oferta Hídrica Ustuna: 6. fluctuando de 0. y para diferentes períodos de retorno (PR en años): Derivación en el Punto de Interés sobre el rio Ustuna Qm PR 50 = 4. 219 . Déficit: 0.  El Balance Hídrico Se realizó el balance hídrico mediante la simulación de la operación del sistema de Irrigación Ccasanccay. con una satisfacción del 100% del total anual promedio demandado: Oferta: 6.17 m3/seg.05 a 0. asignándole a cada caudal una probabilidad. Eventos Extremos Mínimos A partir de los caudales medios mensuales generados para el rio Ustuna (período 1965 – 2006).880 MMC.000 MMC  El Análisis de Máximas Avenidas Por el Método del Hidrograma Unitario Sintético del SOIL CONSERVATION SERVICE (SCS). demostrado que el MODELO MATEMÁTICO ESTOCASTICO de LUTZ – SCHOLZ esta calibrado para la zona de estudio. con el objeto de garantizar su funcionamiento en las condiciones de sequías extremas. tiene un volumen no utilizable o fósil de 0.360 200 0. 220 . Caudales Extremos Mínimos PERÍODO RETORNO (años) DE CAUDAL MÍNIMO (m3/seg) 2 0.12.00 lt/seg/Km2.63 lt/seg/Km2.500 500 1.086 10 0. han de servir de marco de referencia para la elección de los caudales para el diseño de la estructura de toma de fondo del Proyecto Irrigación Ccasanccay y Vinchos de la Margen Izquierda del río Ustuna. con profundidades que varían en un rango de 4 a 30 m.166 MMC. Estudio de la Batimetría La laguna Ustunaccocha presenta una forma alargada. producto del deslizamiento y arrastre de las aguas afluentes del río Ustuna a la laguna.050 5 0.200 Estos valores mínimos de caudales mensuales extremos.150 50 0.00 a 8. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.250 100 0. presenta actualmente una cortina del desprendimiento de bolonería de rocas y sellada por los finos. El Embalse Ustunaccocha al nivel o cota más baja de salida de la toma de fondo.120 25 0. tiene un volumen total de 3.  Los Rendimientos Unitarios de la Microcuenca Los rendimientos de la microcuenca Yucaes es de 7. El embalse USTUNACCOCHA al nivel o cota 3971 msnm del aliviadero o rebose.334 MMC de agua El Volumen útil de agua del embalse Ustunaccocha es de 3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cuadro Nº 8. este valor se encuentran dentro del rango permisible para unidades hidrográficas de la Sierra Central Sur que varían de 7. resultado de la diferencia entre el volumen total y volumen fósil.50 MMC de agua. 0 MMC y del afianzamiento Hídrico 1.360 MMC.750 MMC).5 MMC al año que se perderá.8608 m2 (1. No se presentará déficit en sector de riego Ccasanccay para sus diferentes unidades de riego proyectadas.394. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.00 msnm.943 MMC). La demanda de agua del valle de Ccasanccay es de 2. El volumen actual almacenado corresponde a 942.1385 m2 y la cota de 3938.00 msnm.466560 MMC).00 msnm (Fondo del aliviadero o vertedero de demasías) Toma de Fondo : 3954.34 m2 y representa el 10% de la superficie o Espejo de aguas del embalse.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Las cotas de la Represa y los niveles de agua son las siguientes: Coronación : 3977. representando el volumen estable actual.93 MMC al año y el afianzamiento hídrico del río Chojehuaray 914 288. (Nivel de fondo de la boquilla en el Diseño) : 3915. La superficie o área del espejo de aguas a la cota de máximo embalse (3971 msnm) es 0.00 msnm el área de dicho espejo de agua es de 43. de los cuales se derivará mediante un canal colector un caudal de 30 lt/seg (0.40 MMC para una superficie de 800 ha. El perfil longitudinal del fondo del cauce muestra acumulaciones del material de arrastre de 0. haciendo un total del recurso hídrico para dicho sector de riego de 2. NAMI NFBD CPMBB : 3954.50 msnm.92 m3 (0. Balance Hídrico El embalse Ustunaccocha no llegara a secarse en los períodos analizados. Aliviadero : 3975.750 MMC igual a un caudal 59 lt/seg. NAME : 3976.34 m2 El área de arenamiento actual (Junio 2012) por colmatación de sedimentos transportados por el río Ustuna principal afluente del embalse Ustunaccocha es de 43 394.604.00 msnm.00 msnm (nivel del fondo más bajo en la laguna a unos 200 m del eje de la boquilla).00 msnm (Fondo del eje de la boquilla – limpiar o descolmatación de los sedimentos de la boquilla) : 3954. El aporte al valle proveniente del embalse Ustunaccocha se presenta en los meses de Mayo a Octubre y en promedio es de 2. 221 .50 msnm NAM0 : 3975. Existe un reboce proyectado en el embalse Ustunaccocha en promedio de 2.47 MMC. Para el sector de riego Ccasanccay del embalse Ustunaccocha recibirá 2. la instalación en el Área de Estudio. que pueden aprovecharse. 222 . establezcan dentro de su plan de actividades un seguimiento y monitoreo a los planes de cultivo y riego. de estaciones Hidrometeorológicas en la microcuenca Ustuna. en los cursos más importantes o estratégicos. La oferta de agua en Ustunaccocha para el período 1964 – 2011 es de 0. sin embargo de Julio a Diciembre presenta déficit que son abastecidos por el embalse Ustunaccocha. un rango de caudales máximos instantáneos en el río Ustuna Aguas arriba de donde nace el río. Recomendaciones  Se recomienda. para un período de retorno no menor de 50 años. Igualmente.  De acuerdo a la conformación del vaso. De igual manera para el Sector de riego de Ccasanccay con una batería de reservorios o Cámaras de Carga.505 MMC).  Considerar para el diseño hidráulico de la bocatoma o captaciones directas de los ríos 2011. para una superficie de 550 ha. pues las precipitaciones y el agua producto del manante y ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. de tal modo que una adecuada red Hidrometeorológica. existe un rendimiento hídrico de la microcuenca Ustunaccocha. en número adecuado y ubicadas convenientemente.00 m y un volumen de 504 539.  Que la Juntas de Usuarios y Comisiones de Regantes que se encuentran en el ámbito de la jurisdicción de las Administraciones Locales de Aguas de Ayacucho. 11.188 m3/seg como caudal anual promedio.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS La demanda de agua en Anchachuasi es de 1. esta ofrece impermeabilidad aceptable y adecuada para conformar un embalse que contenga mayores volúmenes. un desnivel de 8. El río Ustuna presenta excedentes en los meses de Enero a Junio. dotar de las estaciones Limnimétricas en aguas arriba de la Derivación o Captación. que permita conocer las áreas bajo riego reales y en el corto plazo ajustar la demanda de agua.2. para los afluentes del río Ustuna. De acuerdo a la batimetría del embalse Ustunaccocha existe entre la cota 3938 msnm (cota de superficie hasta donde es factible rebajar) y la cota 3940 msnm (cota del nivel de las válvulas de compuertas o control).36 m3 (0.375 MMC. que se perderá como rebose y que puede aprovecharse si se planifica en el área de riego del sector Anchachuasi una batería de reservorios nocturnos para ser almacenado y ser utilizados en época de estiaje campaña grande como riego complementario y campaña chica con un Sistema de Riego Presurizado. que permitan disponer en el futuro de la suficiente información para validar y/o ajustar las estimaciones de escorrentía efectuadas.  Es necesario que se efectúe en el corto plazo la determinación del caudal ecológico con énfasis en cada una de las quebradas y Microcuenca de Ustuna.  Referente a la estabilidad. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. esta no ofrece un volumen para sedimentos de fondo y suspensión.  Es necesario realizar la estimación de la oferta hídrica de la Microcuenca Ustuna en el punto de interés de la captación en los próximos 25 años considerando el efecto del cambio climático sobre la lluvia y temperatura con el fin de evaluar los escenarios en el futuro y los sedimentos en la derivación. otra medida de mitigación es sembrando una forestación con especies nativas del lugar. por lo que se recomienda realizar una limpieza de cauce y conformación de barreras previas al ingreso a manera de desarenadores tipo disipadores de energía que permitan controlar el arrastre de sedimentos aguas arriba del embalse como una medida de prevención de limpieza continua y oportuna. 223 . se observa una adecuada estabilidad debido a que los basamentos rocosos de toba garantizan estanqueidad y estabilidad de la misma  Con referente a la conformación del vaso. situación que conllevará a ajustar el balance hídrico del proyecto de Ccasanccay.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS escurrimiento superficial – Subterráneo aseguran un almacenamiento de agua de mayores volúmenes. ESTUDIO DE EVALUACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIALES EN LA CUENCA DEL RÍO PAMPAS AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUA y ALA AYACUCHO. Mayo de 2012.989. Mayo 2009. 7. 9. Diciembre 2010. Estudio Hidrológico Proyecto Construcción Sistema de Riego Vicos.R. 8. MINISTERIO DE LA PRESIDENCIA INSTITUTO NACIONAL DE DESARROLLO – INADE PROYECTO ESPECIAL RÍO CACHI – PERC “Actualización y Complementación del Proyecto Integral Río Cachi Primera Fase Revisión y Adecuación del Esquema Hidráulico ANEXO 1 HIDROLOGÍA Y METEOROLOGÍA HC & ASOCIADOS S. SAN MARTIN DE PARAS Y HUAYHUACCO EN EL DISTRITO DE PARAS – CANGALO AYACUCHO. Estudio Hidrológico Proyecto Construcción de Irrigación para las Comunidades de CHAUCHURA. Estudio Hidrológico de la Represa de Ticllaccocha del Proyecto de Irrigación Masinga Distrito de Tambo Provincia San Miguel Ayacucho 2010. 2011. Económica y Ordenamiento Territorial en la Región Ayacucho.L. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Junio 2011. 6. y Consulting Group GFA Programa de Riego y Manejo de los Recursos Hídricos en la Subregión Chanka Gobierno Regional de Apurímac República del Perú Estudios de PREINVERSIÓN Tomo IV: Estudio Hidrológico. Oficina Nacional de Evaluación de Recursos Naturales. Caracterización de la Oferta Hídrica Superficial de las Cuencas Pampas. Enero 2011. Estudio Hidrológico de la Represa de Yanaccocha Socos Huamanga – Ayacucho. LA VICTORIA Y ASOCIACIÓN SAN JUAN DE LA FRONTERA EN EL DISTRITO DE PICHARI. Estudio de Evaluación de Recursos Naturales y Plan de Protección Ambiental – Departamento de Ayacucho. Setiembre 2010.994. Agosto 1. Estudio Hidrológico E Hidráulica Fluvial del Río Pichari. Proyecto CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE PROTECCIÓN A EVENTOS DE INUNDACIONES EN LOS SECTORES DE MARAVILLAS.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS 1. Tambo San Miguel La Mar Región Ayacucho. 10. 11. Consulting Engineers SALZGITTER GmbH. 224 . MARAYSERA. SAN ANTONIO. SAN ISIDRO. Proyecto “Desarrollo de Capacidades en Zonificación Ecológica. Lima 1. 12. LA CONVENCIÓN – CUZCO. 1984. 2. Ministerio del Ambiente. 4. 5. Apurímac y Urubamba. Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos del SENAMHI. Lima – 2010. Wendor Chereque Morán HIDROLOGÍA para estudiantes de Ingeniería Civil Obra auspiciada por CONCYTEC PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERÚ. ONERN. 3. 16. Febrero del 2002. 2008. Construcción y Saneamiento Instituto Nacional de Desarrollo Proyecto Especial Binacional PUYANGO – TUMBES PEBPT. 14. 17. G. 2008. Manual de Obras Hidráulicas de ANA MINISTERIO DE AGRICULTURA PERÚ. MINISTERIO DE LA PRESIDENCIA. Walter Obando Licera. 15. Septiembre. Perfil de Irrigación Faical Zarumilla – Tumbes Estudio Hidrológico Quebradas Faical y Hondonada. República del Perú Ministerio de Vivienda. Lima – Perú. Francisco J. Walter Obando Licera. 19.a.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 13. Aparicio Mijares “FUNADAMENTOS DE HIDROLOGÍA DE SUPERFICIE Limusa Grupo Noriega Editores. Máximo Villón Béjar HIDROLOGÍA Segunda Edición Editorial Villón. Consejero Científico de la Dirección de Estudios e Investigaciones. Barcelona – España. 1974 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Proyecto Pucayacu Estudio Hidrológico Proyecto Especial Huallaga Central y Bajo Mayo INADE – PEHCBM – SAN MARTIN PERÚ. 1987. 2003. INC. REMENIERAS “Tratado de hidrología aplicada” Jefe de Servicio. Maidment University of Texas at Austin McGraw – HILL. Noviembre 1994. 225 . HANDBOOK HYDROLOGY David R. 18. Mayo. s. Segunda Edición Editores técnicos asociados. 335 0.271 6 6 0.349 1 0.60 Seg T2 = 5.00 INICIO M H.896 1 0.3 m Área Prom.23 Tiempos m 2 T1 = 5.61 2 1.135 0.97 m/s Caudal (Q) = V *A Q ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.225 0.TERMI 12.2048 X R + 0.677 1 1 0.438 3 3 0.14 m/s = 1.325 0.80 Seg T3 = 4.407 1. = 5.27 80 40 1.02 1.896 1 0.2 32 40 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ANEXOS AFORO CON CORRENTOMETRO ESTACI ON LADUNA USTIA RIO USTUNA PUNTO FECHA DISTANC PROFUNDID IA AD No.80 Seg T4 = 4.265 1 0.265 0.25 Seg 6.80 Seg T5 = 5.3048 R=REV/SEG VELOCIDAD m/s COEF AREA m2 CAUDAL (m3/seg) MD 0 0 0 40 40 0. = 8 2 Longitud tomada para la prueba = Velocid ad = 1.29 2 m Área 3 = 1.30 NO M V=(2.351 4 4 0.34 m3/s Velocidad media = 0.135 2 2 0.00 mts m Área 2 = 1. 226 OBSE RV Vm al 40% Vm al 40% Vm al 40% Vm al 40% Vm al 40% Vm al 40% .20 Seg T6 = 5.33 89 40 1.30 Seg Tiempo Prom.35 53 40 0.4 75 40 1.766 AFOROS DEL RIO METODO AREA VELOCIDAD ESTACION: Laguna Ustunaccocha FECHA: 11-04-2012 Área de Secciones Área 1 = 1.543 1 0.501 1 0.25 53 40 0. REVOLUCIONE S No. SEG) 05/04/20 12 DIA 12.162 5 5 0.0178) X 0.34 0. 80 Seg Pág.00 Seg 22.00 Seg 22.21 0.00 Seg 2 T2 = 21.00 Tiempos 2 T1 = 22.00 Seg m m m 2 0. = 21.23 m T4 = T5 = T6 = Tiempo Prom.24 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS AFOROS DEL RIO METODO AREA VELOCIDAD ESTACION: Laguna Ustunaccocha FECHA: 19-06-2012 Área de Secciones Área 1 = Área 2 = Área 3 = Área Prom. = ESTUDIO HIDROLÓGICO 0.00 Seg 2 T3 = 22. 227 .00 Seg 21. 39 m/seg Q = 0. 228 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Longitud tomada L= 10 mts.089 m3/seg Q = 0.090 m3/seg ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.46 m/s y Velocidad media = 0. Velocidad V = 0. 229 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS FOTOS Foto N° 01. Aforo Aguas Arriba de la Laguna con correntómetro y Medición de la Sección de Control ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. éste caudal ecológico. debe ser siempre superior al caudal medio del mes más seco. y el caudal mínimo debe ser el 10% del caudal medio del río (MOPU. Caudales Ecológicos – Ley de Recursos Hídricos y Reglamento de la Ley N° 29338) “ En todo cauce natural de agua. el cual debe ser regulado. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. de tal forma que mantenga su capacidad ecosistema. 1989). Aforo con el Método del flotador y Método del Correntómetro a la entrada de la Laguna Ustunaccocha Caudal Ecológico Se entenderá como caudal ecológico al volumen de agua que se debe mantener en las fuentes naturales de agua para la protección o conservación de los ecosistemas involucrados la estética del paisaje u otros aspectos de interés científico o cultural (Capítulo VIII. 230 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS FOTO N° 02. se debe mantener el “ caudal ecológico”. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ESTUDIO DE LA CUENCA RIO USTUNA 1.193 Km Longitud del cauce principal Rio Ustuna L = 11.466 Km Curva Hipsométrica de la unidad hidrográfica del Río Ustuna Cuadro N° 2.1.66 Km2 Perímetro total de la cuenca delimitada P = 28. Delimitación Área total de la cuenca rio Ustuna A = 24. Precipitaciones Medias Anuales (Mm/Año) con Datos y las Ecuaciones Precipitación .Altitud ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 231 . 2 Huachocolpa 3860 900.5 (*) 1059.s.3 1.790 DE GRAVELIOUS (Kc): 2. 128   Altitud más alta de la microcuenca Choccoro 4025  1 .6 CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICO DE LA CUENCA Chuschi PROYECTO 3141 723.66 Km2 983.73 i  c i 1 ci  17.6de ALTITUD MEDIAoSIMPLE (H Ustuna 4265  777.1 P  0 .4 ALTITUD MEDIANA DE LA CUENCA (Hm): 571.s.4 Huapa 3600 691.350 4410 700. 1Fuente: .2 Lircay 3280 845.671.82    Vischongo Área de la Microcuenca rio Ustuna Los Libertadores 3710 Área de la microcuenca Altitud media ponderadario de Ustuna la microcuenca Perímetro de la microcuenca Tunsulla 3900 rio Ustuna Índice compacidad Gravelious ms): (calculado) 1.230 DE LA CUENCA 3100 177..4 823.0 FACTOR DE RELIEVE 3600 DE LA CUENCA 745.66 de Ustuna se tiene un 12.s.2 902.4 RIO (*) USTUNA: 927.37 Huancavelica 3680 803.143 1079.00 1142.6 703.550 2900 423.195.5 (*) A 692.143 Km Km 1.82 751.700. 2821 * K C Sumatoria y cotas medias (ai*ci) Tambillo áreas parciales3250 669.4 (*) 968.5 (*) 413323.50 Vilcashuaman 3150 614.4 Adim 1.2 UBICACIÓN RUBRO Putacca ELABORADO 3550 740.3 Astobamba 4500 733.671.2 346. 4.92983 P = 0.00 02/07/2012 PROYECTO 98.s.m.0 (*) 716.4 (*) 1382.m.n.4  737.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ESTACIÓN ALTITUD (H) PRECIPITA CIÓN ANUAL (mm) PRECIPITACIÓN ANUAL (mm) (msnm) P -350 = 042157 (H – 2000)0.589 Adim Km2 24.748.627.00m.n.039.0 (*) 927.66 3.185.2 24.5 ALTITUD MEDIA PONDERADA (Hp): Pampa del Arco 2761 02/07/2012 827 m.6 Cuchoquesera 3750 786.6 Allpachaca 1.3  c  c mTOTAL: 2.00 San Pedro de Cachi 3188 588.2 ai ci ai*ci 1.6 821.942 Km2 24.5048 H – 889.413.658 2582 c3275 Quinua 732.444.360 A 7.269.9 Corpac 2749 1.00 m.4 3141 702.8 571.m. 3920.1 158.9 Paras 3330 676.1 CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE663.16 Km 28.00 83.6 905.9 1003.2 (*) 719.4 Cm = ms = H Altitud media simple de la microcuenca 2  (*): Datos Propia.3 RECTANGULO EQUIVALENTE DE AREAS PARCIALES: L i  A l i Kc = A= Hidrográfica L= l= A= 1.4 mKm2 24.7 (*) 696.7 POLIGONO lDE FRECUENCIA 1 .6 m.000 3900 164.291.00 4300 2.00 493.6 (*) 498.00 CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICO 57. 232 .5 4265.2 RECTANGULOHEQUIVALENTE  M Ccasanccay ms 3393  2 K C 3540 A  Sachabamba  la microcuenca 1 1 Altitud más bajaL de 1 . 128   K C 2   (ai*ci) = A = AH= p= P= Kc= Km2*m 2.  CM = 850.610. 128  K C PARCIALES    Ploteando las áreas parciales en porcentajes a diferentes altitudes se tienen:   Isoyetas (Rango de oPrecipitaciones) Índice de compacidad Gravelious (calculado) Área de la Microcuenca rio Yucaes De acuerdo al mapa de las Isohietas Lado mayor del rectangulo equivalente: Lado menor del rectángulo equivalente: Área del rectángulo equivalente (A=L*l): de la Unidad ESTUDIO HIDROLÓGICO 2. K C Ade SENAMHI.1 (*) 504.PARÁMETROS H P  DE FORMA DE LA CUENCA: 24.00 (c i * a i ) Alcomachay 2730 393.6 (*) 54.n. 4.0 (*) 766.00 ELABORADO Luricocha 2580 433.0 (*) RUBRO 70.407.983.930 3300 280.00 UBICACIÓN Huanta 2628 476.7 2.413.407.630 4100 674.59 2 Wayllapampa 2600 618.5 (*) 764 4. 128  Elaboración      1  DE 1 AREAS 1.589 1263.052 2700 46.4 (*) 488.7104.66 Pág.9 84.m.n.0 (*) intersectando la curva hipsométrica al 50 % del área Chiara 3400 705queda: Hm = Altitud mediana de la cuenca: Canaán 2740 524.910 3500 437.281.120 3700 259.832.9 897. fondo y contorno del embalse.36 MMC  Pérdidas de agua en el embalse - Evaporación Vev = 10 * A * Ev * C Donde: Vev = Volumen de agua evaporada (m3) A = Superficie media del embalse (ha) A = (A1 + A2) /2 A1 = área correspondiente al embalse lleno (VM + VMOE + VU) A2 = área correspondiente al embalse vacio (VM + VMOE) Ev = evaporación promedio (mm/mes) C = número de meses correspondientes al período crítico contados desde que el embalse está lleno hasta que esté vacio.06 MMC - Infiltración Aunque existen fórmulas y métodos matemáticos para el cálculo de la infiltración a través de la presa. Región Ayacucho es de 850 mm de precipitación anual promedio para la Microcuenca Ustuna y en el área de riego la precipitación anual promedio es de 750 mm. Ver Mapa N° 07.33765 Vev = 0. 233 . Distrito de Vinchos. Vev = 10 x 12.8607417 ha x 75 mm/mes x 6 = 58. la información necesaria no siempre está disponible por lo que para pequeños almacenamientos. Computo de pérdidas en el embalse Ustunaccocha  Cálculo del Volumen Muerto si no se cuenta con información de sedimentos.12 x 3.873. Provincia de Huamanga.0 MMC VM = 0. en el área de influencia del Proyecto de la Irrigación Ccasanccay.942 Km CuadroKm rango de precipitaciones de 800 mm – 900 mm y mayor de 700 mm. se puede tomar como un porcentaje del volumen útil del embalse así: - Pérdidas por infiltración ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.Lado menor del rectángulo equivalente: (estático) l= MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Lados parciales del rectángulo equivalente (variables) Li = 1. Tanto las pérdidas por evaporación como por infiltración se calculan para un período de tiempo igual al del déficit continuo de mayor duración. VM = 0.057873337 MMC Vev = 0. 343 km)0. El oleaje causado por el viento se calcula por medio de fórmulas empíricas de los cuales dos y son las siguientes: - Fórmula de DIAKON Ho = 0.59 Donde: Ho = altura de la ola (m) V = velocidad del viento (m/seg) F = Fetch (km) Fetch = longitud máxima del embalse sobre la que sopla el viento dominante.272 (F)0.0323 (10.50 MMC (Por criterio del Proyectista) Acción del viento Las presas deben tener suficiente borde libre arriba del nivel máximo del embalse para que las ondas no puedan sobre pasar la cresta.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Asumir lecho del embalse con regular impermeabilidad VI = % x C x VU VI = 1.24 (23.71 (1.76 – 0. La acción del viento se consideran significativa en embalses muy grandes (mayores de 200 km2) y debe calcularse. El oleaje en un embalse es causado por el viento y por los movimientos propios del agua.25 Ho = 0.5/100 x 6 x 3.435 m (promedio) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.33 MMC + 0.28 m - Formula de STEVENSON – MOLITOR Ho = 0.76 – 0.25 Ho = 0.59 Ho = 0.343)0.00 MMC V embalse = 3.5 m)0.272 (1.59 m Ho = 0.343 km)0.69 MMC V embalse = 3. volumen muerto y útil: 3.0 MMC VI = 0.24 P0. 234 .95 km/hr x 1.5 + 0.0186 (3.5 + 0.27 MMC Pérdidas totales de agua en el embalse = 0.50 MMC V embalse = 0. Para embalses pequeños la acción del viento se puede considerar un factor de seguridad en el borde de la presa.042 m/seg)0.0323 (V * F)0. P = altura de la presa (m) Ho = 0.71 F0.33 MMC Volumen del embalse incluyendo pérdidas.0186 V0.36 MMC + 3. 50 m I. Altura del Aliviadero Para determinar la altura del aliviadero.1. Altura Del Volumen Útil + Volumen Muerto Para el cálculo de la altura de la represa. Diseño De Aliviadero Para el diseño del aliviadero del embalse se empleo la avenida máxima con un tiempo de retorno de 1000 años correspondiente a la Sub cuenca Laguna Ustunaccocha y Quebradas.2.3. 235 . 1. se está asumiendo como punto de partida la longitud inicial del aliviadero. se tomaron los valores de la Curva Altura-Volumen. no se está realizando el transito a través del embalse la corriente captada en el punto de ingreso al embalse Se emplea la formula: Q = 1. Q = 18. que la altura del almacenamiento correspondiente al NAMO (volumen útil + el volumen muerto).0 * L * H3/2 Donde: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 1.76 m3/s.7.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Ho = 0.H3/2 ó Q = 2. En ella se observa.L.- DEFINICIÓN DE LA ALTURA TOTAL DE LA REPRESA 1. 34 x (Fe)0.4.L = 0.695 m B.0015 (25Vm) Vs = Volumen muerto Vm = Volumen escurrido medio anual en m3 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. a) Borde Libre Para calcular el resguardo se calcula mediante la siguiente ecuación: (Knapen) Resguardo (m) = 0.) Siendo Fe = 1. no salten por encima del dique.50 m B.L = 0. 236 .5 – 0.343 Km 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS L = Ancho del Aliviadero (m) H = Altura de Carga (m) Q = Caudal (m/s) 1.26 x (Fe)0.50 m. Para la Presa de Ustunaccocha H0 = 0.76 + 0.52 + 2 x Ho (Gaillard) Fe: Longitud máxima de la lámina de agua del embalse (Km. Altura de Coronación La altura de coronación de la presa será el NAME mas el resguardo que asegure que las olas. Capacidad De Azolves Vs = 0.25 (Stevenson) Vg(m/seg)= 1.70 m b) Altura de la Presa Altura Total de Presa = 23. en el momento que se produce el NAME.75 x Ho + (Vg)2 / 2 g Donde: Ho(m) = 0. NAMI (Nivel de Aguas Mínimas) Según capacidad del embalse a que cota se ubicara el NAMI NAMI 3954.000 m3 0. 237 .00 msnm 5. NAME (Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias) Según el tránsito de avenidas por encima de la cresta del aliviadero debe pasar una altura de agua de 1 m (altura de súper almacenamiento) NAME 3976.360 MMC 2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Vol Azolves = 360. NAMO (Nivel de Aguas Máximas Ordinarias) 6.00 msnm NAMO 3975.00 msnm 3.50 msnm VOLUMEN TOTAL DE AZOLVES = 0.500 MMC ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.500 MMC VOLUMEN ÚTIL = 3.50 MMC Cota: 3975.000 MMC VOLUMEN TOTAL A ALMACENAR EN LA PRESA = 3. Capacidad Total del Almacenamiento Vol Tot = Vol Azolves +Vol Util Volumen total del embalse 3. Max. mes por consiguiente.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 7. Determinación de un hidrograma unitario para la unidad hidrográfica no aforada de Ustunaccocha Hidrogramas. día.0 m 0.000955171m 0. en este caso para la presa “Ustunaccocha” se estima el escurrimiento a partir de precipitaciones. a que cota se ubicara la CORONA de la presa BL Asumido COTA CORONA 1.5-1. el tiempo base del hidrograma unitario y el caudal pico. 238 . es la representación gráfica del flujo de un río con respecto a un tiempo. Borde Libre (Bl) BL = h1 + h2 + h3 + asentamientos Olas h1=0.212100083m 1m Borde Libre Calculado 1. media del agua = vol. Viento (Km/hr) a 7. Mayor del embalse hasta el eje de la presa D=prof. Hidrograma Unitario (HU).03227(V * F )^ 1/2 Mareas h2=V2*F / 62816*D Choque olas hs =0. los tiempos se grafican en el eje de las abscisas y los gastos en el eje de las ordenadas.50 msnm 8.5 m sobre el nivel del agua F=Fetch (Km). es fácil y rápido determinar la cantidad de agua que escurre a través de una sección de un río. long. se computan: El tiempo pico que viene a ser el tiempo entre el comienzo del diagrama y el caudal pico.353500139m 0.566555392m V=veloc. Altura de la Presa (H) ALTURA DE PRESA = 23. entre las fechas determinadas.agua/área espejo 40 m 3m 4m Si el borde libre calculado es de 1m. Se obtiene aplicando fórmulas empíricas.Este método fue creado por y se le conoce también con el nombre de hidrograma sintético.. los hidrogramas se representan con variaciones de tiempo.3 Tb = 2.50 Metros Cálculo Hidrológico para el Diseño Hidráulico del Aliviadero En ingeniería de presas el flujo de ríos es importante sobre todo el flujo máximo para el diseño de obras de control y excedencias.50 m 3977.6*h1 Donde: h1=altura de olas (m) h2=efecto de mareas (m) h3=choque de olas RUN UP Asentamientos=0. Fórmulas empleadas Tp = Ct (L x Lca) 0.67 * Tp qp = Cp (640/Tp) * Ac ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 625 (7/5.3 Tp = 5.0 * (7.. Computo correspondiente a la unidad hidrográfica no aforada de “Ustunaccocha” Ac = 24.2 Cp.155)0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde: Ct = Coeficiente adimensional que varía entre 1. 239 . = coeficiente adimensional que varía entre 0.75405672 horas Tb = 14.123 millas Fe = 1.526 horas 2.66 Km2 = 9.516 millas2 L = 11.123 * 4.0 1 milla = 1.526 horas Tb = 14.466 Km = 7.516 Qp = 7.754 horas 3.67 * 5.526) 9.688 Km = 4.53393051 m3/seg Qp = 7.Determinando el caudal pico Qp = 0.Calculo del Tp Tp = 2.69 Tp = es el tiempo pico (horas) L = longitud del curso principal del río (millas) Lca = longitud del agua del punto de interés a la intersección de la perpendicular de Ca (centro de gravedad de la cuenca a la dirección de la corriente) en millas.8 y 2.343 Km (FETCH) Lca = 6.Computo del Tb Tb = 2.609756098 km Procedimiento de cómputo 1.534 m3/seg ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.50 y 0. Tb = es el tiempo base (horas) qp = es el caudal pico en m3/seg Ac = área de cuenca en millas2...155 millas Ct = 2. 5 5 11 5. 240 .5 9 4.1 4 5.5 mm.. 7..5 5 6. PERÍODO PORCENTAJE (%) PRECIPITACIÓN (mm) 1 6 3 2 8 4 3 14 7 4 55 27.De la Tabla (Referencia Bibliográfica VEN TE CHOW).7 10 3.3 8 5. en 24 hrs.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 4. 2000. se obtiene lo siguiente: T (Hrs) Q (m3/seg) 1 1..1 7 6.5 6 6 3 Fuente: VEN TE CHOW “Hidrología Aplicada”. obtenida en base a un registro de Pp máx. corresponde a 50 mm.Obtención del hidrograma de afluencia ó de entrada (I). 6..9 6 7.8 5. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. obtenemos la Distribución de la Precipitación. Con 100 años de período de retorno Para 4 horas: 50 mm x 55/100 = 27..8 3 4. Tb (ver figura N° 01) Hidrograma Unitario.Computo de la precipitación Para 1 hora: 50 mm x 6/100 = 3 mm La tormenta máxima de 6 horas.Graficando qp Vs Tp.3 2 2. 3 1.353 12.367 0.Computo de los valores de los caudales Cuadro N° 08: Resultados de los Caudales para diferentes longitudes de cresta del vertedero (C = 2.937 12.000 1.110 0.089 4.474 6.283 10.490 1.992 0.200 0.071 10.311 21.177 0.366 0.449 0.000 30.300 1.155 14.019 6.611 46.070 4.395 24.316 20.221 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.777 42.537 23.606 0.472 5.758 0.213 0.897 0.074 34.018 0.484 0.530 5.295 1.154 0.179 0.141 6.902 1.112 0.366 0.955 5.426 29.124 8.494 1.650 0.750 5.362 0.614 34.325 0.112 0.815 0.671 0.076 25.000 10.118 0.152 0.281 0.498 0.331 0.050 0.740 0.083 0.1 2.212 8.821 5.878 10.600 4.713 17.905 3.265 1.500 0.484 0.119 12.037 9.283 35.5 6 5.356 2.607 14.535 1.7 3 3 0.650 0.1 5.516 1.744 0.789 2.224 0.691 51.473 0.439 5.957 1.400 2.162 1.857 11.491 15.684 69.578 4.087 1.191 1.570 23.100 0.5 7 3 8 (I) m3/seg 9 0.075 15.154 0.772 1.646 0.3 5.743 2.598 0.671 0.329 0.229 1.3 2.031 4.000 20.550 4.093 18.417 8.150 0.358 0.450 3.250 7.823 0.632 0.839 0.536 7.839 0.079 8.885 0.8 4.272 0.500 3.634 0.744 0.056 12.955 7.441 0.083 4 4 7 5 27.488 0.537 1.00) QV = C * L * (H)3/2 H LONGITUD DE CRESTA "L" (m) (m) 5 10 15 20 25 30 0.134 2.687 6.158 12.700 5.205 0.324 2.000 50.142 17.831 7.466 28. 241 .283 3.5 6..216 9.687 4.559 0.193 1.272 0.7 3.589 10.538 17.900 8.175 5.683 3.236 0.250 2.154 0.555 0.9 7.815 0.447 0.350 2.354 0.316 0.943 18.573 8.148 57.250 1.590 23.866 0.736 1.083 8.744 12.988 11.449 0.331 0.854 0.929 6.238 27.622 35.888 1.000 60.286 4.130 1.643 3.516 1.153 42.486 0.640 10.424 0.581 1.8 3.114 3.5 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS HORA 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 HU 1h 2h 3h 4h 5h 6h TOTAL mm 2 1.047 0.059 7.237 16.470 7.678 21.555 0.140 0.000 40.581 1.866 1.191 1.859 0.681 1.650 0.650 0.624 0.933 0.407 3.100 11.404 13.894 1.500 3.5 4.335 0.949 1.364 1.413 0.648 9.1 6.800 7.000 6.177 0. 154 0.436 52.681 1.474 6.856 110.485 91.878 10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 1.130 49.467 1. Versus Altura.238 40.477 60.371 36.581 65.134 2.111 88.390 1.954 101.227 1.535 1.742 55.822 29.8 El área estimada resulta (A) km 2 entrando a la curva de operación Vacum.289 74.744 12.872 1.825 99. 242 .937 12.200 13.124 8.193 121.565 33.417 8.431 Obtención del Hidrograma o Diagrama de Afluencia El hidrograma de entrada o afluencia coincide con el nivel máximo de operación de la presa (NAMO).354 0.600 20. se obtuvo una cota de msnm y con esta cota en la curva de operación A Versus H se obtuvo el área estimada.500 18.291 39.934 66.716 80.175 5.300 14.640 10.695 59.260 82. Computo de la altura del embalse (Ym) Ym = Volumen total afluyente (m3) / Área Estimada (m2) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.645 44.727 78.145 26.329 0.988 11.114 73.687 4. De la curva de operación del embalse A Vs H se obtiene lo siguiente: Computo del tránsito de avenidas 0.083 394012.831 7.283 3.400 16. 20 0.098 0.697 0.685 8 3600 0.150 0.353 4 3600 0.40 (ABACO EFECTO REGULADOR DE EMBALSE) Por fórmula K + K1 para inicio del embalse K1 =0 Luego K2 = 0.50 m)3/2 = 15.343 0.207 0.685 6 3600 0.40 + 0 = 0.7 L = 10 m Z = 12.297 0.988 m3/seg C = 1.40 Computo de Zmax En K2 = 0.200 0.098 0.988/ (1.258 1.185372127 m2 = 2.50 7 3600 0.220 0.296 0.102 0.023 0.764 Del Monograma Zmáx = 1.615 m3/seg Calculo del Resumen “Transito de Avenida para el Diseño del Aliviadero” (seg) Ym α K K1 K2 = k + Z2K1 Qv 1 3600 0.153 0.00 8.125 3 3600 0.340 1.028 0.007 0.200 0.3940128 X 106/ 0.000 1.750 0.050 0.001 0.50 m Computo del caudal sobre la cresta del aliviadero QV = C * L Z3/2 Qv = 1.13 m Computo de Z Qmax = 12.353 0.70 * 5 m * (1.168 0.000 0.877 5 3600 0.258 0.764 m Ym = 2.140 0.167 0.00 L=5m Hd= Z = 1.006 0.095 10 3600 0.7) * (10) = 0.065 0.102 0.760 9 3600 0.275 0.284 0.996 1.00 0.429 0.34 1.170 0.50 m ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.162 0.700 0.112 0.135 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Ym = 0.312 0.40 Zmax = 0.000 0. 243 .0003 2 3600 0.525 0.250 0.432 0.957 0.764 m Cálculo de K para determinar el valor (Z) – (Ym) Del ABACO: Z = 0.015 0.059 0.416 0.06 0.13 m K = 0.216 0.017 0.400 0.120 0.071 0.058 0. 371 53.970 3. MOMENTOS) β = PARAMETRO DISTRIB. 244 .367 y   2.615 m3/seg (Vertedero de demasías. Calculo de la Precipitación Máxima Para Un Tr y = DISTANCIA LINEAL (FORMULA DALRIMPLE) TR = PERIODO DE RETORNO (Años) x = PRECIPITACION MAXIMA EN 24 hr.9019 4.70 Qv = 8.50 m3/seg CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR 1. MOMENTOS) α = β= 0.409 42.429 39.873 50 75 3.L. GUMBEL (MET.371 m3/seg.384 10 15   1. L=5m Hd = Z = 1.473393   PPmax TR D.50 m C = 2.00 C = 1. (mm) α = PARAMETRO DISTRIB.935 48. L=5m Hd = Z = 1. y   ln  ln( ) TyR  1  x  Tr 2 5 x  0.250 40 3.676 46.199 44.150670 24.3108 50.702  30 X  0.00 Qv = 18.906 2.70 Qv = 15. GUMBEL (MET.45 S x3.674 34.187 45.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS C = 1. Por seguridad Técnica Económica).084 ESTUDIO HIDROLÓGICO Parámetros de descarga Parámetros de Ubicación Pág.2825 20 25 S x 1.219 2.500 26. 92 Adim CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA TRIANGULAR ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.37 44.29 46.60 5.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 100 4.005 2.54 39.70 11. Calculo de la Altura de Pp en Exceso (Hpe) A. Método de Numero Curva  2 NC ( Pmax  50 .2EN )  EXCESO 20320 O ESCORRENTIA DIRECTA (mm) NC = NUMERO DE CURVA (SEGÚN TABLA PROPUESTO) Pmax = PRECIPITACION MAXIMA DE LA TORMENTA PARA UN PERIODO DE RETORNO  DATOS:  NC = Pmax (mm) PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=2 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=5años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=10 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=15años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=2 0años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=25 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=30 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=40 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=50 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=75 años PRECIPITACION MAXIMA PARA TR=100 años 80.41 7.08 15.70 55.87 13.44 45.37 14.00 16.22 9.19 10.91 42.99 48.03 53.8)  5080 DONDE: hpe  Q  hpe = ALTURA PRECIPITACION NCDE NC ( Pmax  203 .91 34.6001 55.43 2.94 11. 245 .0 hpe (mm) 26.13 50. Resultados Parciales: DESNIVEL DE CUENCA (m) H = 48 m PENDIENTE DE LA CUENCA (m/m) S = 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3.. Calculo del Tiempo de Concentración: (Tc) A.47 hr    DONDE: ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág..204 %  2    n S     1  S1  1  .004 m/m PENDIENTE DEL CAUCE SEGÚN TAYLOR S = 0. Datos Generales de la Cuenca Huatatas ITEM VALOR UNID AREA DE LA CUENCA (Km2) A = 24.0 m B.77    2.0195 *     H  0.67 Km2 LONGITUD DEL CUACE PRINCIPAL (Km) L = 11.47 Km COTA MAS ALTA DE CUENCA (msnm) CMA = 3960..0020 m/m S = 0.0 m COTA MAS BAJA DE CUENCA (msnm) CMB = 3912. FORMULAS DE KIRPICH Y Soil Conservation service of california Tc promedio=   L3 Tc  0.. 246 . S2 1  S n  C..5  0. 67 * TP 5.083 hr 2. Calculo de la Duración De Pp En Exceso (De): de  2 TC de = 3.2 3.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tc = Tiempo de concentración (hr) S = Pendiente del cauce (m/m) H = Desnivel de la cuenca (m) L = Longitud del cauce principal (Km) 1. Calculo Del Tiempo Después Del Pico (Tr) T r  1.528 hr Tr = 4.445 hr Tb = 6. 247 .143 hr D = 1.67 * T P ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Calculo Del Tiempo Base (Tb) Tb  2. Calculo De Periodo De Lluvia Neta (D): D  TC * 1  TC  0.6 * TC 2 4.926 hr Tp = 2. Calculo Del Tiempo Pico (Tp): TP  D  0. 528 0.445 hr 5. Calculo Del Caudal Pico (Qp): Datos: ALTURA DE PRECIPITACION EN EXCESO: hpe = AREA DE LA CUENCA: A = TIEMPO PICO: Tp = Qp  0.45 Tb 6.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA TRIANGULAR 4.00 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.208 * hpe * A Tp Qp = 2.445 5.000 0. 248 .00 Tp 2.665 Km2 2.45 m3/s 5. Hidrograma Triangular SERIE TIEMPOS Qp T 0.60 mm 24. 000 Tp = ESTUDIO HIDROLÓGICO 5.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 6.53 hr Vt = 64034.60 mm 64057.45 m3/s b = 6. Coordenadas del Hidrograma Adimensional TABLA ADIMENSIONAL DATOS T/Tp Q/Qp Qp = 0.00 Pág. 249 .2 m3 1 hr = 3600 seg 1MMC =10^6 m3 1km2 = 100 ha HIDROGRAMA ADIMENSIONAL 7.6068 m3 VOLUMEN TOTAL POR MODULO DE RIEGO: VT  A * hpe A = 24.44 HIDROGRAMA T Q 0.45 2.00 0.00 0.h 2 h = 5. Otros Cálculos de Comprobación: VOLUMEN TOTAL POR EL AREA BAJO EN HIDROGRAMA VT  Area del triángulo  b.665 km2 hpe = Vt 1mm = 10 m3/s/ha = 2. 27 0.34 2.015 0.71 4.22 2.20 0.34 0.38 1.840 T = x del hidrograma 3.00 0.600 1.20 0.22 0.10 4.036 8.56 0.47 3.650 3.90 0.67 3. 250 .430 4.750 Q = y del hidrograma 3.40 0.60 0.69 5.85 0.009 11.40 0.70 0.40 0.00 0.73 0.018 9.075 7.098 6.60 0.570 3.44 5.280 0.53 0.91 3.920 Qp = valor calculado Tp = valor calculado 1.770 1.00 0.40 2.02 FUENTE : HIDROLOGIA: VILLON BEJAR ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.180 5.000 2.50 0.41 3.45 2.31 2.50 0.09 1.30 0.74 2.36 0.430 1.160 0.93 5.98 2.20 0.10 0.78 0.87 0.49 0.42 4.20 4.01 1.89 1.00 1.98 1.58 1.980 1.29 1.80 0.34 2.890 T/Tp = valor de tabla 1.11 1.00 0.130 6.96 4.80 0.53 3.50 0.30 0.08 0.10 0.54 1.075 0.71 2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 0.41 0.320 4.00 0.50 0.18 4.240 5.80 0.24 0.87 0.20 0.33 0.20 5.970 Q/Qp = valor de tabla 2.05 5.60 0.004 12.85 0. 251 . Calculo Del Caudal Pico (Qp): ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA TRIANGULAR 8. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Datos: ALTURA DE PRECIPITACION EN EXCESO: hpe = AREA DE LA CUENCA: A = TIEMPO PICO: Tp = Qp  0.00 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.665 Km2 2.528 0.000 0.54 mm 24.62 Tb 6.00 Tp 2.208 * hpe * A Tp Qp = 5.62 m3/s 9.445 11. 252 . Hidrograma Triangular SERIE TIEMPOS Qp T 0.445 hr 11. 54 mm 136633.665 km2 5. Coordenadas Del Hidrograma Adimensional ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.62 m3/s 6. 253 .53 hr 136585.556 m3 VOLUMEN TOTAL POR MODULO DE RIEGO: VT  A * hpe A = hpe = Vt 1mm = 10 m3/s/ha 1km2 = 100 ha = 24.h 2 h = b = Vt = 11.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 10. Otros cálculos de comprobación: VOLUMEN TOTAL POR EL AREA BAJO EN HIDROGRAMA VT  Area del triángulo  b.7 m3 1 hr = 3600 seg 1MMC =10^6 m3 HIDROGRAMA ADIMENSIONAL 11. 50 0.60 0.430 1.09 2.98 3.76 1.00 0.20 11.56 0.18 9.00 0.62 HIDROGRAMA 2.47 6.750 Q = y del hidrograma 3.00 2.40 0.69 11.28 1.87 2.72 1.10 0.60 0.036 8.44 Pág.00 0.430 4.71 8.24 0.85 1.075 7.62 1.015 0.80 0.280 0.60 0.67 7.70 0.49 0.980 2.35 0.30 0.50 0.320 4.63 1.50 0.87 3.80 0.25 0.20 0.130 6.42 ESTUDIO HIDROLÓGICO 11.69 1.22 5.73 1.240 5.86 0.14 3.180 5.56 1.40 0.570 3.89 3.20 0.890 T/Tp = valor de tabla 1.00 0.96 10.30 0.075 0.42 8.36 1. 254 .39 1.80 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS TABLA ADIMENSIONAL DATOS T/Tp Q/Qp Qp = 0.38 2.40 5.650 3.160 0.72 2.600 1.79 2.098 6.920 Qp = valor calculado Tp = valor calculado 2.10 T Q 0.87 0.95 0.97 0.00 1.44 11.840 T = x del hidrograma 3.000 Tp = 0.00 0.970 Q/Qp = valor de tabla 2.770 1.93 10.20 0.17 0.51 2.000 2.90 0.40 0.91 6.00 0.33 0. 00 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 4.78 0.018 9.50 0.22 0.10 5.00 0.00 0.05 FUENTE : HIDROLOGIA: VILLON BEJAR CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA TRIANGULAR 12. 255 .21 4.009 11. Calculo Del Caudal Pico (Qp): ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.004 12. 208 * hpe * A Tp Qp = 7.445 16.528 0.91 mm 24.00 Tp 2.00 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.445 hr 16.000 0. Hidrograma Triangular SERIE TIEMPOS Qp T 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Datos: ALTURA DE PRECIPITACION EN EXCESO: hpe = AREA DE LA CUENCA: A = TIEMPO PICO: Tp = Qp  0. 256 .665 Km2 2.59 Tb 6.59 m3/s 13. h 2 h = b = Vt = 16.59 m3/s 6.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 14.91 mm 195052.714 m3 VOLUMEN TOTAL POR MODULO DE RIEGO: VT  A * hpe A = hpe = Vt 1mm = 10 m3/s/ha 1km2 = 100 ha = 24.53 hr 194983. 257 .665 km2 7.4 m3 1 hr = 3600 seg 1MMC =10^6 m3 HIDROGRAMA ADIMENSIONAL ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. Otros Cálculos De Comprobación: VOLUMEN TOTAL POR EL AREA BAJO EN HIDROGRAMA VT  Area del triángulo  b. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 15.44 16.50 0.20 0.70 0.280 0.14 0.920 Qp = valor calculado Tp = valor calculado 1.00 0.075 7.96 14.20 0.840 T = x del hidrograma 3.94 1.98 4.00 0.00 0.075 0.24 0.45 1.098 6.970 Q/Qp = valor de tabla 2.750 Q = y del hidrograma 3.18 13.63 3.60 0.980 1.40 7.91 9.78 0.59 HIDROGRAMA T Q 0.000 Tp = 0.650 3.33 1. 258 .99 2.10 1.89 5.570 3.96 0.40 0.85 1.80 0.59 2.40 0.93 15.36 2.80 0.890 T/Tp = valor de tabla 1.00 0.180 5.00 0.27 2.130 6.98 2.50 0.67 10.20 0.240 5.66 0.770 1.20 16.46 1.42 12.40 0.80 0.160 0.30 0.10 16.49 1.38 3.90 0.600 1.87 2.73 2.44 1.71 12.24 0.24 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.320 4.10 0.000 2.00 1.77 0.79 1.22 7.60 0.31 2.14 2.430 1.430 4.015 0.16 2.25 0. Coordenadas Del Hidrograma Adimensional TABLA ADIMENSIONAL DATOS T/Tp Q/Qp Qp = 0.26 2.30 0.47 9.60 0.65 0.69 16. 009 11.00 0.07 FUENTE : HIDROLOGIA: VILLON BEJAR ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.56 0. 259 .50 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 3.00 0.018 9.004 12.15 5.22 0.30 4.00 0.60 4.50 0.78 0.036 8. 528 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA TRIANGULAR 16.000 0.68 m3/s 17.00 Tp 2.208 * hpe * A Tp Qp = 23. 260 .29 mm 24. Calculo Del Caudal Pico (Qp): Datos: ALTURA DE PRECIPITACION EN EXCESO: hpe = AREA DE LA CUENCA: A = TIEMPO PICO: Tp = Qp  11.665 Km2 2.445 hr 0. Hidrograma Triangular SERIE TIEMPOS Qp T 0.68 Tb 6.445 23.00 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. h 2 h = b = Vt = 23.557 m3 VOLUMEN TOTAL POR MODULO DE RIEGO: VT  A * hpe A = 24.29 mm Vt 1mm = 10 m3/s/ha 1km2 = 100 ha = 278374.68 m3/s 6.53 hr 278276. 261 . OTROS CALCULOS DE COMPROBACION: VOLUMEN TOTAL POR EL AREA BAJO EN HIDROGRAMA VT  Area del triángulo  b.5 m3 1 hr = 3600 seg 1MMC =10^6 m3 HIDROGRAMA ADIMENSIONAL 18. Coordenadas Del Hidrograma Adimensional TABLA ADIMENSIONAL ESTUDIO HIDROLÓGICO DATOS HIDROGRAMA Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 9.665 km2 hpe = 11. 89 7.10 0.90 0.68 2.76 1.30 0.50 0.18 0.60 0.570 3.44 0.650 3.770 1.40 10.240 5.70 0.20 0.20 0.40 0.33 1.280 0.980 1.036 8.80 0.21 5.00 0.180 5.67 15.430 4.000 2.920 Qp = valor calculado Tp = valor calculado 1.004 12.80 0.98 6.18 19.32 3.24 0.320 4.63 0.93 21.00 0.22 0.430 1.21 0.098 6.78 0.69 23.58 2.18 2.09 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.40 0.00 0.80 0.24 0.47 14.97 1.87 4.50 0.00 0.22 10.840 T = x del hidrograma 3.00 0.00 0.00 1.009 11.78 3.750 Q = y del hidrograma 3.08 0.130 6.40 0.89 1.075 7.91 13.68 T Q 0.38 5.075 0.79 0.36 0.39 1.71 18.85 2.60 0.890 T/Tp = valor de tabla 1.00 0.160 0.42 17.08 2.018 9.10 0.49 1.78 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS T/Tp Q/Qp Qp = 23.21 2.43 4.60 0.79 1.85 4.970 Q/Qp = valor de tabla 2.26 2.00 0.30 0.50 1.36 3. 262 .44 23.50 0.50 0.73 3.000 Tp = 2.56 0.68 2.015 0.96 21.20 0.20 22.600 1. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS FUENTE : HIDROLOGIA: VILLON BEJAR ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 263 . 264 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 265 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 266 . MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO HIDROGRAMA TRIANGULAR 19.00 29.h 2 VOLUMEN TOTAL POR MODULO DE ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.43 m3/s h = b = Vt = 29.43 0.53 hr 345844.665 Km2 2.445 6.000 2.705 m3 20. Otros Cálculos De Comprobación: VOLUMEN TOTAL POR EL AREA BAJO EN HIDROGRAMA VT  Area del triángulo  b. Hidrograma Triangular T Tp Tb TIEMPOS 0.00 21.528 SERIE Qp 0.208 * hpe * A Tp Qp = 29. Calculo Del Caudal Pico (Qp): Datos: ALTURA DE PRECIPITACION EN EXCESO: AREA DE LA CUENCA: TIEMPO PICO: Qp  hpe = A = Tp = 14.43 m3/s 6.445 hr 0.03 mm 24. 267 . 24 1.91 4.96 26.00 0.20 2.00 0.30 1.80 3.10 0.85 7.130 0.44 T/Tp = valor de tabla Q/Qp = valor de tabla Qp = valor calculado Tp = valor calculado T = x del hidrograma Q = y del hidrograma HIDROGRAMA T Q 0.240 0.980 1.770 0.36 6.750 0.24 0.320 0.44 29.40 0.84 2.570 0.71 22.69 28.970 1.098 0.71 0.70 0.40 1.180 0.30 0.00 3.06 5.13 16.93 3.20 0.280 0.42 7.20 1.890 0.920 0.50 0.88 2.21 1.50 0.30 3.600 0.06 Pág.00 0.89 5.67 3.60 0.07 19.66 1.87 6.22 12.80 2.10 0.015 0.430 0.036 ESTUDIO HIDROLÓGICO DATOS Qp = 29.03 mm 345966.49 2.21 0.000 1.43 2.40 4.43 Tp = 2.55 2.98 8.44 0.18 3.665 km2 14.60 1.38 5.430 0.075 0.72 22.20 28.90 1.00 2.47 17.160 0.075 0.42 3.56 27.83 2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS RIEGO: VT  A * hpe 1mm = 10 m3/s/ha A = hpe = Vt = 24.000 0. Coordenadas Del Hidrograma Adimensional TABLA ADIMENSIONAL T/Tp Q/Qp 0.73 4.60 2.650 0.66 1.80 0.00 0.5 m3 1 hr = 3600 seg 1MMC =10^6 m3 1km2 = 100 ha HIDROGRAMA ADIMENSIONAL 22.66 9. 268 .20 2.78 12.40 2.66 1.50 1.08 24.840 0.33 8. 50 5.78 11.12 FUENTE : HIDROLOGIA: VILLON BEJAR CALCULO DEL HIDROGRAMA UNITARIO ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.00 0.22 0.004 9. 269 .26 0.00 4.00 12.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 4.009 0.018 0.53 0. 208 * hpe * A Tp hpe = A = Tp = 16.49 m3/s 6.665 km2 Pág.92 mm 24. Hidrograma Triangular T Tp Tb TIEMPOS 0.49 m3/s h = b = Vt = 35. 270 .53 hr 417062.000 2.49 0.00 35.00 25.445 6.665 Km2 2. Otros Cálculos De Comprobación: VOLUMEN TOTAL POR EL AREA BAJO EN HIDROGRAMA VT  Area del triángulo  b.528 SERIE Qp 0.445 hr Qp = 35.h 2 VOLUMEN TOTAL POR MODULO DE RIEGO: VT  A * hpe ESTUDIO HIDROLÓGICO A = 24. Calculo Del Caudal Pico (Qp): Datos: ALTURA DE PRECIPITACION EN EXCESO: AREA DE LA CUENCA: TIEMPO PICO: Qp  0.93 m3 24.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS HIDROGRAMA TRIANGULAR 23. 271 .49 2.48 2.96 31.920 0.66 0.80 3.66 1.20 34.70 0.430 0.840 0.81 26.075 0.000 0.85 7.94 1.20 0.750 0.78 2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS hpe = Vt = 1mm = 10 m3/s/ha 16.62 23.59 2.71 27.87 6.24 0.64 Pág.07 20.00 0.970 1.890 0.40 4.40 0.50 1.30 1.60 0.180 0.36 8.980 1.00 0.73 5.42 3.43 2.430 0.80 2.49 2.33 1.44 35.61 3.600 0.36 6.60 2.240 0.26 1.40 2.40 1.10 0.10 0.650 0.23 15.20 1.78 32.50 0.26 11.00 0.098 0.50 4.47 21.68 0. Coordenadas Del Hidrograma Adimensional TABLA ADIMENSIONAL T/Tp Q/Qp 0.53 0.00 2.18 3.280 0.00 0.22 15.770 0.44 T/Tp = valor de tabla Q/Qp = valor de tabla Qp = valor calculado Tp = valor calculado T = x del hidrograma Q = y del hidrograma HIDROGRAMA T Q 0.38 5.130 0.30 0.20 2.52 6.67 3.60 1.320 0.160 0.90 1.000 1.80 0.56 9.69 34.018 ESTUDIO HIDROLÓGICO DATOS Qp = 35.98 9.91 4.00 3.036 0.00 0.92 mm 417209.28 0.89 5.075 0.30 1.33 8.8 m3 1 hr = 3600 seg 1MMC =10^6 m3 1km2 = 100 ha HIDROGRAMA ADIMENSIONAL 26.65 29.93 3.570 0.39 4.49 Tp = 2.015 0. 14 FUENTE : HIDROLOGIA: VILLON BEJAR Cuadro N° 10.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 4. Nº 1 X 557141 2 557133 3 557121 4 557005 5 556982 6 556957 7 556938 8 556789 9 556767 10 556727 11 556709 12 556705 13 556731 Y 852780 2 852779 6 852778 7 852779 7 852780 8 852781 7 852783 2 852786 3 852786 9 852787 1 852787 3 852785 7 852783 7 ESTUDIO HIDROLÓGICO Z 3948 D b Nº 61 X 556893 3948 b 62 556874 3948 b 63 556843 3948 b 64 556827 3948 b 65 556799 3948 b 66 556814 3948 b 67 556823 3948 b 68 556787 3948 b 69 556759 3948 b 70 556751 3948 b 71 556791 3948 b 72 556722 3948 b 73 556741 Y 852784 0 852788 6 852785 2 852781 2 852784 0 852787 6 852790 4 852793 0 852789 8 852786 8 852787 0 852788 4 852789 4 Z 3913 D 3934 3923 3931 3923 3930 3938 3936 3925 3931 3936 3928 3926 Pág.009 0.22 0.1: Puntos con sus Coordenadas.32 0. Cotas y Detalles – Anexo del Estudio de Batimetría de la Laguna Ustunaccocha.50 5.00 12. 272 .00 0.004 11. 273 .MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 14 556754 15 556767 16 556782 17 556795 18 556816 19 556834 20 556855 21 556877 22 556899 23 556916 24 556926 25 556936 26 556952 27 556960 28 556975 29 556987 30 556996 31 556985 32 556981 33 556971 34 556964 35 557157 36 557156 37 557137 38 557083 39 557100 40 557119 41 557100 42 557103 43 557074 44 557064 852782 9 852781 6 852781 3 852780 0 852779 9 852778 8 852777 1 852777 2 852776 4 852775 2 852775 7 852775 4 852775 9 852776 9 852777 3 852777 3 852778 3 852779 4 852781 4 852782 7 852783 7 852775 2 852777 2 852781 6 852780 8 852777 4 852777 6 852775 4 852773 6 852775 2 852772 ESTUDIO HIDROLÓGICO 3948 b 74 556705 3948 b 75 556669 3948 b 76 556642 3948 b 77 556632 3948 b 78 557146 3948 b 79 557094 3948 b 80 556883 3948 b 81 556577 3948 b 82 556576 3948 b 83 557030 3948 b 84 557053 3948 b 85 557225 3948 b 86 556879 3948 b 87 556843 3948 b 88 556930 3948 b 89 557006 3948 b 90 557054 3948 b 91 557094 3948 b 92 557103 3948 b 93 557157 3948 b 94 557146 3933 95 557094 3937 96 556883 3917 97 556577 3923 98 556576 3910 99 557030 3917 100 557053 3926 101 557225 3928 102 557202 3920 103 557137 3930 104 557150 852792 0 852790 0 852789 4 852792 8 852787 8 852780 6 852787 0 852797 6 852797 4 852770 4 852770 6 852776 6 852787 9 852784 3 852793 0 852700 6 852705 4 852709 4 852710 3 852715 7 852714 6 852709 4 852788 3 852757 7 852757 6 852703 0 852705 3 852722 5 852779 4 852784 0 852782 3925 3922 3939 3939 3940 p 3942 p 3942 p 3942 p 3942 p 3942 p 3942 p 3942 p 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3942 pi 3946 x 3938 x 3937 x Pág. un camino. es inferior a la atmosférica. Progresiva Km: 6 + 900 – 8 + 000 (01) Un sifón es un conducto cerrado que se eleva por encima de la línea piezométrica y en el cual la presión. por lo que también lo empleamos en este estudio. Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presión y se emplean para conectar dos conductos o depósitos de agua pasando por un punto más bajo entre ellos. su uso vino a ser costumbre. porque la presión en todos los puntos en el tubo es superior a la atmosférica. otro canal. un dren u otro tipo de obstáculo que convenga sortear pasando por debajo. 274 . ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. A pesar de ser un término inadecuado. en algún punto. Se usan en el cruce de un canal con una depresión topográfica como río o quebrada.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS 45 557056 46 557077 47 557077 48 557045 49 557006 50 556964 51 556987 52 556979 53 556991 54 556974 55 556972 56 556930 57 556918 58 556899 59 556901 60 556891 8 852775 2 852776 4 852777 8 852780 6 852779 8 852777 0 852775 0 852773 6 852774 6 852776 6 852780 6 852783 0 852781 2 852778 6 852779 4 852780 8 3920 105 557166 3931 106 557179 3915 107 557189 3932 108 557167 3929 109 557150 3914 110 557151 3924 111 557142 3934 112 557129 3935 113 557120 3921 114 557114 3918 115 557101 3920 116 557106 3923 117 557119 3930 118 557125 3934 119 557136 3917 120 557147 121 557122 122 557111 123 557096 124 557094 6 852780 2 852778 5 852776 4 852775 6 852777 6 852778 8 852780 6 852782 4 852783 3 852784 8 852784 4 852782 6 852780 8 852779 8 852777 2 852775 2 852774 8 852777 6 852780 2 852781 4 3938 x 3942 x 3943 x 3941 x 3942 y 3937 y 3926 y 3934 y 3937 y 3944 y 3944 z 3940 z 3924 z 3928 z 3922 z 3943 z 3930 k 3921 k 3923 k 3938 k Sifón Invertido. Los sifones invertidos no son sifones propiamente dichos. 430 m3/seg Coeficiente de rugosidad Ks = 71.430 m3/seg. y para conseguir una carga disponible es necesario bajar la pendiente de 1. la velocidad máxima por el conducto será de 1. 2” de espesor de grosor cada una.50: 1 ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.5592 m) y 0.5 m/seg y 3.90 m. Con el fin de mantener el sifón libre de material de acarreo y a la vez cumpliendo con las condiciones de velocidades permisibles recomendables de operación en un sifón las cuales deben fluctuar entre 1.430 m 3/seg.00 m/seg. cuyas dimensiones son de 1.5992 m) de diámetro interior que conducirá 0. éste tiene un ancho de cauce del río de 2. Por tal motivo se ha previsto del conjunto de obras de arte del sistema de riego la construcción de un sifón invertido formado por solamente de un conducto de tubo PVC de sección circular. lo cual es aceptable para una estructura de este tipo.70 m como máxima con la finalidad de operar del ducto del sifón invertido a tubo lleno se recomienda colocar un tubo de 24” (0. la entrada se debe colocar rejillas de fierro. Las transiciones que servirán para el ingreso o entrada y la salida del agua están diseñadas hidráulicamente favorables.5 %0 llegando a obtener un carga disponible de 1. – Diseño del canal Aguas Arriba y Aguas Abajo del sifón Valores Básicos de diseño del canal Caudal de diseño máximo = 0. cumpliendo con el diseño hidráulico del sifón que la carga disponible es mayor que las pérdidas de carga total más un 10% de seguridad que se recomienda en este tipo de estructura hidráulica. De acuerdo a los cálculos hidráulicos efectuados el desnivel que debe existir entre la entrada y la salida del sifón debido a las pérdidas de energía es de 1. En caso de que se debiera mantener ó limpiar el sifón.20 m de largo.43 m1/3/seg (n = 0. la cual será construida in situ.50 m aproxidamente. y presentando una profundidad máxima variable de 1.50 m/seg y se debe recorrer el sifón por motivo de mantenimiento. Teniendo en cuenta que la cámara de entrada debe trabajar sumergida u ahogamiento de 0.799 m de tirante. teniendo en cuenta que la velocidad debe ser mayor de 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Diseño Hidráulico del Sifón Invertido Tipo tubo del canal que cruza en el río o Quebrada .Gasoductos Descripción del diseño En el lugar de cruce proyectado del canal con el riachuelo y evitando el cruce con dos puntos del Gasoducto de TgP.0 m/seg ha determinado que las dimensiones interiores del conducto serán de diámetro interior de 24” (0.50 m/seg a 3.50 m a más causada por las avenidas ocurridas durante el año 1985.014) Taludes del canal Z = 0. En vista de que el sifón transportará un caudal máximo de 0. 275 . Los cálculos hidráulicos: A).0 %0 a 0.90 m. 326 0.200 1.735 0.8 0. El criterio técnico que se tomado con respecto a la plantilla del canal de conducción en toda su longitud el valor de 0.823 0. Cálculos Hidráulicos Del Canal Progresiva 5 + 900 A 7 + 243 Km t (m) 0.733 1.950 1.450 2.032 0.024 0.211 0.216 0.017 0.351 0.630 0. 276 .029 0.2 0.296 0.374 0.832 V2/2g (m) 0.527 0.026 0.757 0.005 0.726 0.450 1.035 Q (m3/seg) 0.5 %0 La plantilla del canal (b=0.829 0.035 H (m) 0.700 2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Pendiente de fondo J = 0.430 0.520 0.502 0.244 0.624 0.70m) ha sido determinado en base a la sección óptima canal (Máxima eficiencia hidráulica) del cual se obtiene el perímetro mínimo.70 m con la finalidad de no colocar transiciones en los cambios de pendientes en los diversos tramos que trae consigo un rango de variable de tirantes y la altura del canal se ha uniformizado y salvo en el tramo de la progresiva de 5 + 900 a 7 + 243 Km donde la pendiente es de 0.190 0.128 0.035 1.717 0.088 0.950 2.020 0.623 0.647 0.279 0.089 0.932 1.70 m.258 2.200 ESTUDIO HIDROLÓGICO P (m) 0.576 0.1 0.158 0.200 R (m) 0.468 0.5 0.375 V (m/seg) 0.011 0.029 0.413 0.300 0.313 0.5 %0 la altura es 0.216 0.255 0.796 0.105 0.176 0.683 0.880 1.998 Pág.475 0.092 0.667 0.950 3.7 0.9 1 A (m2) 0.326 0.430 0.013 0.3 0. 50 * tc2 Tc = b + 2 * Z * tc = 0.5992 m) Espesor de pared = 15.147 2.200 0.01 0.681 0.880 1.454 2.27 1.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Así también se determinan las condiciones críticas para chequear si el flujo se encuentra en Régimen Subcrítico.166 2.700 1.936 0.200 1.594 1.733 0.735 1. 277 .265 0.585 0.489 0.2 0.61 m/seg La cual se demuestra que el flujo discurrirá en RÉGIMEN SUBCRÍTICO.160 0.100 0.40 mm Peso aproximado (kg/unidad) = 267.400 0.005 1.035 1.1 Área del tubo interior At = 0.11 m1/3/seg (n = 0.5 0.6 0. Si t > tc V < Vc S < Sc F<1 De la ecuación: Q2/g = Ac3/Tc Ac = b * tc + z * tc2 = 0.500 0. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.712 0.61 0.397 0.924 5.001 0.717 0.70 * tc + 0.31 m Vc = 1.430 m3/seg Coeficiente de rugosidad Ks = 111.004 Ac^3/Tc Pc Vc m m/s 0.042 0.475 1.089 1.905 0.600 1.70 + tc tc Ac Tc Ac^3 (m) (m2) (m) (m^3) 0.900 0.688 0.02 1.40 1.600 1.360 1.042 1.489 0.216 0.693 2.109 0.000 0.415 1 1.800 0.009) Diámetro interior del tubo Ø = 24” (0.8 0.107 0.9 1.02 0.282 m2 Perímetro del tubo interior Pt = 1.284 2.1 0.047 0.300 0.016 2.31 0.282 m2 (tubo de 24”).7 0.358 Se obtiene: tc = 0.882 m Área efectiva del sifón As = 0. Valores básicos de Diseño del Sifón Invertido Caudal de diseño máximo = 0.818 0.075 0.194 0.728 1.4 0. 468 m Equivalente a 18.00 m/seg. Vd > 3.282 m2 V d = Q / Ad = 0.  Se recalcula el área transversal del tubo y la velocidad del flujo entubado: Ad = Πd2/4 = 3.50 m/seg – 3. 278 .52 msnm – 3942.282 m2 = 1.  Computo de la diferencia ∆Z ∆Z = 3944. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.525 m/seg (okey) Carga de Velocidad Hvs = 0.118 m Pendiente de fondo Aguas Arriba J = 0.62 msnm = 1.172 m2 D = (4 * A / π) 0.1416 * (0. se fija la velocidad preliminar del flujo en el entubado en 2.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Longitud del sifón Ls = 343 m Velocidad del sifón Vs = 1. para este caso de sección circular.  Computo del diámetro del tubo elegido.468 m D = 18”  Se elige una tubería de PVC con rugosidad absoluta de 2 x 10-5.525 m/seg La velocidad recomendada en un sifón invertido es de 1.424 pulgadas  Selección de un diámetro comercial más cercano se elige el de 24” equivale a 0.50 m/seg se produce sedimentación en la tubería del sifón. que es: D = (4 * At / π) = 0. Cálculo de las Pérdidas de carga:  La alineación horizontal y vertical se determino sobre la base de la topografía y se obtiene la longitud Ls = Ld = 343 ml.430 m3/seg / 0.  Computo del área de la sección transversal del ducto correspondiente: Q=V*A A = Q / V = 0.430 m3/seg / 2.5992 m.90 m  Para este cálculo.5992 m)2 /4 = 0.00 m/seg se produce golpe de Ariete.  Determinando la cota F en el plano.5 m/seg.5 %0 a partir de la progresiva 5 +900 Km. Vd < 1.5 m/seg = 0.5 D = 0. 143 m – 0.323 m – 0.hte NAB = 3945.hre .049 msnm  Suponiendo que el diseño prevé una inclinación a% en 45% para el tubo en su primer tramo descendente. Luego: hre = F * (eb /Sb)4/3 * Vc2/2 g * sen Ф hre = 1.5992 m / Cos (45°) = 0.525)2 – (0.056 m  La longitud de la transición de entrada será: T = 1.DPe * (1 – a%/100) = 3945.049 m – 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Computo de Pérdidas Totales de carga Computando la pérdida de carga por la rejilla de entrada.8315 msnm. DPe = D / Cos α = 0.038 m NAB = 3945.79 * (0.323 m LT = T – D / 2 tan 22.5° = 1.045 m LT = 1. Y el ahogamiento “a” es: a = Cota NAB – COTA B .683 m/seg)2/19.847 m  Se fija el porcentaje de ahogamiento a% en 45%.00 m  La pérdida por transición de entrada resulta: hte = 0.4 ((1.038 m  El nivel del agua sobre al punto B resulta: NAB = NAA .5° = (1. 279 .06)4/3 * (0.62 hte = 0.DPe ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.076 / 0. El valor de la cota será: Cota B = NAB .847 m (1 – 45/100) Cota B = 3944.683)2)/19. suponemos que ésta se compone de barras de 3/8” de diámetro espaciadas 6 cm entre sí (un sexto del diámetro del tubo) e inclinadas 75° respecto de la horizontal.457 m)/ 2 tan 22.62 * sen 75° hre = 0.056 m – 0.4 (Vd2 – VC2) = 0. 52 x 10-6 Re = 6. El ahogamiento mínimo es de 0.79 1.62 he = 0.70 m a = 0.01 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS a = 3945.51 / Re (f)0. Aplicando la ecuación de COLEBROOKWHITE: 1 / (f)0.5992 * (1.5 (1.5 = .71 + 2. Tabla A: Viscosidad cinemática del agua a distintas temperaturas Temperatura (°C) Viscosidad cinemática x 10-6 m2/seg 0 5 10 15 20 25 30 1.5) ε = 2 x 10-5 D = 0.525 m/seg)2 / 19.31 1. 280 .049 m – 3944.81 Re = D * Vd / ν = 0.15 1.6295 m a = 0.525 m/seg) / 1.  Computo de fricción se calcula el Número de Reynolds asumiendo una temperatura para el agua de 5°C.847 m = 0.5992 m Re = 7.52 1.006342 (Por tanteos) hf = f * Ld /D * Vd2 / 2g ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.  Se computa la pérdida de carga por entrada al ducto he: he = Ke * Vd2 / 2g = 0.90 0.059 m  Cálculo de la pérdida de fricción en la tubería del sifón. un valor recomendable es 0.8315 m – 0.70 m Se define el porcentaje de ahogamiento a% en la sección de entrada asumiendo un valor mayor a 10% menor a 50%.45 m.2 log10 ((ε/D / 3.15 m.01171 x 107 Se determina ahora el valor del factor de fricción f dándole distintos valores hasta que se cumpla la igualdad.88325 x 107 f = 0. 525 L (m) 343.683 m/seg Computo de pérdida de carga por la ampliación de la salida es: hs = (Vd – V salida)2 / 2 * g = (1.525 m/seg g = 9.119 572.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS f = 0.036 m  La pérdida de carga por rejilla de salida.79 * (0.430 m  Computo de la pérdida de salida por ampliación.00 D (m) 0. asumiendo un diseño idéntico a la rejilla de entrada será: Hre = F (eb/ Sb) 4/3 * Vsalida2 / 2 * g * (Sen Ф) = 1. esto es A = b * t + Z * t2 A = 0.006342 0.006342 Ld = 343 m D = 0.430 Perdida de carga por fricción 0.683 m/seg)2 / 19. suponiendo que el flujo en canal de salida tiene las mismas dimensiones hidráulicas que en el canal de entrada.5992 f 0.81 m/seg2 CALCULO DE f por tanteos Perdida por fricción (m) formula Datos V (m/Seg) hf = f*L/D * (V)^2/2g 1. 281 .076/0.683 m/seg)2 / 19.62 = 0.056 m  La pérdida de carga totales: Ht = H + 0.62 hs = 0.630 m2 Vs = Q / Asalida Vs = 0.5992 m Vd = 1.430 hf = 0.525 m/seg – 0.10 * H (Seguridad de la Operación del Sifón) H = hte + hre + he + hc + hf + hs + hre + hacc ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.06) * (0.10 H Ht = 1. 059 m + 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Donde: hte = Pérdida por transición de entrada hre = Pérdida de carga para rejilla de entrada he = Pérdida de carga por entrada al ducto hc = Perdidas por doblados o ángulos en el tubo o cambio de dirección del tubo hf = Pérdida por fricción en el tubo del sifón hs = Pérdida de carga por la ampliación de la salida hre = Pérdida de carga por rejilla de salida hacc= Pérdida de los accesorios H = 0.10 * 1.63 m no funcionaría el sifón invertido (Hd = 1.056 m + 0. con la finalidad de aumentar la velocidad en el ducto y obtener una ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.54 m) (si circula el agua.90 m Cota nivel de energía del canal de entrada = 3945.54 m Ht = 1.40 m Ht = 1.90 m Hd = 1. Cota en punto más bajo del sifón = 3931.63 m). Cota nivel de energía a la salida = 3943.10 (hte + hre + he + hc + hf + hs + hre + hs + hacc) Ht = 1.5200 – 3942. debido a que (Hd 1.20 mm).40 m y las pérdidas de carga totales de 1.54 m (OKEY) Si en el caso anterior se obtuvo la carga Disponible de 1.128m + 0.0 %0 a S = 0.038 m + 0. La pendiente proyectada en este caso del canal fue de 1%0.48 msnm.54 m Cota de la Rasante Aguas Arriba = 3944. Hd (1.6200 msnm.056 m +0.90 m > Ht= 1.6200 = 1. Hd = Diferencia de Cotas del terreno o de la rasante = 3944.430 m + 0. con la finalidad de ganar carga disponible aguas arriba de la cámara de entrada y disminuir las pérdidas de carga totales en el sifón invertido).60 m = 1.90 m > Ht = 1.5 %0 a la entrada.40 m < Ht = 1. 282 .036 m + 0. ∆hNE = 1.54 m).1838 msnm.5200 msnm.90 m) > Ht (1.403 m H = 1. Se recomienda colocar un tubo con un diámetro interno de 24” (599.40 m = 1. Cota de la Rasante Aguas Abajo = 3942. por lo tanto se ha tenido que bajar la pendiente de 1.0838 msnm. 5992 m / (Cos 45°) = 0.10 m = 3943. Cota NAF = Cota F + YF + hre = 3943.60 m (Hd + a = 2.299 msnm. 283 .847 m  Finalmente se calcula la cota del punto “E” Cota E = Cota NAE – DPs . eliminando el aire en todo el recorrido de la longitud de la tubería del sifón evitando de esta manera el golpe de ariete que podría ser perjudicial con la rotura de la tubería cuando se obtendría una velocidad mayor de 3 m/seg y tampoco se debe tener una velocidad menor de 1.as = 3944. se tiene una carga disponible de 2.036 m = 3944. Además se debe cumplir en este tipo de estructura hidráulica que la velocidad en el ducto del sifón debe ser 2 veces la velocidad del canal aguas arriba (1.  Cálculo de la cota de la solera del canal luego de la transición y luego de la rejilla: Cota F = Cota A – 1. cota NAF. Si la tubería trabaja ahogada en la Cámara de la Entrada del Sifón. en la cual por un grado de seguridad en la operación se incrementa a este último computo un 10% y además.  Ahora se calcula el nivel del agua sobre el punto E. sobre el punto F.5 m/seg por que ocasionaría una sedimentación en el sifón y la velocidad disminuirá.10 m.  Computo de la cota del nivel de aguas en la salida.  Se calcula D/6 = 0.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS velocidad permisible recomenda para este tipo de estructuras hidráulicas y obtener una pérdida total en la estructura hidráulica menor a la carga disponible.5992/6 = 0.056 m = 3944.10 ¨HTOTAL = 3944. Cota NAE = Cota NAF + hs = 3944.62 m + 0.52 m – 0.335 msnm.335 m – 0.90 m = 3943. asumiendo que el último tramo de la tubería forma un ángulo de 45° con la horizontal tendrá el valor: DPe = D / Cos β = 0. se recomienda que la cámara de entrada debe trabajar ahogada (a = 0.847 m – 0.  La proyección vertical del diámetro.60 m).623 m + 0.0999 m y se define un valor para “as” igual a 0. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.70 m mínimo ahogamiento por encima del diámetro del tubo se coloca esta distancia) con el fin de aumentar la velocidad en el tubo.299 m + 0. que asegura la operación de funcionamiento del Sifón Invertido.366 m/seg).62 msnm.388 msnm. eliminar el aire se le da también una contrapendiente en la cámara de entrada y que trabaje a tubo lleno. El esfuerzo de presión dinámica es el esfuerzo a la fuerza centrifuga. Los anclajes deben permitir la dilatación – contracción de la tubería.430 m3/seg (masa) Anclajes o dados Es normalmente necesario disponer anclajes en uniones entre tramos de tubería de distinta alineación y/o diámetro para evitar desplazamientos diferenciales.525 m/seg Q = 0. El esfuerzo de presión estática es: Ee = 2 * γ * H * A * sen (Ø/2) Donde: Ee = esfuerzo estático (kg) γ = peso específico del agua (kg/m3) (1000 kg/ m3) H = altura de la columna de agua (m) A = área de la sección del tubo (m2) Ø = ángulo de deflexión. Pueden ser de hormigón simple. ciclópeo o armado. En cualquier tipo de anclaje se presentan esfuerzos debidos a la presión estática y dinámica a la que es sometido el fluido transportado.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Cálculo de la Estanqueidad por Cantidad de Movimiento Cantidad de movimiento = Energía disponible F = γ * Q * ∆V (Cantidad de Movimiento) E = Ee + Ed (Energía disponible) F=E V = 1. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. 284 . Pude minimizarse esta necesidad recurriendo a las uniones flexibles y juntas Gibault. calculado mediante la ecuación: Ed = (2 * γ * A /g) * v2 * sen (Ø/2) Donde: Ed = esfuerzo dinámico (kg) v = velocidad del flujo (m/seg) g = aceleración de la gravedad (m/seg2) El esfuerzo E total es la suma de los dos esfuerzos anteriores. Los anclajes absorben esfuerzos que se generan en los cambios de alineación horizontal o vertical. 2000) Terreno Arcilla húmeda Arcilla seca Arena arcillosa Arena sin limo arcilla Grava ni tang Ømax 0.30 0. el esfuerzo es resistido por la componente de esfuerzos admisibles del suelo y por la fricción desarrollada entre el anclaje y el suelo. Es decir: P + E = B * L * Esfuerzo admisible El valor de esfuerzo admisible depende del tipo de terreno. de acuerdo a la siguiente tabla: Tabla 6. Luego. como en la Figura adjunta el empuje E es transmitido al suelo y debe ser resistido principalmente por la componente de esfuerzos admisibles del suelo.0 m ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.105 2 x 105 En caso de un codo horizontal.5 m x 1.60 Si el codo es vertical superior.4: Coeficientes de fricción de distintos tipos de terreno de anclaje (López Cualla.50 0. como es el caso el peso del anclaje o dado debe resistir el empuje de la tubería. de dimensiones 1. 2000) Terreno Arena suelta o arcilla blanda Arena fina compacta Arena gruesa medianamente compacta Arcilla dura Roca alterada Roca inalterada Esfuerzo Admisible (Kg/m2) < 1 x 104 2 x 104 2 x 104 4 x 104 3 x 104 .35 0. E = P * tang Ømax + L * H * Esfuerzo admisible / 2 Donde: tang Ømax = coeficiente máximo de fricción del hormigón sobre el suelo H = altura del anclaje o dado (m) El valor de la tangente del coeficiente de fricción tang Ø max varía según el tipo de terreno.0 m x 2. que debe además contrarrestar el peso P del anclaje. según la Tabla adjunta: Tabla: Esfuerzos admisibles en distintos tipos de terreno (López Cualla.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS E = Ee + Ed Si el codo es vertical inferior. En los codos se colocará dados de concreto en número de 04.40 0. 285 . El suelo en este caso es un elemento pasivo. 50 m Q = 0.300 m3/seg H = 1. Por Tanteos: Q = 0.40 m Q = 0.50 m Q = 0. De acuerdo a la fórmula de Allieve.422 m/seg T = 0. La energía cinética del fluido se convierte en energía de presión.380 m3/seg H = 3. 286 .80 m Computo de la altura (H) para ubicar la válvula de aire H = 3.00 m Q = 0. C = 9900/ (48.647 seg.8.00 m Q = 0. Tabla 6.5 Donde: K = relación entre el módulo de elasticidad volumétrico del fluido y el módulo de elasticidad del material de la tubería.30 m / 353. Se producen ondas de sobrepresión y de depresión cumpliendo ciclos atenuados hasta que las condiciones se normalizan.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS En el fondo de cauce donde cruza se colocara el tubo de PVC se debe hacer un filtro para evitar el levantamiento del tubo y colocar una losa de concreto encima del tubo para evitar la socavación en época de avenidas de la quebrada. el tiempo en que la sección inmediatamente aguas arriba de la válvula cerrada permanece en estado sobrepresión durante un ciclo es: T=2*L/C Donde: T = tiempo (seg) L = longitud desde la válvula hacia el tanque o cámara aguas arriba (m) C = celeridad o velocidad de propagación (m/seg) T = 2 * 114.430 m3/seg H = 4. Se denomina golpe de ariete al efecto del aumento brusco de la presión interna sobre las paredes de una tubería a consecuencia del cierre repentino de una válvula. D = Diámetro exterior de la tubería (m) e = espesor de la pared de la tubería (m) ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.340 m3/seg H = 2.3 + k * D/e) 0.50 m Calcular el Golpe de Ariete.350 m3/seg H = 2. causando la dilatación de la tubería inmediatamente aguas arriba de la válvula.400 m3/seg H = 3. 630 m K = 18 E = 0.5 1. dentro de la cual se instalará los accesorios de PVC de diversas dimensiones con su válvula compuerta de bronce respectiva.630 m /0.422 m/seg * 1.3 + 18 * 0.0 Valores Básicos D = 0.30 m de altura. se producirá la sobrepresión máxima de: ha = C * v / g Donde: ha = Sobrepresión (m) v = velocidad del flujo entubado (m/seg) g = aceleración de la gravedad (m/seg2) ha = 353. 1976) Material de la tubería Acero Hierro fundido Hormigón Plásticos K 0. Obra Conexa del sifón invertido: Caja de válvula de purga (01) Se ha previsto la construcción de 01 caja para válvula de purga de dimensiones 1.94072885 m ha = 54.5 C = 353. sólo por este motivo.8: Relación de módulos de elasticidad del agua y del material de la tubería (Azevedo Netto.80 m y 1. a usar diámetros mayores de tubería.422 m/seg Si el tiempo Tc de cierre de la válvula es menor a T. se producirá una sobrepresión de: ha = 2 * L * v / g * Tc Para evitar el golpe de ariete debe instalarse válvulas de cierre lento o colocar volantes de gran diámetro.525 m/seg / 9.4218788 (m/seg) C = 353. Otra manera es limitar la velocidad del flujo hasta 3 m/seg pero esto hace que se desaproveche la posibilidad de conducir agua a las velocidades admisibles de cada material (que generalmente son mayores a 3 m/seg) y obliga.0 5.32 m x 0.01540 m C = 9900 / (48.941 m Si el tiempo Tc de cierre de la válvula es mayor a T. 287 .0 18.81 = 54.01540 m) 0. para el vaciado del dado de concreto se utilizará concreto ciclópeo f´c = 140 Kg/cmm2 + 30% PM la caja de ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS Tabla 6. En cruces de caminos. la cobertura deberá ser por lo menos de 0. Aspectos constructivos y estructurales  Las cámaras de entrada y salida deben estar completamente cerradas para evitar que personas ajenas metan objetos grandes en el sifón invertido.  Es aconsejable enterrar el ducto de un sifón invertido en toda su longitud. etc.6 m para tuberías metálicas. ESTUDIO HIDROLÓGICO Pág. pelotas. se basa en las tensiones radiales debido a la carga hidrostática. En especial tubos de PVC no pueden quedarse a la intemperie.MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE VINCHOS válvula estará protegida con una tapa metálica de 0. Así se disminuye el riesgo que personas ajenas.  En los sifones invertidos no se debe colocar la cámara de purga en otro lugar que el más bajo del ducto. se requiere una bomba para purgar aguas remanentes y sólidos acumulados.  En los cambios de pendiente y/o de dirección del ducto.66 m incluyendo un par de bisagras mas candado.  En el cruce de ríos. como excursionistas. Para ello. el taponamiento de la tubería suele ser muy problemático Para evitarlo. Si se la coloca fuera del punto inferior.  En el caso de un sifón invertido.8 m para tuberías plásticas y de 0. como botellas de gaseosa. el momento debido al peso del agua contenida en el ducto y a la reacción de la fundación que se asume en contacto con la tubería. Situaciones que conviene evitar  Con relación a los sifones invertidos conviene evitar todas las situaciones inconvenientes descritas en tuberías Capítulo 6 (Referencia Bibliográfica OBRAS DE RIEGO PARA ZONAS MONTAÑOSAS Alfonso Bottega – Paul Hoogendam. El cálculo de estos anclajes de hormigón son innecesarios cuando se emplean accesorios con uniones flexibles. introduzcan objetos no deseados. se tapan las cámaras y se colocan candados en las rejillas. Organizaciones de usuarios de agua no suelen tener bombas. considerando la violencia de los ríos en zona montañosa. para evitar que las cargas transmitidas por vehículos fracturen el ducto. El material quemado por los rayos UV se vuelve frágil e inservible. no se puede dejar la cámara de entrada abierta. ni la rejilla suelta.  Para la protección del ducto se recomienda profundizarlo en el terreno. Las uniones flexibles son aconsejables en zonas de topografía muy accidentada y ante la presencia de fallas geológicas. normalmente circular. de agua ni son puntuales en la limpieza. 2004). es necesario construir dados macizos de hormigón para anclar la tubería al suelo y absorber las fuerzas inerciales.  El diseño estructural del ducto. resistentes al arrastre de fuerza. o enterrarse la tubería y embeberla en hormigón. puede construirse un puente de hormigón armado o de arcos de hormigón ciclópeo.64 m x 0. lo que pondría en riesgo la durabilidad del sifón invertido. 288 .