UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA LA MOLINAESCUELA DE POST-GRADO ESPECIALIDAD EN INGENIERIA DE RECURSOS HIDRICOS PROYECTO DE TESIS TEMA : “VALIDACIÓN DE PRECIPITACIÓN TOTAL UTILIZANDO DATOS DEL SATÉLITE TRMM Y GENERACIÓN DE CAUDALES MEDIANTE EL MODELO DE PRECIPITACIÓN – ESCORRENTÍA HEC HMS 3.5 EN LA CUENCA DEL RÍO CHACCO – REGIÓN AYACUCHO” DOCENTE : M.Sc. MIGUEL SANCHEZ DELGADO ALUMNA : MIRLA GRACIELA QUISPE GUTIÉRREZ LA MOLINA, OCTUBRE 2011 PERFIL DE PROYECTO DE TESIS I. TITULO “VALIDACIÓN DE PRECIPITACIÓN TOTAL UTILIZANDO DATOS DEL SATÉLITE TRMM Y GENERACIÓN DE CAUDALES MEDIANTE EL MODELO DE PRECIPITACIÓN – ESCORRENTÍA HEC HMS 3.5 EN LA CUENCA DEL RÍO CHACCO – REGIÓN AYACUCHO” II. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. Las intensas e incesantes lluvias que caen en los meses de noviembre a marzo durante muchas horas en Huamanga ocasionan el colapso del sistema de alcantarillado y produce la rotura de varias tuberías de abastecimiento de agua en la ciudad, originando huaycos y muchos desastres naturales, influenciado por el cambio climático ocasionan que ocurran lluvias intensas. Uno de los problemas notables que merece poner atención son la variación de precipitación dentro de las Regiones andinas, ya que se podría prevenir muchos desastres naturales que ocasiona cuando ocurren fuertes lluvias torrenciales. En el ámbito de la Cuenca Chacco donde se realizara la tesis, abarca parte de la Ciudad de Huamanga, lugar que conecta el intercambio vial hacia otras ciudades, es de mucha importancia estudiar y subsanar las muestras existentes debido a que la mayoría de los datos pluviométricos que registran la cuenca corresponden a los meses de estiaje y donde los caudales de época de avenidas han sido leídos en la parte extrapolada de la curva de calibración altura gasto. La información pluviométrica en toda la Región, ha originado una inconsistencia de la información registrada, debe ser estudiada con más detalle. 2 Así. 3 . la que se utiliza en el otorgamiento de Derechos de Aprovechamiento y en general en la gestión. ¿Qué hacer al respecto? Qué se puede hacer para mejorar las informaciones hidrométrica consistentes correspondientes a épocas de estiaje y avenidas. además de ocasionar errores en los modelos predictivos. entregar información acerca de la disponibilidad de los recursos hídricos. distribución y uso del agua entre los diferentes y variados usuarios.temporal de las precipitaciones pluviales? Son necesarios los estudios por que puede interferir en el proceso de evaluación del estado ecológico de las masas de agua. ante un estiaje severo y las inundaciones. ¿Cómo subsanar la información de estaciones meteorológicas? Buscando herramientas medios científicos tecnológicos que puedan estimar los cambios medioambientales como el caso de las imágenes satelitales TRMM que provee la NASA para estimar las precipitaciones diarias en el espacio terrestre.PREGUNTAS DEL PROYECTO ¿Por qué es necesario conocer la variabilidad espacio . ¿Por qué la necesidad de contar con datos pluviométricos en cantidad y calidad? Resulta muy importante tener un registro confiable ya que determina en presente y futuro datos de mediciones climáticas Estos datos constituyen la base para el diseño de cualquier tipo de desarrollo hidráulico y de obras fluviales. Realizar estudios a fin de implementar información hidrométrica. además. permiten. la variabilidad temporal de las Precipitaciones puede generar desviaciones en los resultados de las métricas seleccionadas para evaluar estudios hidrológicos. luego disminuyen durante los meses de marzo y abril. Por esa razón el control del cambio climático requiere mediciones continuas a muy largo plazo. en la tierra y en la atmósfera.III. se incrementan hasta llegar a su máximo valor en febrero. Los satélites son un elemento esencial para ello. JUSTIFICACIÓN El monitoreo exacto de los fenómenos atmosféricos se ha vuelto indispensable en nuestro mundo actual debido a la serie de desastres naturales que se han venido presentando últimamente. según Jerome Lafeuille. Un estudio realizado por Segura (2006) usando la técnica Hidro-estimador (Vicente et al. del IGP. y se presente un mayor número de eventos de precipitación fuerte. que encabeza la división del sistema de observación basado en el espacio del programa espacial de la OMM. ha mostrado que las precipitaciones significativas comienzan en octubre. señala que los hechos podrían estar vinculados dado que grandes cantidades de lluvia se están concentrando en un tiempo muy corto debido al cambio climático que proyecta un ciclo hidrológico más intenso en todo el planeta por lo que se espera que las sequías sean más intensas y prolongadas. Los científicos atribuyen el cambio climático sobre todo a las emisiones de gases de efecto invernadero por actividades humanas En la actualidad. el cual coincide con el Atlas Climático. Según el SENAMHI 2009. las inusuales precipitaciones ocurridas en Ayacucho y Cusco estarían relacionadas con la llegada de un fenómeno de El Niño débil. están marcadas por un periodo lluvioso de setiembre a abril y seco de mayo a agosto. así como una parte del sistema mundial de observación de la OMM. 1998) para la cuenca del Mantaro.. Así mismo se hace necesario establecer medidas para mitigar los efectos de la naturaleza y contribuir a una adecuada Gestión de los Recursos Hídricos ( Ley Nº 29338) Las lluvias en la sierra central del Perú según Atlas Climático (IGP 2005). al menos 16 satélites geoestacionarios dan datos operativos sobre el clima y el tiempo del planeta. 4 . porque dan una imagen global del cambio en los océanos. para asegurar la representatividad de los datos para fines de estudio. con la finalidad de conocer la correlación existente entre las dos fuentes. luego hacer los tratamientos correspondientes a las series históricas del TRMM. para verificar la variabilidad ó consistencia de las series históricas en todos los puntos de registro. El objetivo del presente trabajo es estimar variaciones en descargas diarias en la Subcuencas del Río Chacco usando estimaciones de precipitación satelital según la TRMM que podría ser utilizada en tiempo real con estimaciones de lluvia satelital horaria. 5 . Generación de caudales mensuales utilizando Programa HEC HMS 3. para hacer predicciones de crecidas a corto plazo y proveer de alertas a desastres naturales. IV. Comparar gráficamente los datos observados en las estaciones pluviométricas y datos del TRMM.La Región de Ayacucho tiene una baja densidad de estaciones meteorológicas y las existentes no tienen una representatividad adecuada que permita caracterizar la hidroclimatología de un territorio que gran importancia para los proyectos en la Región. Realizar el análisis estadístico de los datos de precipitación.5. éstas son los datos de imágenes satelitales de la Misión de Medición de Lluvias Tropicales (TRMM). 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. En la actualidad se observan eventos cortos y puntuales con intensidades superiores a la capacidad de infiltración de los suelos. esto debido a los cambio climático factor determinante en la variabilidad de las precipitaciones ya que sus efectos traen consigo eventos extremos no previsibles. Existen otras formas de paliar la escasa data que se tiene a la mano en la actualidad para utilizarlos en los diversos fines que se requiere lograr. 3. V. Asimismo. El clima es un sistema complejo por lo que su comportamiento es muy difícil de predecir. retroalimentaciones y moderadores. (2) El clima de Ayacucho es templado. el dióxido de carbono C02. la quema de combustibles fósiles provoca el aumento de las concentraciones de los tres gases principales. 6. solamente se puede aventurar una previsión de lo que será el tiempo atmosférico del futuro más próximo. respectivamente. Contar con información hídrica que sirve como base guía para desarrollar proyectos que conlleven a una adecuada Gestión de los Recursos Hídricos en la Región. Ni siquiera los mejores modelos climáticos tienen en cuenta todas las variables existentes por lo que. hoy día. a variaciones sistemáticas como el aumento de la radiación solar o las variaciones orbitales pero. normalmente.2 mm. HIPÓTESIS Contar con una metodología capaz de generar información de caudales medios diarios para el ámbito de la Cuenca del Río Chacco. metano ( NH4).2 CAMBIO CLIMÁTICO Se define como la alteración del clima. La media anual de temperatura máxima y mínima (periodo 1967-2003) es 23. Por una parte hay tendencias a largo plazo debidas.8°C y 7. REVISIÓN DE LITERATURA 6. moderadamente lluvioso y con amplitud térmica moderada. también.3°C. el conocimiento del clima del pasado es. más incierto a medida que se retrocede en el tiempo. VI.1 CLIMA El clima es el conjunto de los valores promedios de las condiciones atmosféricas que caracterizan una Región. La precipitación media acumulada anual para el periodo 1967-2003 es 551. por otra. existen fluctuaciones caóticas debidas a la interacción entre forzamientos. y en el presente siglo el cambio climático es el resultado del aumento de concentraciones de gases invernadero el cual se ha incrementado en la atmosfera de manera notable desde épocas preindustriales debido a la acción huamana. Estos valores promedio se obtienen con la recopilación de la información meteorológica durante un periodo de tiempo suficientemente largo.y el oxido de nitrógeno (N2O) 6 . (4) 6.5 PRECIPITACIÓN Según Guevara (1991). desemboca en el océano. o sólida (nieve. Cada cuenca pequeña drena agua en una cuenca mayor que. incremento de la desertificación. niebla. basada en recopilaciones estadísticos. eventualmente. (1) 6. Aplica tecnología de ciencia para predecir el estado de la atmósfera para un período futuro y una localidad o región dada. (8) 6. alteraciones en los ciclos agrícolas. el derretimiento de los glaciares. temperatura y presión atmosférica. cambios en el clima mundial. registros históricos y apoyada con observaciones satelitales o locales. rocío).(2) 6. como alteraciones de los regímenes precipitaciones.7 RELACIONES ENTRE CUENCA. granizo. Las cuencas hidrográficas albergan una gran variedad de plantas y animales. río o lago cercano. Siempre es probabilístico.3 PRONOSTICO DE TIEMPO Es una predicción del comportamiento del clima en una zona.6 CUENCA HIDROGRÁFICA Una cuenca hidrográfica es un área de terreno que drena agua en un punto común.(7) 6. LLUVIA Y CAUDAL 7 . Se presenta en forma líquida (lluvia.4 El CICLO HIDROLÓGICO Es el proceso que se inicia con el aporte de las precipitaciones desde la atmósfera a la tierra y a partir del cual el agua se evapora. escarcha). como un riachuelo. la precipitación es el principal vector de entrada del ciclo hidrológico y se refiere a la cantidad total de agua que cae sobre la superficie terrestre. arroyo. y brindan muchas oportunidades de esparcimiento al aire libre. y el incremento del nivel del mar causando inundaciones en las zonas costeras.Además el aumento de las concentraciones de los gases provocan cambios en la temperatura. sus características están sometidas a la influencia de otros factores climáticos tales como: viento. Se deriva del vapor de agua atmosférica. transcurre sobre la superficie o se infiltra en mantos subterráneos. 10 MODELOS PRECIPITACIÓN – DESCARGA Los modelos de Precipitación-Descarga más extendidos en hidrología son aquellos que 8 . En hidrología aplicada (ingenieril) se usan actualmente cuatro tipos de modelos matemáticos: (1) Determinantico o físicamente basado. el sistema de observación de precipitación TRMM.(6) 6.5 ha exigido conocer la precipitación uniforme. los factores de la lluvia y los hidrógrafas de creciente ofrece un panorama amplio de conocimiento sobre la formación de los caudales extraordinarios y permite hacer un pronóstico relativamente confiable sobre los eventos futuros de esta naturaleza. es gobernado por las leyes del azar y las probabilidades. en los diferentes años analizados. a nivel diario. son el satélite. sobre cada una de las subcuencas consideradas. ante el objetivo de obtener recursos a nivel diario. todas capaces de producir una cantidad excesiva de precipitación sobre un área en particular.(5) Hay que comenzar por señalar que. el área de extensión y el tiempo de duración de los núcleos de precipitación más intensos asociados con el Sistema Convectivo Mesoescala. los datos de precipitación se tienen que considerar también a nivel diario. 6. el radar y los pluviómetros. es una representación simplificada de los procesos físicos que se obtiene concentrando (integrando) las variaciones espaciales o temporales.8 DETECCIÓN DE CRECIDAS Las crecidas están asociadas con muchos tipos de convección.El análisis cuidadoso de la relación que existe entre las características físicas de la cuenca. (3) Conceptual. y que la utilización correcta del programa HEC-HMS 3. (2) probabilística. La clave para detectar las crecidas por precipitación es determinar su localización. (4) Paramétrico.9 MODELO HIDROLÓGICO En hidrología suele utilizarse modelos para tratar de representar el comportamiento del sistema hidrológico (el prototipo). Las principales herramientas usadas para detectar una fuerte precipitación asociado con las crecidas. representa los procesos hidrológicos por medio de ecuaciones algebraicas que contienen parámetros a determinar empíricamente.(10) 6. se formula utilizando las leyes físicas que rigen los procesos involucrados descritos mediante ecuaciones diferenciales. un modelo puede ser material o formal. también se puede estimar el calor obtenido a diferentes alturas en la atmosfera ( en base a las mediciones).11 SATÉLITE Las imágenes por satélite pueden indicar la presencia de sistemas de escala pequeña y grande asociado con una fuerte precipitación. escorrentía y descarga del acuífero) reproduciendo simplificadamente los procesos del ciclo hidrológico (2) 6.(3) 6. La TRMM provee datos provenientes del Radar meteorológico de precipitación (PR) el cual provee cartas de estructuras de tormentas tridimensionales.25º y 5ºx5º en un área entre los 35ºN y 35º S.(2) 6. también ayuda a estimar la precipitación usando imágenes infrarrojas basados en la temperatura del tope de nubes.13 ANÁLISIS Y MOLDEAMIENTO DE SERIES DE TIEMPO HIDROLÓGICAS 9 . estos datos ayudan a perfeccionar las recuperaciones basadas en el radiómetro. tipo de lluvia.25 grados (25 km).12 TRMM (TROPICAL RAINFALL MEASURING MISSIÓN ) Conjunción de exploración espacial entre la NASA y la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa ( JAXA) diseñada para monitorear y estudiar precipitaciones tropicales y subtropicales. El papel principal que el radar de precipitación es proporcionar detalles sobre la estructura vertical de la lluvia. Estima a una resolución entre los 0. de resolución temporal 3 horas y resolución espacial de 0. El TRMM recoge desde el espacio los porcentajes de lluvias instantáneas y de gran anchura de pasada basados en el radiómetro. (3) El Tropical Rainfall Measuring Misión TRMM y otras fuentes de lluvia. la incertidumbre acerca de la distribución de la lluvia en la superficie de la tierra era de un 50% y el perfil de distribución vertical de precipitación estaba lejos de ser determinada.estiman el balance entre las entradas de agua al sistema (precipitación) y las salidas del mismo (evaporación. aquellas indican la característica de organización asociado a los Sistemas Convectivos Mesoescala. se emite radiación y se reciben lecturas de la intensidad y distribución de la lluvia. altitud donde la nieve funde en la lluvia.25º x 0. Antes del TRMM. profundidad de la tormenta. es producida por el algoritmo de precipitación global (3B42_V6).25 x 0. en primer lugar. 6. Se usan para la construcción de modelos estocásticos y generación de registros hidrológicos sintéticos. su morfología y las características de su red de drenaje. de la mejor manera posible. 10 . Estos modelos pueden ser hechos suficientemente confiables en el tiempo. pronóstico de los eventos hidrológicos. únicamente en el desarrollo de descripciones matemáticas apropiadas de procesos hidrológicos de naturaleza estocástica. dentro de los cuales se desarrollan los procesos hidrológicos antes descritos. citando a Yevjevich. es preciso.14 MODELADO DE LA CUENCA Con objeto de poder representar adecuadamente el comportamiento hidrológico de una determinada cuenca. con las adecuadas conexiones entre ellos. que refleje. dice: La econometría contemporánea de recursos de agua está basado en la confianza de Modelos Matemáticos de ingeniería para la toma de decisión y evaluación de diversos proyectos de recursos de agua. constituye finalmente la representación esquemática de la cuenca total.El análisis de tiempo ha llegado a ser una de las mayores herramientas en la hidrología. llevar a cabo una representación esquemática de la misma. Según ALIAGA (2007). detección de saltos y tendencias en los registros y completación de datos perdidos y extensión de series. cuya descripción se indican a continuación: a) Subcuenca b) Tramo de cauce c) Embalse d) Confluencia e) Derivación f) Fuente g) Sumidero La combinación de estos tipos de elementos. En dicha representación esquemática se utilizan generalmente diversos tipos de elementos. el programa HEC-HMS incluye diferentes tipos de elementos. (13) En este sentido. Dado que la información disponible sobre la precipitación es limitada. se suele optar generalmente por analizar.6. es necesario recurrir a algún procedimiento que permita establecer un modelo de precipitación acorde con el objetivo perseguido en cada caso. Este es también el criterio adoptado en el programa HEC-HMS.16 MODELADO DE LOS COMPONENTES DEL PROCESO Ante la práctica imposibilidad de abordar de manera global la modelación del proceso de transferencia lluvia-caudal.15 MODELACIÓN CON HEC-HMS El HEC-HMS es un modelo tipo evento. 2. definida por el usuario en sentido estricto de aguas arriba hacia aguas abajo. de manera individualizada. 11 . tanto a nivel espacial como temporal. Estos son los resultados que debe esperar el usuario después de una corrida del programa: El programa HEC-HMS incluye en su formulación modelos de eventos y modelos continuos. Convencionales: se obtienen las hidrógrafas de salida y combinadas para un evento de tormenta supuesto. Por lo tanto. una corrida de simulación del programa consiste en calcular la componente de escorrentía directa como una función del tiempo.1 Precipitación y evapotranspiración La precipitación constituye el input principal al proceso hidrológico antes descrito. producto de un evento de lluvia de duración variable (entre algunos minutos y varios días) que se produce a la salida de las subcuencas. Las simulaciones en HEC-HMS son de dos tipos: 1.16. 6. 6. De optimización: Las hidrógrafas resultantes se comparan con un registro histórico en un cierto punto de la cuenca. Las hidrógrafas resultantes se combinan según la estructura de la cuenca. lineal y semidistribuido. hasta hallar el hidrograma resultante a la salida de todo la cuenca. diferentes aspectos parciales del proceso. que permiten abordar el tratamiento de ambos tipos de situaciones. con diferentes criterios de ponderación. las alternativas que contempla el programa HEC-HMS son. si bien este procedimiento es razonablemente aplicable cuando se trata de valores a nivel decenal. Si se admite la hipótesis de distribución espacial uniforme. el programa HEC-HMS contempla diferentes posibilidades. a partir de la información puntual registrada en una serie de pluviómetros: • Media aritmética o ponderada. • Polígonos de Thiessen. En este sentido. de hietogramas de diseño en períodos cortos de tiempo. según el tipo de distribución espacial que se considere para la precipitación en el conjunto de la cuenca o subcuenca objeto de análisis. mensual o anual. Si se considera que la distribución espacial de la precipitación no es uniforme. según el tipo de distribución espacial que se considere para la precipitación en el conjunto de la cuenca o subcuenca objeto de análisis. Por otro lado. existen diferentes alternativas para determinar el valor de la precipitación media sobre el conjunto de la superficie. o bien. Si se admite la hipótesis de distribución espacial uniforme. En el primero de los casos. o bien. la utilización de datos obtenidos mediante radar. • Polígonos de Thiessen. el programa HEC-HMS contempla diferentes posibilidades. con coeficientes de 12 . mensual o anual. de histogramas de diseño en períodos cortos de tiempo. puede ser necesario disponer de datos de precipitación en forma de series continuas en períodos largos de tiempo. En el primero de los casos. que proporcionan los valores registrados directamente sobre una cuadrícula. existen diferentes alternativas para determinar el valor de la precipitación media sobre el conjunto de la superficie. si bien este procedimiento es razonablemente aplicable cuando se trata de valores a nivel decenal. • Método de las isoyetas. por una parte. a partir de la información puntual registrada en una serie de pluviómetros: • Media aritmética o ponderada. puede ser necesario disponer de datos de precipitación en forma de series continuas en períodos largos de tiempo. con diferentes criterios de ponderación. • Método de las isoyetas. como media ponderada de los valores registrados en diferentes pluviómetros.En este sentido. o en una zona de pequeña extensión. se puede utilizar también un algoritmo que proporciona el valor de la precipitación en un punto. En cuanto a la evapotranspiración. infiltrada en el suelo. desarrollado por el U. • Utilización del concepto de número de curva (CN). el volumen total de agua disponible para escorrentía superficial es el resultado de descontar de la precipitación el agua interceptada por la vegetación. el programa HEC-HMS contempla la posibilidad de definir valores medios mensuales. que tiene en cuenta. 13 . Soil Conservation Service (SCS). por debajo del cual no se produce escorrentía superficial. y el escurrimiento superficial del exceso. almacenada en la superficie del mismo. y una tasa constante de pérdidas por encima del citado umbral. cabe comenzar por señalar que su conocimiento no es relevante cuando se trata de analizar la respuesta hidrológica de la cuenca frente a aguaceros de corta duración. El programa HEC-HMS contempla diferentes alternativas a la hora de cuantificar estas pérdidas de agua: • Establecimiento de un umbral de precipitación. Para el establecimiento de hietogramas de diseño en períodos cortos de tiempo. el programa HEC-HMS contempla diferentes posibilidades. el tipo de suelo y el contenido de humedad previo al episodio lluvioso que se considera.16. evaporada desde diferentes superficies o transpirada a través de las plantas. se considera también la posibilidad de utilizar un hietograma definido por el usuario. entre otros. aspectos tales como la permeabilidad del suelo y el déficit inicial de humedad del mismo.S. No obstante. • Método de Green y Ampt. determinados según los métodos habitualmente utilizados en Hidrología.2 Volumen total disponible para escorrentía De acuerdo con lo indicado anteriormente. basado generalmente en análisis estadísticos llevados a cabo sobre registros históricos en pluviómetros o pluviógrafos representativos.ponderación que tienen en cuenta el inverso del cuadrado de la distancia al pluviómetro correspondiente. 6. En los casos de simulación continua. algunas de las cuales resultan un tanto sofisticadas. que permite simular el movimiento del agua a través del suelo y del subsuelo. su intercepción y almacenamiento en diferentes zonas. • Modelo SMA (Soil Moisture Accounting). teniendo en cuenta los usos del suelo. de tamaño más o menos grande. basados todos ellos.16. El programa HEC-HMS contempla dos posibles alternativas. En relación con los modelos concretos aquí mencionados. es interesante señalar que el método de Green y Ampt es de tipo distribuido. los parámetros mantienen un valor constante dentro de cada subcuenca. lo cual significa que los valores de los parámetros no pueden ser determinados a partir de mediciones específicas. Entre los modelos de tipo empírico. los modelos se pueden clasificar en agregados o distribuidos. el programa permite seleccionar uno de los siguientes: 14 . pudiendo existir diferencias entre unas subcuencas y otras. en el interior de cada subcuenca. propuesto originalmente por Sherman en 1932. cabe comenzar por señalar que el modelo SMA está especialmente indicado en los casos de simulación continua. si bien primero de los modelos mencionados también se puede utilizar en los casos de simulación continua. sino que deben obtenerse mediante el oportuno proceso de calibrado o ajuste. En general. y el modelo basado en el establecimiento de un umbral de precipitación y una tasa constante de pérdidas es de tipo agregado. el modelo SMA y el basado en el concepto de número de curva presentan sendas versiones de tipo agregado y distribuido. basadas en modelos de tipo empírico o conceptual. mediante la superposición de una malla rectangular de celdas. según la precisión deseada y la información disponible. mientras que en el caso de modelos distribuidos lo habitual es que los valores de los parámetros varíen de un punto a otro.En cuanto a la aplicabilidad de estos modelos a las diferentes situaciones que se pueden plantear. 6. mientras que los tres restantes se utilizan en los casos de aguaceros de corta duración. En este último caso. desde el punto de vista de variación espacial de los valores de los parámetros implicados. Finalmente. o bien ser estimados a partir de las características de la cuenca. en mayor o menor medida. En el primero de los casos. suele ser necesario completar la representación de la subcuenca en cuestión. respectivamente. en el concepto de hidrógramas unitario. cabe señalar que todos ellos son de tipo empírico.3 Escorrentía superficial Otro de los aspectos que es susceptible de ser analizado de manera individualizada es el referente al desarrollo de la escorrentía superficial y su concentración en un determinado punto del cauce. Como alternativa a los modelos anteriores. rugosidad de la cuenca. el programa HEC-HMS incluye un modelo conceptual. a aguaceros aislados. todos ellos. • Hidrógramas del Soil Conservation Service. que se ha almacenado temporalmente en capas más o menos profundas. etc. e incluye también el flujo hipodérmico o subsuperficial asociado al período actual. Los datos necesarios para su utilización. • Hidrógramas sintético de Snyder. Aunque puede parecer excesivamente simplista. en principio. • • Curva de recesión exponencial. y son aplicables. en principio. salvo el hidrógramas de Clark modificado. Todos ellos son de tipo empírico. alimentado en su origen por el exceso de precipitación. como ya se ha indicado antes. hacen referencia a la longitud.• Hidrógramas unitario definido por el usuario.4 Flujo base Tiene su origen en la precipitación registrada sobre la cuenca en períodos precedentes.16. empíricos y aplicables. Todos estos modelos son agregados. Este modelo es de tipo agregado y se aplica al caso de aguaceros de corta duración. con posible variación mensual. Depósitos lineales sucesivos. 6. son de tipo agregado. • Hidrógramas de Clark (original y modificado). pendiente. en el que la cuenca o subcuenca está representada por un cauce muy ancho. si bien su formulación no impide utilizarlos en casos de simulación continua. considerados como una sucesión de aguaceros. resulta válido cuando se trata de determinar el caudal máximo de un hidrógramas aislado. de corta duración. El programa HEC-HMS considera tres posibles alternativas para su modelación: • Caudal constante. 15 . Por otro lado. que deben ser extraídos de medidas reales. a aguaceros de corta duración. de tipo onda cinemática. 5 Tránsito del hidrógramas por el cauce La agrupación de caudales de agua de diversa procedencia (superficial. mientras que el modelo Lag. • Modelo de Puls modificado. El discurrir de estos caudales hacia aguas abajo. así como su acceso universal que tienen una relación muy íntima con la pobreza. El modelo de Muskingum-Cunge es de tipo quasi-conceptual. El programa HEC-HMS permite escoger entre los siguientes modelos a la hora de tratar de representar la transformación que experimenta el hidrógramas entre los puntos inicial y final de un tramo de cauce: • Modelo Lag. en principio.) en un punto de un cauce y su variación a lo largo del tiempo constituye un hidrógramas. • Modelo de onda cinemática. • Modelo de Muskingum. regionales.17 GESTIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS La Gestión de Recursos es una respuesta de la última década a los problemas mundiales. etc. conocimientos. y aplicables. La exposición detallada de cada uno de estos modelos excede de lo que aquí se pretende. calidad y saneamiento del agua. ya que en su formulación intervienen algunas variables que son susceptibles de ser determinadas a partir de mediciones geométricas 6.16. Se trata de un enfoque que pretende integrar el conocimiento de una diversidad de sistemas que deben considerarse en forma simultánea. En cuanto a sus fundamentos básicos. 16 .6. a aguaceros aislados de corta duración. bajo distintas disciplinas. concepciones. cabe señalar que todos ellos son de tipo agregado. nacionales y locales de escasez. No obstante. a lo largo de un determinado tramo de cauce. el de Puls modificado y el de Muskingum son de tipo empírico. da lugar a un nuevo hidrógramas en el extremo de aguas abajo del mismo. hay que indicar que el modelo de onda cinemática es de tipo conceptual. Modelo de Muskingum-Cunge. La Ley regula el uso y gestión integrada del agua. La ley además señala que el agua constituye patrimonio de la Nación y el dominio sobre ella es inalienable e imprescriptible. órganos normativos y de gestión. De esta manera. Esta Ley tiene XII Títulos además de un Título Preliminar referido a los principios que regulan el uso y gestión integrada de los recursos hídricos. Los bienes asociados al agua son lo que se detallan en los artículos 5 y 6 de la presente Ley.investigaciones. pues sin dejar a un lado los planes de acciones que existen frente a posibles desastres por efecto de los cambios climaticos. así como los bienes asociados al agua. la promoción de la eficiencia. 17 . el reforzamiento de la posición de las comunidades campesinas y nativas. 6. la gestión de los recursos hídricos.18 LEY DE RECURSOS HÍDRICOS. y la prioridad en el uso del agua. Se extiende al agua marítima y atmosférica en lo que resulte aplicable. subterránea. La Ley comprende el agua superficial. El aprovechamiento y la gestión del agua debe inspirarse en un planteamiento basado en la participación de los usuarios. los planificadores y los responsables de las decisiones a todos los niveles. LEY 29338 La ley de los recursos Hídricos es aprobada el 12 marzo del 2009. la actuación del Estado y los particulares en dicha gestión. fue enfatizando los aspectos más relevantes y que pueden significar oportunidades o dificultades para actividades de cada sector. continental y los bienes asociados a ésta. Es un bien de uso público y su administración sólo puede ser otorgada y ejercida con el bien común. instituciones y usuarios. No hay propiedad privada sobre el agua. la protección ambiental y el interés de la Nación. se enfatiza la importancia que se le brinda a la seguridad jurídica. 80 km2 UBICACIÓN HIDROGRÁFICA Sistema Hidrográfico Cuenca : : Río Chacco Chacco 7.22 km2. Geográficamente. MATERIALES Y MÉTODOS 7. donde se encuentra ubicada 3 subcuencas y 1 microcuenca aportantes como son: • Subcuenca Yucaes con una extensión de 694. • Microcuenca Alameda con una extensión de 77. • Subcuenca Huatatas con una extensión de 229.30 km2. Las cartas IGM y la imagen satelital serán proporcionadas por el Senamhi. Limita. 18 . Chiara.1 UBICACIÓN ZONA DEL PROYECTO La Cuenca del Río Chacco se encuentra ubicada en la Sierra-Centro de los Andes Peruanos. abarca los distritos de Nazarenas. Políticamente.VII.71 km2. • Subcuenca Cuchihuaycco con una extensión de 102.2 METODOLOGÍA A continuación se describe el proceso a seguir en el presente trabajo de investigación: Recopilación de la información espacial existente La información cartográfica está compuesta por cartas topográficas de Instituto Geográfico Militar (IGM) e imágenes satelitales correspondiente al área de estudio. está comprendida entre las coordenadas geográficas de los paralelos 13° 04’ y 13° 17’ de Latitud Sur y los meridianos 73° 56’ y 74° 14’ de Longitud Oeste.75 Km2. Acocro Tambillo y Socos. la Cuenca pertenece a la Provincia de Huamanga. Departamento de Ayacucho. con las cuencas de : Norte : Sur : Rio Huanta Río Vischongo Rio Totorabamba Río Cachi Oeste : Este : La Cuenca del Rio Chacco tiene una extensión de 1106. San Juan Bautista. Recopilación y procesamiento de datos de lluvia La información pluviométrica será proporcionada por el Servicio Nacional de Hidrología y Meteorología. Los registros de precipitaciones para la implementación del trabajo corresponderán a una serie de imágenes satelitales (TRMM) máximas diarias anuales. se trata de datos calculados en base a mediciones de varios sensores satelitales. a través de un sistema que integra diferentes métodos hidrológicos ya sean concentrados o distribuidos para el transito de caudales Aspectos Metodológicos El presente trabajo pretende realizar la comparación entre las estimaciones de lluvia en la Cuenca Rio Chacco. Huamanga y Chontaca Correspondiendo a las Subcuencas que abarca el área de la Cuenca. a información de precipitaciones Empleo del HEC-HMS. se hará uso de algoritmos para la estimación de precipitación pluvial a partir de imágenes del TRMM. 19 .5. para el período 1998 a 2010. La información pluviométrica original será sometida a un análisis estadístico hidrológico previo donde se observara inicialmente la existencia de factores que afecten su tendencia los cuales serán analizados. Además. Con el fin de suplir la escasez de información de variables climáticas disponible en todo el territorio de la Cuenca. para luego generar los caudales medios diarios utilizando el programa HEC HMS 3. realizadas mediante imágenes satelitales TRMM y una red de pluviómetros instalada dentro del ámbito de la cuenca en estudio. también pueden compararse las características físicas de las nubes y los hidrometeoros en su interior con otras fuentes como los sondeos atmosféricos. Finalmente la información básica con la que se trabajara será las precipitaciones que mejor se ajusten hallados por las imágenes TRMM. El software que permitirá simular transformación de lluvia histórica o hipotética en escurrimiento. siendo la correspondiente a ésta área de estudio la Estación Pucaloma. tanto de radar como de infrarrojo. actualidad) para el mismo mes de la serie de datos TRMM Luego se adaptará la información existente para ser utilizable en el programa HEC HMS 3. De esta fuente se puede obtener la precipitación mensual estimada para unidades de superficie terrestre de 0.25 x 0.25 °. altitud) y de cobertura del terreno. rellenando las series faltantes y extrapolando a años sin datos. que se lleva a una resolución cartográfica de 25 x 25km. 2. se calibrarán con los datos existentes medidos de las estaciones dentro de la zona de estudio (Cuenca del Rio Chacco).5 tanto en formato como en unidades. El otro producto se representa mediante la desviación de los valores del mes en cuestión respecto de los valores históricos (1998. La serie de estos datos comenzará en el año 1998. con el nombre 3B-43 V6. 1. Generados los modelos hidrológico y glaciológico. 20 . con la aplicación de herramientas de SIG. En base a los datos de precipitación estimada TRMM dentro del proyecto se realizara mapas mensuales de actualización periódica dependiendo el momento de la misma de la disponibilidad de los datos de origen. Una conteniendo los valores estimados en milímetros para toda la Cuenca con una resolución espacial de 25 x 25 kilómetros. La evaluación de la coherencia del modelo se hará con los datos de láminas de escurrimiento generadas. Estos mapas se realizaran y pondrá a disposición en dos versiones. y será actualizada hasta la fecha mensualmente. Se caracterizarán las cuencas de estudio: por sus características topográficas (área. Los parámetros resultados de la calibración serán extrapolados a las cuencas que aportan al sistema con el objeto simular caudales en zonas en las que existe menos información y evaluar la robustez del modelo HEC HMS para simular la capacidad de producción de la cuenca antes mencionadas.los cuales son posteriormente calibrados en forma global con mediciones de estaciones meteorológicas existentes en dicha zona de estudio. iniciándose formalmente el mes de Enero 2012 y finalizando en Julio del 2012.VIII.5 Ordenamiento y Elaboraciòn plano Presentaciòn borrador Correcciones Sustentación X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 4 5 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 6 7 8 9 10 11 X X X X X X X X X X X .ajuste Mediciòn Satelite TRMMPrecipitaciones Digitalización Cuenca Modelamiento y generación de caudales HEC HMS 3. º CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES MES 1 ACTIVIDADES 1 2 3 4 MES 2 1 2 3 4 MES 3 1 2 3 4 MES 4 1 2 3 4 MES 5 1 2 3 4 MES 6 1 2 3 4 MES 7 1 2 3 4 MES 8 1 2 3 4 MES 9 1 2 3 4 MES 10 1 2 3 4 MES 11 1 2 3 4 MES 12 1 2 3 4 1 2 3 Recolección de X X X X X información Revisiòn bibliográfica X X X X Elaboración perfil . CRONOGRAMA La ejecución del plan de trabajo tiene un plazo de 12 meses. . 2. X RECOMENDACIONES 1. son importantes realizarlos para las subcuencas de la cuenca Chacco ya que nos permitirán elaborar las siguientes conclusiones: a. Ejecutando trabajos puntuales. lo cual nos permitirá operar de alguna manera más detallada en un área de menor extensión no generalizar la información. La aplicación de del modelo HEC-HMS en su diagramación permite obtener una caracterización hidrológica de cada subcuenca. La implementación de mejor equipo como ser limnígrafos en la cuenca para tener la posibilidad de comparar los valores observados con los simulados. de manera que los modelos se puedan calibrar para adecuarlos a las condiciones del medio. El caudal especifico de 25 . 50 años de retorno alcanza un valores promedios de caudales(l/s) los valores pueden ser utilizado para diseñar obras dependiendo del tamaño de las subcuencas.IX CONCLUSIONES El estudio de las crecidas. . Un aspecto que se debería tomar en cuenta es la realización de visitas al campo para lograr obtener mayor información acerca del comportamiento hidrológico de la cuenca y así mismo conocer de esta forma el historial de las mismas. b. laflecha. Hidrológica.sci. 5. Cochabamba – Bolivia. Estimación de caudales de crecida para la cuenca Misicuni mediante un modelo hidrológico y SIG. E.meted. Tesis 2000 CLAS. Segunda Edición (2002).Goddar Earth Sciences Data and Information Services Center. Chow. 2002. manejo de cuencas hidrográficas Proyecto Regional Manejo de cuencas.2005 . Tercer seminario nacional. 1998. La Ceiba . L. 9.. Convenio LHUMSS – PROMIC. Comunidad Meteorológica y de las Ciencias MetEst en español. Tesis 200 CLAS. 7. Hidrología para estudiantes de ingeniería civil. 1980. Diario de Ciencia y Tecnología: http://www.net/ 2. y Zárate O. Sistema de simulación hidrológica para el calculo de la avenida de proyecto. http://www. Serie Estudios Hidrológicos. Publicación n° 7 p. 23 . Villon.ucar. Santafe de Bogotá –Colombia FAO.XI REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 1. Honduras 125 p 8.. http://www. R. 1996. National Aeronautics and Space Administration.edu 3. Sistematización para actualización caracterización hidrológica en cuenca Taquiña. Determinación de caudales específicos por subcuencas en la cuenca Molino Mayu. Cardona.nasa. 1998. Edición 1980Pontificia Universidad Católica del Perú. Muñoz.gsfc. M. Chereque. E.disc. Montenegro. Hidrología aplicada. 10. 6.gov/featured- tems/trmm 4. Flores. 1986. T. XII PATROCINADORES Por definir. 1985. Convenio LHUMSS – PROMIC. XIII COOPERADORES Por definir. Perú. Serie Estudios Hidrológicos. 186 p. XIV FINANCIA 24 .11. Trad. USA. 13. Hydrologic Modeling System HECHMS. 2007. Modelación Hidrológica. Del Ingles por M. Publicación n° 17 p. 2000. US Army Corps of Engineering Center. Auza. Cochabamba – Bolivia. Aliaga. Instituto Geofísico del Perú – IGP. Davis CA. User Manual Versión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