Programa de Pequeña y Mediana Infraestructura de Riego en la Sierra del Perú - PIPMIRS
ESTUDIO HIDROLÓGICO
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS-CANAL EL TIGRE”
CÓDIGO SNIP N° 143226
Ubicación: Región Departamento Departamento Provincia Distrito Lugar
: Amazonas. : Amazonas. : Utcubamba. : Cajaruro. : Mishquiyaco Alto, Nuevo Piura, Santa Isabel, El Tigre, Mishquiyaco Bajo. Elaborado por:
Consultora Freddy Manuel Casas Alhuay Lima, Septiembre 2,014. FCASAS
Asesoría, Consulto Consultoría, ría, Elabora Elaboración ción y Ejecución de Proyectos Sociales, Productivos y de Protecció Protección n al Medio Ambiente. Teléfonos: Teléfonos: 066-313792, 066-313792, 966-836000, RPM #822600.Dirección: Jr. Garcilozo Garcilozo de la Vega N° 799 799 Ayacucho. Ayacucho.
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
ÍNDICE
Pág.
RESUMEN EJECUTIVO ESTUDIO HIDROLOGICO I.
ASPECTOS GENERALES………………………………….……… GENERALES………………………………….…………………………………………….. ……………………………………..…………………………… …………………………… (05)
1.1
INTRODUCCION………………….………………………………………...……………………………………………...…………………. (05)
1.2
ANTECEDENTES………………….………………….……………………...……………………………….………………………………. (06)
1.3
OBJETIVOS DEL ESTUDIO: ……………………………………………….…………..…….……….………………..…………………. (06)
(06) 1.3.1 OBJETIVOS GENERALES……………………………………………………………………….…………………………………. (06) 1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………………………………...…………………………………. (07)
1.4
ALCANCES……………………………………….……………………………...………………………………………………...……………. (07)
1.5
JUSTIFICACION DEL ESTUDIO……………………………………….………………………………………………...………………. (08)
1.6
INFORMACIÓN BÁSICA……………………………………….………………………………………………...…………...……………. (09) 1.6.1 INFORMACION CARTOGRAFÍA Y TOPOGRÁFICA. ………………………..……………………………..……………. (09) 1.6.2 INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA HIDROMETEOROLOGICA………………………...…………………..……………………..……………. (09) 1.6.3 INFORMACION DE FUENTES DE AGUA ……………………………………………..………………………..……………. (09)
II.
EVALUACION HIDROLOGICA………………………………………..……………………..………………………..……………. (10) (10)
2.1
DESCRIPCION GENERAL DE MICROCUENCAS y DEL CURSO PRINCIPAL DE FUENTE NATURAL ………….(10) 2.1.1 UBICACIÓN y DEMARCACION DEMARCACION DE LA UNIDAD HIDROGRAFICA...………….……………..……………..……. (10) 2.1.1.1 ADMINISTRACIÓN LOCAL DE AGUA ………………..……………………..……………………………..……..……………. (10)
2.1.1.2 DESCRIPCION GENERAL DE LA MICROCUENCA.. MICROCUENCA..……………………..……………………….……..……………. (11) 2.1.2 ACCESIBILIDAD Y VIAS DE COMUNICACIÓN COMUNICACIÓN….……………………..……………………..………..………...………. (13) 2.1.3 CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICA DE MICROCUENCAS DE ZONA DEL PROYECTO …….….. (13) 2.1.3.1 2.1.3. 1 IDENTIFICACION DE MICROCUENCA Y DE LA FUENTE DE AGUA …..………………………..……………. (13) 2.1.3.2 FACTOR RELIEVE DE LAS MICROCUENCA ………………….…………………..……………………..……………. (14) 2.1.3.3 PARÁMETROS DE FORMA FORMA DE LA CUENCA…………………………………..………………………..……………. (17) 2.1.3.4 CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS HIDRÁULICAS DEL CAUCE CAUCE……..……………………..………………………..……………. (17) 2.1.3.5 PARAMETRO DE LA RED RED HIDROGRAFICA HIDROGRAFICA ……………………..…………………..………………………..………. (18) 2.1.3.6 CONCLUSIONES DE LA GEOMORFOLOGÍA GEOMORFOLOG ÍA DE LA CUENCA……..…………..…………………………………. (18) 2.2
INFORMACIÓN HIDROMETEOROLOGICA, HIDROMETEOROLOGICA, ANALISIS Y TRATAMIENTO TRATAMIENTO……..……………..…………..……………. (20) 2.2.1 ANALISIS DE LAS VARIABLES VARIABLES METEOROLOGICAS METEOROLOGICAS……………………..……………………….……..……………. (20) 2.2.2 CLIMATOLOGIA……………………………………………………………………………..………………………………………. (20) 2.2.3 ANALISIS DE EVENTOS HIDROMETEOROLOGICOS…..…………………..…………………….……..……………. (23) 2.2.4 TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROLOMETEOROLOGICA.. HIDROLOMETEOROLOGICA.. …………………..……..……………. (23) 2.2.4.1 UTILIZACION DE REGISTROS …………………………………………...………………..…………………………………. (23) 2.2.4.2 ANALISIS DE CONSISTENCIA DE DATOS ……………………….…………………..……………………..……………. (24)
2.3
DISPONIBILIDAD HIDRICA…………………………………………………...…………………..………………………..……………. (25) 2.3.1 GENERALIDADES …………………………………..………………...……………………..………………….……..……………. (25) 2.3.2 DISPONIBILIDAD DE CAUDALES DE LOS RIACHUELOS DEL PROYECTO. ……..…….………..……………. (25) 2.3.2.1 CAUDALES AFORADOS …………………………………………….……………….…..………………………..……………. (25)
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 2
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
ÍNDICE
Pág.
RESUMEN EJECUTIVO ESTUDIO HIDROLOGICO I.
ASPECTOS GENERALES………………………………….……… GENERALES………………………………….…………………………………………….. ……………………………………..…………………………… …………………………… (05)
1.1
INTRODUCCION………………….………………………………………...……………………………………………...…………………. (05)
1.2
ANTECEDENTES………………….………………….……………………...……………………………….………………………………. (06)
1.3
OBJETIVOS DEL ESTUDIO: ……………………………………………….…………..…….……….………………..…………………. (06)
(06) 1.3.1 OBJETIVOS GENERALES……………………………………………………………………….…………………………………. (06) 1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………………………………...…………………………………. (07)
1.4
ALCANCES……………………………………….……………………………...………………………………………………...……………. (07)
1.5
JUSTIFICACION DEL ESTUDIO……………………………………….………………………………………………...………………. (08)
1.6
INFORMACIÓN BÁSICA……………………………………….………………………………………………...…………...……………. (09) 1.6.1 INFORMACION CARTOGRAFÍA Y TOPOGRÁFICA. ………………………..……………………………..……………. (09) 1.6.2 INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA HIDROMETEOROLOGICA………………………...…………………..……………………..……………. (09) 1.6.3 INFORMACION DE FUENTES DE AGUA ……………………………………………..………………………..……………. (09)
II.
EVALUACION HIDROLOGICA………………………………………..……………………..………………………..……………. (10) (10)
2.1
DESCRIPCION GENERAL DE MICROCUENCAS y DEL CURSO PRINCIPAL DE FUENTE NATURAL ………….(10) 2.1.1 UBICACIÓN y DEMARCACION DEMARCACION DE LA UNIDAD HIDROGRAFICA...………….……………..……………..……. (10) 2.1.1.1 ADMINISTRACIÓN LOCAL DE AGUA ………………..……………………..……………………………..……..……………. (10)
2.1.1.2 DESCRIPCION GENERAL DE LA MICROCUENCA.. MICROCUENCA..……………………..……………………….……..……………. (11) 2.1.2 ACCESIBILIDAD Y VIAS DE COMUNICACIÓN COMUNICACIÓN….……………………..……………………..………..………...………. (13) 2.1.3 CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICA DE MICROCUENCAS DE ZONA DEL PROYECTO …….….. (13) 2.1.3.1 2.1.3. 1 IDENTIFICACION DE MICROCUENCA Y DE LA FUENTE DE AGUA …..………………………..……………. (13) 2.1.3.2 FACTOR RELIEVE DE LAS MICROCUENCA ………………….…………………..……………………..……………. (14) 2.1.3.3 PARÁMETROS DE FORMA FORMA DE LA CUENCA…………………………………..………………………..……………. (17) 2.1.3.4 CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS HIDRÁULICAS DEL CAUCE CAUCE……..……………………..………………………..……………. (17) 2.1.3.5 PARAMETRO DE LA RED RED HIDROGRAFICA HIDROGRAFICA ……………………..…………………..………………………..………. (18) 2.1.3.6 CONCLUSIONES DE LA GEOMORFOLOGÍA GEOMORFOLOG ÍA DE LA CUENCA……..…………..…………………………………. (18) 2.2
INFORMACIÓN HIDROMETEOROLOGICA, HIDROMETEOROLOGICA, ANALISIS Y TRATAMIENTO TRATAMIENTO……..……………..…………..……………. (20) 2.2.1 ANALISIS DE LAS VARIABLES VARIABLES METEOROLOGICAS METEOROLOGICAS……………………..……………………….……..……………. (20) 2.2.2 CLIMATOLOGIA……………………………………………………………………………..………………………………………. (20) 2.2.3 ANALISIS DE EVENTOS HIDROMETEOROLOGICOS…..…………………..…………………….……..……………. (23) 2.2.4 TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROLOMETEOROLOGICA.. HIDROLOMETEOROLOGICA.. …………………..……..……………. (23) 2.2.4.1 UTILIZACION DE REGISTROS …………………………………………...………………..…………………………………. (23) 2.2.4.2 ANALISIS DE CONSISTENCIA DE DATOS ……………………….…………………..……………………..……………. (24)
2.3
DISPONIBILIDAD HIDRICA…………………………………………………...…………………..………………………..……………. (25) 2.3.1 GENERALIDADES …………………………………..………………...……………………..………………….……..……………. (25) 2.3.2 DISPONIBILIDAD DE CAUDALES DE LOS RIACHUELOS DEL PROYECTO. ……..…….………..……………. (25) 2.3.2.1 CAUDALES AFORADOS …………………………………………….……………….…..………………………..……………. (25)
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 2
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.3.3 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS AVENIDAS…………………………………………………..………………………..……………. (27) 2.3.3.1 GENERALIDADES GENERALIDADES…………………………………………………………………………..………………………..……………. (27) 2.3.3.2 2.3.3. 2 METODO CURVA NÚMERO ……………………………….……………………..………………………..…………..……. (27) 2.3.3.3 METODO MATH MAC…………………………….…………...……………………..…………………………………………. (34) 2.3.3.4 MÉTODO DE GREAGER…………………………………..……………………………..………………………..……………. (36) 2.3.3.5 MÉTODO DIRECTO………….……………………………..……………………………..………………………..……………. (39) 2.3.3.6 RESUMEN DE MÁXIMAS AVENIDAS………………..……………………………..………………………..……………. (39) 2.4
CONCLUSIONES ……………………………………………….……………………………..………………………..……………….……. (40) (40)
III.
ANEXOS
3.1
FIGURAS Y GRÁFICOS……………………………….……..……….……………………………..………………………..……………. (60)
3.2
FOTOGRAFÍAS……………………………….……..……….……………………………..………………………..…………….…………. (60)
3.3
MAPAS HIDROLÓGICOS…………………………….……..……….……………………………..………………………..……………. (60)
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 3
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
RESUMEN EJECUTIVO: El presente primer informe del Estudio Hidrológico se desarrollaron las actividades de evaluación de la fuente del Recurso Hídrico del río Naranjos , existente en la zona del Proyecto como fuente para el uso de agua con fines riego, para las áreas agrícolas 848.56 ha de las localidades de Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El Tigre, Nuevo Piura y Mishquiyaco bajo. El río Naranjo es la fuente de donde se captará agua para riego para el proyecto:
Mejoramiento del sistema de riego Naranjos – Canal el Tigre. El cual está ubicado en la quebrada de Naranjos, en donde se determinó el caudal máximo Qmáx =1338.18 m3/seg, para un tiempo de retorno de 25 años. El río Naranjos actualmente abastece a los terrenos agrícolas de las localidades de Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El Tigre, Nuevo Piura y Mishquiyaco bajo. Para lo cual se realizó el aforo del río naranjos el cual fue de Q = 6.82 m3/seg de caudal instantáneo efectuado en el mes de agosto el cual corresponde a las época de estiaje.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 4
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
ESTUDIO HIDROLÓGICO I.
ASPECTOS GENERALES
1.1
INTRODUCCION La fuente de agua superficial representa el elemento vital para la supervivencia del hombre, más aún cuando este lo utiliza para los distintos usos, entre los de mayor importancia están los de abastecimiento para uso poblacional, agrícola, pecuario, minero, energético y otros de menor envergadura como para el uso y mantenimiento de las especies silvestres de flora y fauna existentes (uso ecológico), por lo tanto es necesario definir, su ubicación, cantidad, calidad, y distribución dentro de la cuenca Naranjos. Para ello, se ha visto la necesidad de efectuar un proyecto denominado Estudio de aprovechamiento Hídrico de fuentes de agua, quebradas y microcuencas como fuente de recurso hídrico para el Proyecto de riego: Mejoramiento del sistema
de riego Naranjos – Canal el Tigre, cuyos componentes son realizar el Estudio Hidrológico y drenaje. Mediante el Estudio Hidrológico podemos conocer y evaluar sus características físicas y geomorfológicas de manantes, puquiales, riachuelos y las microcuencas, analizar y tratar la información hidrometeorológica existente de las microcuencas y quebradas. Se analiza y evaluar la escorrentía mediante registros históricos y obtener caudales mensuales, mínimos, máximos y ecológicos, para luego encontrar el funcionamiento de la hidrología de la cuenca de Naranjos, hallar la demanda de agua para las áreas de riego, encontrar el balance hídrico de las microcuencas, se complementará el estudio con el apoyo logístico del Sistema de Información Geográfica, Arc GIS para la obtención de los planos georeferenciados de los resultados e información de campo.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 5
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
1.2
ANTECEDENTES En las Localidades de Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El Tigre, Nuevo Piura y Mishquiyaco bajo del distrito de Cajaruro de la provincia de Utcubamba están dedicadas la gran mayoría a la agricultura. En la actualidad estas localidades no cuentan con infraestructura de riego adecuado y realizan una agricultura de secano. Por ello el Programa de pequeña y mediana infraestructura de riego en la sierra del Perú tiene por objetivo de incrementar la producción agrícola de las familias rurales pobres empleando un uso eficiente y sostenible del agua de riego. En la quebrada de Naranjos se cuenta con la disponibilidad hídrica dotada por la fuente principal del río Naranjos el cual abastecerá a la demanda de las Localidades de
Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El Tigre, Nuevo Piura y
Mishquiyaco bajo.
1.3
OBJETIVOS DEL ESTUDIO: 1.3.1 OBJETIVOS GENERALES
Describir, evaluar, cuantificar y simular el funcionamiento de la cuenca como un sistema hidrológico integral de los sucesos del ciclo hidrológico, analizando
las
principales
componentes
hidrometeorológicas
como
precipitación, temperatura, evapotranspiración y la escorrentía superficial como parámetro principal e importante.
Realizar el balance hídrico en situación actual y futura para la unidad hidrográfica de la quebrada Naranjos como fuente de agua para el proyecto de riego, y a nivel de los distintos sistemas consumidores de agua, prebendo el uso y demanda total del uso del agua con fines para riego.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 6
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS Entre los objetivos específicos más importantes tenemos:
Diagnóstico de las características generales de las quebradas, microcuencas, cuenca y el río Naranjos.
Estudio de la climatología de la cuenca y microcuencas de la Zona del Proyecto. Estudio de la temperatura y evapotranspiración en la cuenca.
Estudio de la precipitación de la zona del Proyecto, como una base para la modelación matemática precipitación – escorrentía.
Evaluar el funcionamiento de las fuentes de agua de la zona del Proyecto como un sistema integral, cuantificación de los componentes del ciclo hidrológico de la cuenca (precipitación, evaporación, infiltración, escorrentía, etc.)
Estimar los caudales máximos, medios y mínimos en el punto de interés del de la captación de Naranjo.
Determinar la demanda hídrica a nivel mensual de las diferentes comisiones de regantes que se encuentran dentro de la zona del Proyecto..
Realizar el balance hídrico a nivel mensual para el sector de riego dentro de la microcuenca en la zona del Proyecto.
1.4
ALCANCES El estudio hidrológico comprende los siguientes alcances:
Visita de campo, reconocimiento del lugar del río Naranjos, tanto en la zona de cruce como de las cuencas y microcuencas.
Recolección y análisis de información hidrométrica y meteorológica existente, esta información puede ser proporcionada por entidades locales, y nacionales, por ejemplo: SENAMHI, Autoridad Nacional del Agua, Ministerio de Agricultura, etc.
Análisis de consistencia de datos, correlación y regresión.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 7
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Caracterización de la cuenca Naranjos, se considerada hasta el cruce del curso del agua, en base a la determinación de las características de respuesta lluvia – escorrentía, y considerando aportes adicionales en la Cuencas y quebradas, se analizará la aplicabilidad de los distintos métodos de estimación del caudal medio, mínimo y máximo.
Selección de los métodos de estimación del caudal máximo de diseño para diferentes periodos de retorno para estructura hidráulica de bocatoma, para el sistema de riego.
Evaluación de las estimaciones del caudal máximo para estructura hidráulica de captación; elección del resultado que a criterio ingenieril, se estima confiable y lógico.
1.5
Realizar el Balance hídrico del sistema.
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO. El presente proyecto plantea el “Mejoramiento del sistema de riego Naranjos – Canal el Tigre ”, cuya oferta de agua será captada de la quebrada Naranjo el
cual garantizará la disponibilidad del recurso hídrico en el sector de Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El Tigre, Nuevo Piura y Mishquiyaco bajo, distrito de Cajaruro y permitirá la viabilidad del Proyecto. La Ley de Recursos Hídricos N° 29338, en el artículo N° 34 manifiesta el uso eficiente del agua con fines agrícolas y estará administrado por la
Administración Local de Aguas Utcubamba, es la entidad encargada de promover una gestión inter-institucional del uso equitativo del agua, promoviendo de esta forma el desarrollo y manejo de la microcuenca, bajo esta perspectiva se ha programado el desarrollo del Estudió Hidrológico de la microcuenca Naranjo como sistema integrado del recurso hídrico.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 8
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
1.6
INFORMACIÓN BÁSICA 1.6.1 INFORMACION CARTOGRAFÍA Y TOPOGRÁFICA. Para efectos del desarrollo del presente estudio, se ha empleado las siguientes informaciones cartográfica y topográfica: -
Carta Nacional del IGN a escala 1:100,000 (Cuadrante 12 G – cuenca rio Utcubamba – Sub cuenca de Naranjos.
-
Planos Topográficos a escala 1:25,000 correspondientes al área del proyecto.
1.6.2 INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA -
Se utilizó Registro Históricos mínimas de 20 años de Estaciones Hidrometeorológicas vecinas a la Zona del proyecto, reportados por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú - SENAMHI e informes técnicos por la Autoridad Nacional del Agua.
1.6.3 INFORMACION DE FUENTES DE AGUA Se realizó las siguientes actividades en la fuente de agua: -
Reconocimiento de la fuente de agua del río Naranjos.
-
Aforamientos del río Naranjos durante el mes de Agosto.
-
Identificación de nombres.
-
Ubicación geo referencial.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 9
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
II.
EVALUACION HIDROLOGICA
2.1
DESCRIPCION GENERAL DE LAS MICROCUENCAS y DEL CURSO PRINCIPAL DE LA FUENTE NATURAL 2.1.1 UBICACIÓN Y DEMARCACION DE LA UNIDAD HIDROGRAFICA 2.1.1.1 ADMINISTRACIÓN LOCAL DE AGUAS Mediante información de la Autoridad Nacional del Agua, el proyecto
Mejoramiento del sistema de riego Naranjos – Canal el Tigre se encuentra ubicado dentro de la Autoridad Administrativa del Agua (AAA) VI Marañón el cual se extiende sobre los departamentos de Amazonas, Ancash, Cajamarca, Huánuco, La Libertad, Lambayeque y Piura, en la zona nororiental del país; incluyendo ciudades como Bagua, Cajamarca, Celendín, Chota, Cutervo, Huari, Jaén, Pomabamba, San Marcos, Sihuas; abarcando una superficie de 85 599 km2, limitando por el norte con la República del Ecuador, por el sur con la AAA VIII Huallaga, por el este con la AAA VIII Huallaga, y por el oeste con la AAA HuarmeyChicama y AAA Jequetepeque-Zarumilla. Administrativamente, su ámbito está conformado por unidades administrativas de menor jerarquía denominadas Administración Local del Agua. Las unidades hidrográficas, el Mapa de unidades hidrográficas muestra las siguientes: Santiago, Cenepa, Chinchipe, Utcubamba, Chamaya, Crisnejas, 49879, Alto Marañón I, II, III, IV, y V, las cuales fueron definidas con la metodología elaborada por Otto Pfafstetter, y aprobada por la Autoridad Nacional del Agua, con Resolución Ministerial N° 033-2008-AG.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 10
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Figura. N° 01: Demarcación de la Autoridad Administrativa del Agua Marañon, con la Administración Local de Agua Utcubamba.
AAA XI MARAÑON
ALA Utcubamba
Fuente: Atlas de Recurso Hídricos del Perú, 2013
2.1.1.2 DESCRIPCION GENERAL DE LAS MICROCUENCAS La fuente hídrica considerada en el proyecto nace del cauce del río Naranjo, ubicada en la microcuenca Naranjos, en donde se ubica captación principal del Sistema de Riego.
a) Ubicación Geográfica El estudio Hidrológico de la Microcuencas del río Naranjo se ubica la captación de Naranjos, en el cuadro N° 01 se detalla el sistema WGS84 UTM. Cuadro N° 01: Ubicación de las fuentes del Recurso hídrico ITEM
FUENTE HÍDRICA
01
QUEBRADA. RÍO NARANJOS
COORD. ESTE 796497.06
COORD. NORTE 9369420.23
ALTITUD 920
ESTRUCTURA UBICADA CAPTACION
Fuente: Elaboración propia. ======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 11
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
b) Ubicación Hidrográfica -
Vertiente
: Atlántico.
-
Cuenca
: Utcubamba.
-
Microcuenca
: Naranjos.
-
Unidad hidrográfica : Utcubamba.
c) Ubicación Política -
Región/Dpto.
: Amazonas
-
Provincia
: Utcubamba.
-
Distrito
: Cajaruro
-
Comunidad
: Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El tigre, Nuevo Piura Y Mischquiyaco Bajo.
Figura. N° 02: Ubicación Nacional y Regional Amazonas y provincia de Utcubamba
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 12
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Figura. N° 03: Ubicación distrital de Cajaruro y la zona del Proyecto
2.1.2 ACCESIBILIDAD Y VIAS DE COMUNICACIÓN El área en estudio es accesible desde la ciudad de Lima hacia Bagua Grande y de Bagua Grande a la Localidad de Misquiyacu Bajo. El cual se detalla en cuadro N° 02. Cuadro Nº 02: Vías de acceso – ruta desde Ayacucho ITEM
TRAMO
KM
TIEMPO
CARRETERA
1170
18.00 hr.
ASFALTADO AFIRMADA
01
LIMA – BAGUA GRANDE
02
BAGUA GRANDE – MISQUIYACU BAJO
50
1.50 hr.
TOTAL
1220.0
19.50 hr.
Fuente: Elaboración propia.
2.1.3 CARACTERIZACIÓN GEOMORFOLOGICA DE LA MICROCUENCA DE LA ZONA DEL PROYECTO. 2.1.3.1 IDENTIFICACIÓN DE MICROCUENCA Y DE LA FUENTE DE AGUA El estudio se inicia con la recopilación de información básica disponible de campo y de gabinete relacionado al aspecto hidrometeorológicos, topográficos, morfológicos y otros, que permitan plantear la metodología de trabajo adecuada con el objeto de determinar el estudio hidrometeorológico y el caudal en la progresiva 0+000 de interés donde se ubica en el río Naranjos. ======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 13
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro N° 03: Ubicación de las fuentes del Recurso hídrico y Captación ESTRUCTURA ITEM FUENTE HÍDRICA COORD. ESTE COORD. NORTE UBICADA 01
QUEBRADA. RÍO NARANJOS
796475.25
9369514.44
CAPTACIÓN
Fuente: Elaboración propia.
2.1.3.2 FACTOR RELIEVE DE LA MICROCUENCA. a) Área, Perímetro El área y perímetro de la cuenca se calculó empleando la Carta Topográfica a escala 1/100,000, mediante los programas de Autocad y Arc GIS Cuadro N° 04: Área, perímetro y longitud de cauce de la microcuenca. ITEM
FUENTE DE AGUA
AREA Km2
PERIMETRO Km
LONG. CAUCE Km
1.00
Río Naranjos
84.32
47.31
21.79
Fuente: Elaboración propia.
Figura Nº 04: Área de la microcuenca Naranjos.
Fuente: Elaboración propia.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 14
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
b) Altura Media de la Cuenca. Es la intersección de las dos curvas y que divide a la cuenca en dos partes iguales; o sea el 50% de la cuenca está situado por encima de esta altitud y el 50% está situado debajo de ella. Cuadro N° 05: Altitudes de la microcuenca naranjos. ALTITUDES DE LA MICROCUENCA (m.s.n.m) ITEM
FUENTE DE AGUA
1.00
Río Naranjos
alta
baja
media
4,540.00
920.00
2,730.00
Fuente: Elaboración propia.
d) Características de relieve. La cuenca presenta un relieve moderada, donde predominan las pendientes entre 15% a 30%, las cuales ocupan el 53.15% de la cuenca, la cuenca presenta una pendiente media de 20 %, en el siguiente cuadro N° 06, se puede apreciar la distribución de la pendiente en la cuenca del río Naranjos. Cuadro N° 06: Distribución de la pendiente de la microcuenca Naranjos. PEDIENTE RANGO
AREA (Km2)
PORCENTAJE (%)
0 - 15
26.64
31.64
15 - 30
44.78
53.15
30 - 45
11.80
13.93
45 - 60
0.94
1.09
60 - 75
0.16
0.20
84.32
100
Fuente: Elaboración propia.
e) Curva Hipsométrica. Es una representación gráfica de la superficie horizontal que hay por encima de cada cota del terreno. De este modo se construye una curva que comienza con la cota inferior de la cuenca, sobre la que se encuentra toda la superficie de esta, y termina con la cota superior, sobre la que no hay superficie. En su conjunto representa el perfil de la vista lateral de la cuenca. Para la determinación de la curva hipsométrica de la cuenca del río Naranjos se utilizó la extensión ======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 15
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Hypsometric Tools, la cual está disponible de manera gratuita en la página de ESRI, esta aplicación nos permite adicionar un Toolbox al Arc Toolbox de ArcGIS, esta aplicación ha sido desarrollada por Jerry Davis, Director, Institute for GIScience SFSU, bajo el lenguaje Phyton. Cuadro N° 07: Datos obtenidos para la generación de la curva hipsométrica. COTA (msnm)
AREA PARCIALES(Km2)
AREAS ACUM.
%
%
DEBAJO (Km2)
0
0
0.00
0-1200
1200
0.39
0.46
0.39
1200-1400
1400
2.96
3.51
1400-1600
1600
3.86
4.58
1600-1800
1800
5.27
1800-2000
2000
2000-2200 2200-2400
AREA ACUM. ENCIMA (Km2)
%
84.34
100
0.46
83.95
99.54
3.35
3.97
80.99
96.03
7.21
8.55
77.13
91.45
6.25
12.48
14.80
71.86
85.20
7.56
8.96
20.04
23.76
64.30
76.24
2200
9.14
10.84
29.18
34.60
55.16
65.40
2400
9.92
11.76
39.10
46.36
45.24
53.64
2400-2800
2600
10.42
12.35
49.52
58.71
34.82
41.29
2800-3000
2800
13.48
15.98
63.00
74.70
21.34
25.30
3000-3200
3000
9.32
11.05
72.32
85.75
12.02
14.25
3200-3400
3200
6.11
7.24
78.43
92.99
5.91
7.01
3400-3600
3400
3.89
4.61
82.32
97.60
2.02
2.40
3600-3800
3600
2.02
2.40
84.34
100.00
0.00
0.00
84.340
100.00
Fuente: Elaboración propia.
En base a los datos obtenidos por este proceso se generó la curva hipsométrica. Gráfico N° 01: Curva hipsométrica de la cuenca Naranjos. Curva Hipsométrica 4000 3500 3000
COTA(msnm)
. m2500 n s m2000 a t o 1500 C
1000 500 0 0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
% Area que queda sobre la Altitud
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 16
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.1.3.3 PARÁMETROS DE FORMA DE LA CUENCA a) Pendiente de la cuenca La pendiente de la cuenca, es un parámetro muy importante en el estudio de toda cuenca, tiene una relación muy importante y compleja con la infiltración, la escorrentía superficial, la humedad del suelo, y la contribución del agua subterránea a la escorrentía. Es uno de los factores que controla el tiempo de escurrimiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje, y tiene una importancia directa en relación a la magnitud de las crecidas. Para hallar la pendiente de la cuenca, se toma la pendiente media del rectángulo equivalente, es decir: S
H L
Donde: H = desnivel total de la microcuenca (m) L = lado mayor del rectángulo equivalente (m) Este criterio, no proporciona un valor significativo de la pendiente de la cuenca, pero puede tomarse como una aproximación.
2.1.3.4 CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS DEL CAUCE a) Perfil longitudinal del cauce. La importancia de conocer el perfil longitudinal del curso principal, radica en que nos proporciona una idea de las pendientes que tiene el cauce, en diferentes tramos de su recorrido.
b) Pendiente del cauce. El conocimiento de la pendiente del cauce principal de la cuenca es un parámetro importante, en el estudio del comportamiento del recurso hídrico, como por ejemplo, para la determinación de las características óptimas de diseño, o en la solución de problemas de inundaciones.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 17
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Existen varios métodos para obtener la pendiente del cauce, entre las que se pueden mencionar, Método uniforme. Este método se puede utilizar en tramos cortos, y considera la pendiente del cauce, como la relación entre el desnivel que hay entre los extremos del cauce y la proyección horizontal de su longitud, es decir:
S
H Lc
Donde: S = pendiente (m/m, o %) H = diferencia de cotas entre los extremos del cauce (m) Lc = Longitud del cauce (m)
2.1.3.5 PARAMETRO DE LA RED HIDROGRAFICA a) Tiempo de Concentración. El tiempo que tarda una partícula de agua caída en el punto de la cuenca más alejadodel desagüe en llegar a éste (punto de estudiode Captación, Acueducto, sifón) fue calculado mediante el método de Cuerpo de Ingenieros de los EE. UU, (U.S. CorpEngineers)aplicado para las microcuencas, según la fórmula mostrada.
L Tc 0.3 S
0.76
0.25
Dónde:
Tc = Tiempo de concentración (Hr). L = Longitud del cauce principal de la microcuenca(Km) S = Pendiente del cauce principal y/o microcuenca (m/m)
2.1.3.6 CONCLUSIONES DE LA GEOMORFOLOGÍA DE LA CUENCA Los resultados obtenidos de la Caracterización Geomorfológica de las microcuenca Naranjos, del Proyecto Mejoramiento sistema de riego Naranjos – Canal el Tigre Riego Molino se mencionan en el cuadro N° 06. Cuadro Nº 06: Resumen de la Caracterización Geomorfológica de las Microcuenca Naranjos, para el aprovechamiento hídrico del Proyecto.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 18
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICA DE CUENCA PROYECTO : Mejoramiento Sistema de Riego Naranjos - Canal el Tigre UBICACIÓN : Mishquiyaco Alto - Cajaruro - Utcubamba -Amazonas. ELABORADO : Estudio Hidrológico.
ITEM
PARAMETRO GEOMORFOLOGICO
SIMBOLO
VALOR
A.01
Area de la cuenca
A
=
A.02
Perimetro de la cuenca
P
=
A.03
Longitud del Cauce principal/ Quebrada
L
=
A.04
Coef. de Compac. ó Indice de Gravelious
Kc
=
A.05
Altitud más baja de la cuenca
CM
=
A.06
Altitud más alta de la cuenca
Cm
=
A.07
Altitud alta del curso del rio
CR
=
A.08
Altitud media simple de la cuenca
HMS
=
A.09
Desnivel de la cuenca
Hc
=
A.10
Desnivel del cauce principal
Hr
=
A.11
Rectangulo Equivalente: Lado Mayor
L
=
A.12
Pendiente de la cuenca: H/L
S
=
A.13
Pendiente de la cuenca:
S
=
A.14
Pendiente del cauce principal
Sc
=
A.15
Pendiente del cauce principal
Sc
=
A.16
Tiempo de Concentración: Metodo de Kirpich Tc1
=
A.17
Tiempo de Concentración: Metodo de Temez
Tc2
=
A.18
Tiempo de Concentración: U.S. Corp. ing
Tc3
=
A.19
Tiempo de Concentración: PROMEDIO
Tc
=
84.32 Km2 47.31 Km 21.79 Km 1.45 Adim 920.0 m.s.n.m. 4,540.0 m.s.n.m. 3,240.0 m.s.n.m. 2,730.0 m.s.n.m. 3,620.0 m 2,320.0 m 19.29 Km 0.19 m/m 18.76 % 0.11 m/m 106.47 m/Km 1.68 Hr 2.29 Hr 4.78 Hr 2.92 Hr
UNIDAD
Fuente: Elaboración propia.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 19
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.2
INFORMACIÓN HIDROMETEOROLOGICA, ANALISIS Y TRATAMIENTO 2.2.1 ANALISIS DE LAS VARIABLES METEOROLOGICAS Es muy importante la recolección, concentración y manejo racional de la información hidrometeorológica en cuanto se refiere a la calidad y cantidad. La cuenca del río Naranjos cuenta con información cercana de datos hidrometeorológica por lo que se procedió al análisis de consistencia del dato para la utilización en el cálculo de caudales medios, mínimos y de máximas avenidas.
2.2.2 CLIMATOLOGIA El distrito de Cajaruro y la zona del Proyecto registran temperaturas máximas de promedio de 33.9 °C y mínimas de 19.7 °C, cuyo promedio mensual es de 26.6 ° C. La precipitación media anual estimada para esta zona es de 586.9. mm, y humedad relativa oscila entre 70% y 80%. Cuyos reportes obtenidos del SENAMHI se detallan en el cuadro N° 07, 08.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 20
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro N° 07: Precipitación mensual y anual. REGISTRO DE PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) ESTACION TIPO CODIGO OPERADOR
AÑO
ENE
1964 51.4 1965 18.0 1966 20.5 1967 46.4 1968 40.5 1969 72.9 1970 99.0 1971 78.8 1972 1 08.0 1973 37.9 1974 68.2 1975 68.1 1976 55.3 1977 34.4 1978 14.8 1979 37.8 1986 85.0 1987 50.0 1988 15.0 1989 51.0 1990 50.9 1991 36.8 1992 8.9 1993 15.1 1994 37.0 1995 58.8 1996 40.7 1997 16.7 1998 16.3 2006 71.5 2007 51.4 2008 51.2 2009 11.8 2010 3.6 2011 70.2 2012 70.9 MEDIA 46.2
: BAGUA CHICA : CLIMAT. CONVENC. : 0253 : SENAMHI
REGION
PROVINCIA DISTRITO CUENCA
: AMAZONAS : U TCUBAMBA : EL MILAGRO : RIO MARA ON
ALTITUD
LATITUD
LONGITUD
SEP
REGISTRO
OCT
NOV
: 410 m.s.n.m. : 05 °39'38" : 78 °32'32" : 2006 - 2014
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
DIC
ANUAL
46.0 32.8 47.8 33.5 49.0 29.4 54.5 55.5 85.5 41.8 35.7 67.0 36.7 53.4 69.0 38.3 20.0 61.4 67.7 46.5 58.8 28.1 45.8 80.1 50.9 21.6 31.4 134.2 103.0 65.5 8.4 31.8 9.5 67.0 35.0 105.9 51.3
16.3 50.0 41.2 100.5 49.9 69.2 84.1 201.0 197.0 87.8 75.0 100.8 102.7 53.4 53.5 53.6 90.4 54.1 36.8 60.3 96.4 33.1 98.3 189.0 107.6 26.2 63.9 38.4 130.2 127.2 48.0 29.0 63.6 52.8 99.8 53.9 78.8
78.5 43.4 12.0 26.0 114.2 80.2 83.0 30.0 119.0 81.9 50.5 128.9 44.0 25.0 36.9 109.4 52.6 102.2 46.8 22.7 55.7 70.2 73.4 100.9 84.7 14.7 45.7 93.5 155.3 10.7 130.7 27.6 37.1 49.3 46.5 88.5 65.9
63.0 62.2 44.0 31.0 13.0 14.5 114.0 91.5 46.0 53.5 6.2 113.1 155.4 35.2 48.5 60.4 14.8 18.0 41.2 32.2 106.0 18.0 64.2 29.6 86.3 46.9 85.0 77.3 74.9 49.0 81.4 68.2 84.3 90.2 72.1 33.8 59.0
50.0 44.3 46.1 73.0 21.5 38.0 30.0 52.5 40.5 69.5 67.1 67.4 18.0 26.1 58.8 18.2 37.3 18.1 8.5 44.5 54.1 16.3 36.2 51.2 27.7 24.4 40.9 28.0 26.5 76.5 70.0 46.2 46.1 24.3 54.3 24.2 41.0
19.5 29.9 31.2 40.0 47.0 16.2 43.5 40.9 37.8 21.6 19.1 10.8 6.6 41.6 13.6 34.8 2.0 40.2 37.6 22.4 49.1 35.3 11.9 35.5 41.6 19.0 13.9 12.3 6.0 10.5 72.5 34.5 32.9 54.2 23.8 35.7 29.0
45.8 35.5 41.0 98.5 21.0 28.0 48.0 15.5 69.1 45.6 29.1 33.6 57.7 29.1 46.3 12.0 36.0 54.9 9.2 80.0 29.5 165.0 83.9 19.3 6.5 26.7 52.5 101.0 91.5 92.5 17.0 33.0 69.2 45.5 79.0 49.0 18.0 111.0 67.8 24.4 26.5 59.9 29.0 52.9 55.2 48.0 46.2 54.0 59.5 14.5 31.8 20.3 15.5 51.5 10.7 34.0 23.5 102.0 64.0 29.5 21.0 11.5 48.3 15.0 48.0 24.0 11.6 89.1 111.2 34.7 11.8 45.1 15.3 37.7 33.6 80.0 45.0 44.3 60.4 24.6 5.0 32.7 32.6 61.7 53.4 4.1 25.5 16.3 30.2 53.1 7.4 39.9 48.8 93.2 53.7 17.0 56.2 84.8 28.2 7.7 11.9 13.3 56.6 97.7 74.7 18.3 34.7 108.9 43.1 33.4 20.2 41.6 59.3 77.9 32.1 18.5 14.8 124.1 32.3 32.6 10.6 35.7 23.9 89.8 80.5 17.3 19.7 31.7 68.3 26.2 17.0 22.8 77.6 8.3 12.5 27.7 9.9 100.1 14.4 24.1 16.8 20.4 122.6 20.5 35.7 22.5 55.9 57.9 0.0 34.2 24.2 33.3 96.4 65.0 50.4 33.9 30.6 30.7 86.0 28.2 37.1 44.6 50.9 87.2 10.9 28.2 20.9 61.8 84.1 77.0 6.0 28.2 33.3 89.4 158.3 4.9 24.0 36.2 61.4 56.0 43.6
566.5 486.8 438.6 542.5 639.3 684.6 751.8 820.4 857.3 616.2 451.6 809.1 562.5 539.7 438.6 606.8 487.5 473.2 496.6 473.5 725.2 476.2 569.8 723.7 676.2 374.8 459.7 576.6 728.2 581.4 731.7 497.9 516.0 613.4 716.9 417.8 586.9
Fuente: SENAMHI
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 21
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Gráfico N° 02: Variación pluviométrica mensual. AÑO PREC.
ENE
FEB
46.2
51.3
MAR
ABR
78.8
MAY
65.9
JUN
59.0
JUL
41.0
AGO
29.0
SEP
24.0
OCT
36.2
NOV
61.4
DIC
56.0
ANUAL
43.6
49.4
VARIACION PLUVIOMETRICA 90.0 80.0
) 70.0 m m60.0 ( N 50.0 O I C 40.0 A T I 30.0 P I C 20.0 E R P 10.0 0.0
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
DIC MES
NOV
PREC.
Cuadro Nº 08: Temperatura mínima, media y máxima: REGISTRO DE TEMPERATURAS MENSUAL (°C) ESTACION TIPO CODIGO OPERADOR
: : : :
BAGUA CHICA CLIMAT. CONVENC. 0253 SENAMHI
REGION PROVINCIA DISTRITO CUENCA
: : : :
AMAZONAS UTCUBAMBA EL MILAGRO RIO MARA ON
ALTITUD LATITUD LONGITUD REGISTRO
: 410 m.s.n.m. : 05 39'38" : 78 32'32" : 2006 - 2014 °
°
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MAXIMA 34.0 33.6 34.3 33.2 32.4 31.6 32.3 33.5 33.3 34.7 34.3 33.9 MEDIA 26.7 26.4 26.6 26.8 26.1 26.8 25.5 26.6 26.3 27.1 27.4 27.3 MINIMA 19.0 18.8 18.7 19.3 18.6 18.2 17.6 18.0 18.1 18.8 19.5 18.7
ANUAL
33.4 26.6 18.6
CLIMOGRAMA
40.0 35.0
) C ° ( 30.0 A R U T 25.0 A R E P 20.0 M E T 15.0
MES
10.0
ENE
FEB MAR MAXIMA
ABR
MAY
JUN JUL MEDIA
AGO
SEP
OCT NOV MINIMA
DIC
Fuente: Elaboración propia. ======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 22
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.2.3 ANALISIS DE EVENTOS HIDROMETEOROLOGICOS La microcuenca del río Naranjos se ve expuesta a una gran variabilidad climática y a fenómenos relacionados con cambios en el clima a lo largo del año tales como: Inundaciones, huaycos, deslizamientos, etc. que constituyen una amenaza para las actividades productivas principalmente la agrícola y la pecuaria. También, como producto de las excesivas lluvias se presenta la erosión, principalmente en las laderas con mucha pendiente, que con lleva a un empobrecimiento del suelo y por lo tanto genera una progresiva baja de la productividad de los cultivos, cambios de uso obligados y abandono de tierras, donde la erosión ha llegado a niveles tan graves como la formación de surcos y cárcavas.
2.2.4 TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROLOMETEOROLOGICA 2.2.4.1 UTILIZACION DE REGISTROS La información pluviométrica consistente y completa de registros total y mensual entre el periodo histórico es utilizado según el cuadro N° 09. Cuadro Nº 09: Estaciones Meteorológicas vecinas al área del Proyecto: ITEM 1.00 2.00 3.00
ESTACIÓN
UBICACIÓN
Bagua Chica Leymebamba Imacita
Utcubamba Chachapoyas Bagua
LATITUD 05°39'38" 06°33'01" 05°05'01"
LONGITUD 78°32'32" 77°48'01" 78°22'01"
ALTITUD 410 m.s.n.m. 2,800 m.s.n.m. 300 m.s.n.m.
Fuente: SENAMHI.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 23
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.2.4.2 ANALISIS DE CONSISTENCIA DE DATOS Se ha realizado la completación de registros pluviométricos de las Estación Meteorológica de Bagua Chica registrada por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI), del periodo de 1964 al 2012, previo análisis de consistencia por el método de Diagrama de Doble Masa con las tres estaciones mencionadas de cuadro N° 09. En el Cuadro N° 10 se observa los registros pluviométricos analizados con el diagrama de doble masa, las estaciones Meteorológicas de Bagua Chica, Leymebamba y Imacita. Gráfico N° 03 se aprecia que no muestran saltos ni quiebres considerables por lo que se consideran consistentes y utilizables para el estudio del Proyecto. Cuadro Nº 10: Análisis de Consistencia de la Estaciones Meteorológicas de Bagua Chica, Leymebamba y Imacita. ANALISIS DE CONSISTENCIA DE DATOS P ROYECTO U B IC A C I N ELABORADO
: MEJ ORAM IENTO DEL SISTE MA DE R IEGO NAR ANJ OS - CANAL EL TIGRE : CAJAR URO - UTCUBAMB A - AMAZONAS : H ER B ER T N E Z A LF AR O
1.0 DATOS DE PECIPITACION ANUAL Y ACUMULADA ESTACION ESTACION BAGUA CHICA LEYMEBAMBA AÑO PP ANUAL
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
487.45 473.20 496.60 473.50 725.20 476.20 569.80 723.70 676.20 374.80 581.40 731.70 497.93 516.03 613.40 716.90 417.80
PP ACUM 487.45 960.65 1,457.25 1,930.75 2,655.95 3,132.15 3,701.95 4,425.65 5,101.85 5,476.65 6,058.05 6,789.75 7,287.68 7,803.71 8,417.11 9,134.01 9,551.81
PP ANUAL 1,037.70 1,005.90 1,308.70 1,310.90 1,200.30 1,100.30 1,400.10 1,130.30 1,100.10 1,010.30 1,410.30 1,168.90 1,030.50 1,100.30 1,200.20 1,100.40 1,150.30
PP ACUM 1,037.70 2,043.60 3,352.30 4,663.20 5,863.50 6,963.80 8,363.90 9,494.20 10,594.30 11,604.60 13,014.90 14,183.80 15,214.30 16,314.60 17,514.80 18,615.20 19,765.50
ESTACION IMACITA PP ANUAL 2,578.70 3,007.10 3,158.80 2,956.80 3,024.30 3,084.80 3,016.80 2,985.30 2,984.80 3,084.10 3,184.50 3,284.80 3,384.10 3,584.50 3,184.80 2,984.40 3,084.80
PP ACUM 2,578.70 5,585.80 8,744.60 11,701.40 14,725.70 17,810.50 20,827.30 23,812.60 26,797.40 29,881.50 33,066.00 36,350.80 39,734.90 43,319.40 46,504.20 49,488.60 52,573.40
ESTACION :FICTICIA PP PROM 1,367.95 1,495.40 1,654.70 1,580.40 1,649.93 1,553.77 1,662.23 1,613.10 1,587.03 1,489.73 1,725.40 1,728.47 1,637.51 1,733.61 1,666.13 1,600.57 1,550.97
PP ACUM 1,367.95 2,863.35 4,518.05 6,098.45 7,748.38 9,302.15 10,964.38 12,577.48 14,164.52 15,654.25 17,379.65 19,108.12 20,745.63 22,479.24 24,145.37 25,745.94 27,296.90
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 24
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Gráfico Nº 03: Análisis de salto y quiebre. DIAGRAMA DE DOBLE MASA ) m60,000.00 m ( N O I 50,000.00 C A T 40,000.00 S E / C A 30,000.00 D A L U 20,000.00 M U C A 10,000.00 P P 0.00
BAGUA CHICA
LEYMEBAMBA
IMACITA
:FICT ICIA
PP ACUMULADA FICTICIA (mm)
3.0 CONCLUSION: LOS QUI EBRES (E. M. BAGUA CHICA) SON MINIMAS Y SON CONSISTENTE POR LO QUE NO REQUIERE LA CORRECCION
2.3
DISPONIBILIDAD HIDRICA 2.3.1 GENERALIDADES La disponibilidad de agua para el Proyecto Mejoramiento Sistema de Riego Naranjos – Canal el Tigre, proviene de la fuente más importante llamado “ río Naranjos”.
2.3.2 DISPONIBILIDAD DE CAUDAL DE LA FUENTE DEL RÍO NANJOS. 2.3.2.1 CAUDALES AFORADOS En la figura N° 06 se determinó el aforamiento del río Naranjos mediante método directo utilizando el Software de HCANALES, durante el mes de estiaje, el caudal de aforamiento instantáneo es de Q=6. 82 m3/seg y se mencionan en el cuadros N° 11 la ubicación UTM de la fuente. La figura N° 07 muestra el seccionamiento del área cada un metro de longitud para los tirantes obtenidos.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 25
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Figura Nº 06: Caudal instantáneo del río Naranjos Q=6. 82 m3/seg, aforado en época de estiaje.
Cuadro Nº 11: Nombre de la fuente de agua, ubicación y caudal instantáneo . Nº
1
NOMBRE DEL CUERPO DE AGUA Río Naranjos
CAUDAL AFORADO
COORDENADAS ESTE (X) 796497.06
NORTE (Y)
ALTITUD
9369420.23
920 m
(m3/s) 6.82
Figura Nº 08: Obtención de la sección del río naranjos.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 26
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.3.3 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS 2.3.3.1 GENERALIDADES El aspecto de mayor importancia en el presente estudio, ha sido la utilización de información hidrometeorológicas de Bagua Chica, Leymebamba,
y Imacita
registrada por el SENAMHI, según el cuadro N° 12. Cuadro Nº 12: Estaciones Meteorológicas vecinas al área del Proyecto: ITEM 1.00 2.00 3.00
ESTACIÓN
UBICACIÓN
Bagua Chica Leymebamba Imacita
Utcubamba Chachapoyas Bagua
LATITUD 05°39'38" 06°33'01" 05°05'01"
LONGITUD 78°32'32" 77°48'01" 78°22'01"
ALTITUD 410 m.s.n.m. 2,800 m.s.n.m. 300 m.s.n.m.
Fuente: SENAMHI.
2.3.3.2 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS: METODO CURVA NÚMERO La Ppmax. en 24 horas es la cantidad de lluvia máxima diaria ocurrida en el mes de registro diario. La Estación Meteorológica de Bagua cuenta con registros históricos de precipitación máxima en 24 horas, según el cuadro N° 13.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 27
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro Nº 13: Registro de Precipitación máxima en 24 horas: REGISTRO DE PRECIPITACION MAXIMA 24 HORAS (mm) ESTACION TIPO CODIGO OPERADOR
AÑO
ENE
: : : :
BAGUA CHICA CLIMAT. CONVENC. 0253 SENAMHI
FEB
MAR
ABR
REGION
PROVINCIA DISTRITO CUENCA
MAY
S/D S/D 7.0 23.0 13.5 6.0 9.3 25.0 11.6 S/D 9.0 5.8 17.0 1.2 15.0 8.0 17.0 60.0 9.5 10.5 21.0 15.5 10.5 56.2 6.0 37.0 12.0 37.0 13.0 5.5 27.5 22.5 30.5 38.0 37.5 28.0 20.1 48.0 12.0 48.0 23.0 60.0 58.0 31.0 11.5 10.7 24.0 25.0 14.5 15.0 22.0 11.0 30.0 12.0 2.0 13.0 19.0 48.0 42.0 8.1 9.0 12.0 44.0 10.0 38.0 8.0 9.5 18.0 77.0 9.0 2.2 7.4 48.1 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 31.0 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 51.3 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 26.5 1.9 32.0 8.9 8.0 40.1 64.5 24.4 22.8 7.5 29.6 26.2 56.1 15.4 21.6 11.2 16.2 25.1 16.5 6.6 29.6 MAX.24hr 64.5 60.0 60.0 77.0 48.0 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 2008 2009 2010 2011 2012 2013
JUN
12.0 S/D 0.9 35.0 5.5 25.0 13.0 9.0 9.0 15.5 11.0 17.0 17.0 16.5 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 12.8 4.0 34.5 9.3 9.9 35.0
: AMAZONAS : UTCUBAMBA : EL MILAGRO : RI O MA RA O N
JUL
5.0 S/D 0.5 19.0 14.5 9.0 7.5 12.5 8.0 6.8 6.0 8.0 5.0 12.0 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 5.1 35.0 5.0 23.9 6.4 35.0
AGO
ALTITUD
LATITUD
LONGITUD
SEP
REGISTRO
OCT
NOV
15.5 6.5 S/D 42.0 S/D 21.5 7.0 26.0 0.6 30.0 22.0 9.0 10.0 15.5 14.5 7.4 9.5 45.5 25.0 14.0 7.0 21.0 38.0 36.0 8.0 7.5 29.0 13.0 13.0 8.0 43.0 31.0 9.5 10.0 26.0 23.0 12.0 10.0 37.0 35.0 10.0 8.5 14.0 18.0 1.0 10.0 57.0 44.0 6.5 5.0 24.0 8.5 12.0 4.5 50.0 44.0 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 41.3 S/D S/D 30.8 S/D 19.4 18.5 27.6 42.5 18.1 7.8 33.5 36.2 2.6 8.5 10.9 38.8 1.8 1.5 33.4 30.7 27.6 10.2 57.1 11.9 27.6 45.5 57.1 44.0
: 410 m.s.n.m. : 05 °39'38" : 78 °32'32" : 2006 - 2014
DIC
MAX. ANUAL
11.0 16.0 16.0 18.0 4.0 33.0 19.0 10.2 27.0 9.0 32.0 23.2 25.0 14.0 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 3.0 17.6 37.2 15.7 7.5 37.2
42.0 26.0 30.0 60.0 56.2 38.0 38.0 48.0 60.0 37.0 32.0 57.0 44.0 77.0 48.1 S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D S/D 31.0 41.3 51.3 42.5 40.1 64.5 56.1 57.1 77.0
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 28
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
b) DISTRIBUCION DE GUMBEL
La distribución de Valores Tipo I conocida como Distribución Gumbelo Doble Exponencial, tiene como función de distribución de probabilidades la siguiente expresión:
f ( x ) e
e ( x )
Utilizando el método de momentos, se obtienen las siguientes relaciones: 1.2828 / S x
x 0.45S x
Donde: α = Parámetro de concentración. β = Parámetro de localización. Según Ven Te Chow, la distribución puede expresarse de la siguiente forma: x
x kS x
Donde: x = Valor con una probabilidad dada. x =Media de la serie. k =Factor de frecuencia c) ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE LA PRECIPITACIÓN
Se concluye que los datos de la precipitación máxima en 24 hr de los registros de la Estación Meteorológica de Bagua, se ajustan a la Distribución normal de Gumbel con un nivel de significación del 5 % o una probabilidad del 95 %. La distribución normal de Gumbel. Ver Figura N°08.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 29
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Figura Nº 09: Prueba de bondas de ajuste actualidad.
Cuadro Nº 14: Resumen del análisis estadístico de Precipitación máxima en 24 horas, para diferentes periodos de retorno: TR AÑOS
NORMAL
5 10 25 50 100
57.51 63.10 69.05 72.90 76.35
PRECIPITACION MAXIMA EN 24hr (mm) LOG LOG PEARSON GUMBEL NORMAL GUMBEL TIPO III
56.97 64.30 73.17 79.53 85.72
55.96 63.39 72.77 79.72 86.63
55.09 64.71 79.30 92.21 107.11
57.16 63.55 70.78 75.68 80.24
LOG PEARSON SELECCION TIPO III
57.07 63.99 72.08 77.72 83.09
72.86 79.63 86.52
d) CAUDAL DE MAXIMAS AVENIDAS DEL RÍO NARANJOS
Mediante del Método Curva Numero y con la aplicación de los parámetros de concentración y localización de la precipitación máxima en 24 hr, se ha realizado el Cálculo de los caudales de máximas avenidas del río Naranjos, utilizando los datos de:
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 30
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Parámetro de distribución por Métodos de Momentos: α = Parámetro de concentración =9.892 β = Parámetro de localización =41.1249 Parámetros Geomorfológicos de la cuenca: A =Área de la cuenca Tc= tiempo de Concentración NC = Curva número, Para este caso, utilizaremos CN = 78, ya que las microcuenca de naranjos generalmente están cubiertas de vegetación naturales y tiene moderadamente el factor de infiltración:
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 31
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro N° 15: Cálculo de caudal de máximas avenidas.
P R O Y EC T O
"MEJ ORAMIENTO DEL CANAL DE RIEGO EL TIGRE"
UBICAC IÓN
: UTCUBAMB A - AMAZONAS EST UDIO HIDROLÓGICO
ELABORADO
CN =
1.1 NUMERO CURVA
78.0
1.2 PRECIPITACION DE DISEÑO Tr
TR=
25 Años
P max =
72.86 mm
1.3 PRECIPITACION DE DISEÑO Tr
TR=
50 Años
P max =
79.63 mm
1.4 PRECIPITACION DE DISEÑO Tr
TR=
100 Años
P m ax =
86.52 mm
1.5 AREA DE LA CUENCA
A=
84.32 Km2
1.6 TIEMPO DE CONCENTRACION
Tc =
2.92 Hr
2.1 ESCORRENTIA POTENCIAL (mm)
hpe
NC ( P max 50 . 8 ) 5080 2 NC NC ( P max 203 . 2 ) 20320
2.2 ALTURA DE LLUVIA EFECTIVA TR1
TR=
25 Años
hpe 1 =
26.32 mm
2.3 ALTURA DE LLUVIA EFECTIVA TR2
TR=
50 Años
hpe 2 =
31.14 mm
2.4 ALTURA DE LLUVIA EFECTIVA TR3
TR=
100 Años
hpe 3 =
36.23 mm
3.1 DURACION EN EXCESO (Hr)
de 2 T C
de =
3.42 Hr
3.2 TIEMPO DE RETRASO
Tr 0.6Tc
Tr =
1.75 Hr
3.3 TIEMPO PICO
T P 0.5de Tr
Tp =
3.46 Hr
3.4 TIEMPO BASE
T b
Tb =
9.24 Hr
4.1 CAUDAL MAXIMO O PICO
Qmax
2.67T P
0.208 * hpe * A T p
4.2 CAUDAL MAXIMO PARA Tr1
TR=
25 Años
Q max =
133.38 m3/seg
4.3 CAUDAL MAXIMO PARA Tr2
TR=
50 Años
Q max =
157.81 m3/seg
4.4 CAUDAL MAXIMO PARA Tr3
TR=
100 Años
Q max =
183.63 m3/seg
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 32
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro N° 14: Hidrograma unitario para Tr=25 años del Rio Naranjos
P R O YE C T O
"MEJ ORAM IENTO DEL CANAL DE RIEGO EL TIGRE"
UBICACIÓN
: UTCUBAM BA - AMAZON AS
ELABORADO
ES TUDIO HIDROLÓGICO
TIEMPOS 0.00 Hr Ti = Tp = 3.46 Hr
Tb =
TR=25 años 0.0 Qp=
9.24 Hr
133.38
m3/s
0.0 HIDROGRAMA X=T Y=Q
HIDROGRAMA TRIANGULAR 160.0
) s / 140.0 3 120.0 m ( O100.0 C I 80.0 P L 60.0 A D 40.0 U A 20.0 C
TR=25 años
0.0 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
TIEMPO (hr)
HIDROGRAMA ADIMENSIONAL SCS 160.00 )140.00 s / 3120.00 m (
100.00
O C I P 80.00 L A 60.00 D U 40.00 A C
TR=25 años
20.00 0.00 0.00
5.00
10.00 TIEMPO (hr)
15.00
20.00
0.00 0.35 0.69 1.04 1.38 1.73 2.08 2.42 2.77 3.11 3.46 3.81 4.15 4.50 4.85 5.19 5.54 6.23 6.92 7.61 8.31 9.00 9.69 10.38 12.11 13.84 15.57 17.30
0.00 2.00 10.00 21.34 37.35 57.35 80.03 1 02.70 1 18.71 1 29.38 1 33.38 1 30.71 1 22.71 1 12.04 1 00.03 86.70 76.02 57.35 42.68 32.01 24.01 17.34 13.07 10.00 4.80 2.40 1.20 0.53
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 33
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.3.3.3 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS: METODO MATH MAC Para el cálculo de máximas avenidas del río Naranjos se utilizó el metodo de Mac Math, dando los resultados como se muestra a continuación en el cuadro N° 24 . Cuadro N° 15: Datos para el Método de Mac Math
PAGINA N° 01 P ROYECTO UBICAC IÓN
: Mejoramiento sistem a de riego Naranjos - Canal el Tigre : Cajaruro - Utcubamba - Amazonas
ELABORADO
: Estudio Hidrológico
1.1 AREA DE LA CUENCA / MICROCUENCA
Ac =
84.32 Km2
1.2 PENDIENTE DE LA CUENCA / MICROCUENCA
Sc =
18.71 %
1.3 PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL (RIO, RIACHUELO) 1.4 PRECIPITACION MEDIA ANUAL (ZONA)
S= Pm =
0.110 m/m 586.90 mm
C=
1.5 COEFICIENTE DE ESCORRENTIA PONDERADO
0.32 Adim
Cuadro Nº 23: Método de Mac Math – Normal y Log Normal
NORMAL
LOGARITMICA
5.1 CAUDAL MEDIA (m3/seg)
Q m =
27.005
Q m =
1.391
5.2 DESVIACION ESTÁNDAR
S x =
13.087
S x =
0.183
5.3 PERIODO DE RETORNO
(T R )
5.4 PROBABILIDAD DE DESCARGA
(P)
5.5 VARIABLE NORMAL ESTANDAR
(W)
5.6 FACTOR DE FRECUENCIA
W
Ln
(K) K
5.7 RESULTADOS
T R Ln T 1 R
6
0 .5772
W
5.8 CAUDAL MAXIMO PARA UN T R
Q
W
max
Q
K
KS
Q max antilog(Q KS )
GUMBEL Q max
LOG GUMBEL Q max
(m3/s)
(m3/s)
TR
PROB.
AÑOS
P = 1/T
2
0.5000
-0.367
-0.1643
24.86
22.96
5
0.2000
-1.500
0.7195 36.42
33.34
10
0.1000
-2.250
1.3046
44.08
42.68
15
0.0667
-2.674
1.6347 48.40
49.06
20
0.0500
-2.970
1.8658
51.42
54.09
25
0.0400
-3.199
2.0438
53.75
58.31
30
0.0333
-3.384
2.1887 55.65
61.99
40
0.0250
-3.676
2.4163
58.63
68.24
50
0.0200
-3.902
2.5923
60.93
73.50
75
0.0133
-4.311
2.9111
65.10
84.08
100
0.0100
-4.600
3.1367 68.05
92.48
500
0.0020
-6.214
4.3947 84.52
157.25
1000
0.0010
-6.907
4.9355 91.59
197.57
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 34
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro Nº 16: Método de Mac Math – Pearson tipo III y Log Pearson tipo III
NORMAL III
LOGARITMICA III
6.1 CAUDAL MEDIA (m3/seg)
Q m =
27.005
Q m =
1.391
6.2 DESVIACION ESTÁNDAR
S X =
13.087
S X =
0.183
6.3 COEFICIENTE DE ASIMETRIA
C X = Z =
1.446
0.714
K N
C X = Z =
W =
0.241
W =
0.119
6.4 FACTOR DE FRECUENCIA = NORMAL 6.5 VARIABLE NORMAL ESTANDAR 6.6 PROBABILIDAD DE DESCARGA 6.7 FACTOR DE FRECUENCIA
C 6
W
(P) (K)
K
Z ( Z
2
1 3 2 1)W ( Z 6 Z )W 3
TR
PROB.
Z = K N
AÑOS
P = 1/T
1.177
2
0.5000
0.0000
1.794
5
0.2000
0.8415
2.146
10
0.1000
1.2817
2.327
15
0.0667
1.5014
2.448
20
0.0500
1.6452
2.537
25
0.0400
1.7511
2.608
30
0.0333
1.8343
2.716
40
0.0250
1.9604
2.797
50
0.0200
2.0542
2.939
75
0.0133
2.2168
3.035
100
0.0100
2.3268
3.526
500
0.0020
2.8785
3.717
1000
0.0010
3.0905
( Z
2
1)W
3
ZW
4
Q max antilog(Q
Q max Q KS
6.8 CAUDAL MAXIMO PARA UN T R
K N
K 1
PEARSON III Q max
K 2
NORMAL
(m3/s)
LOG.
(m3/s)
-0.227 0.692 1.324 1.683 1.934 2.127 2.284 2.531 2.721 3.066 3.310 4.669 5.254
24.04
-0.117
23.42
36.06
0.786
34.30
44.33
1.331
43.16
49.02
1.622
48.81
52.31
1.820
53.06
54.84
1.970
56.51
56.89
2.089
59.44
60.12
2.274
64.27
62.62
2.415
68.20
67.13
2.665
75.79
70.32
2.839
81.54
88.11
3.765
120.54
95.77
4.146
141.58
1
W
5
3
KS )
LOG PEARSON
Q max
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 35
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.3.3.3 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS METODO MATH MAC: RESUMEN Se determinó caudal de máximas avenidas de 58.31 m3/s para un tiempo de retorno de 25 años según el Método empíricos (Mac Math) obtenido del LOG GUMBEL, el cual se muestra en el Cuadro N° 25. Cuadro Nº 17: Selección del caudal de máximas avenidas para Tr=25 años. ESUMEN DE CAUDALES MAXIMOS PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETO LOG LOG LOG METOD. NORMAL GUMBEL PEARSON NORMAL GUMBEL PEARSON
Tr 2 5 10 15 20 25 30 40 50 75 10 0 50 0
Qmax (m3/s)
Qmax (m3/s)
Qmax (m3/s)
Qmax (m3/s)
Qmax (m3/s)
Qmax (m3/s)
27.00 38.02 43.78 46.65 48.53 49.92 51.01 52.66 53.89 56.02 57.45 64.67
24.61 35.11 42.27 46.38 49.28 51.53 53.38 56.29 58.57 62.73 65.71 82.93
24.86 36.42 44.08 48.40 51.42 53.75 55.65 58.63 60.93 65.10 68.05 84.52
22.96 33.34 42.68 49.06 54.09 58.31 61.99 68.24 73.50 84.08 92.48 157.25
24.04 36.06 44.33 49.02 52.31 54.84 56.89 60.12 62.62 67.13 70.32 88.11
23.42 34.30 43.16 48.81 53.06 56.51 59.44 64.27 68.20 75.79 81.54 120.54
2.3.3.4 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS: METODO DE CREAGER Para estimar la avenida o escurrimiento máximo, mediante el método de Creager se determinó el área de la microcuenca, luego se determinó la región hidráulica que pertenece a la región uno según al mapa del Perú. A su vez se identificó de acuerdo a la zona el coeficiente y exponentes; se empleó la siguiente formula:
Qmax (C 1 C 2) * log( T ) * A
mA n
Donde: Qmáx : Caudal máximo para un periodo de retorno, en m3/s. A
: Área de la cuenca aportante, en Km2.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 36
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
T
: Periodo de retorno, en años.
C1, C2 : Coeficientes adimensionales de escala, por regiones hidráulicas. m, n
: Exponentes adimensionales, por regiones hidráulicas.
En el cuadro N° 17 se estimó las máximas avenidas para el río Naranjos, mediante el método de Creager, obteniéndose resultados para distintos tiempos de retorno. Donde se determinó para un tiempo de retorno de 25 años un caudal máximo de Q=108.06 m3/s.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 37
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro Nº 17: Selección del caudal de máximas avenidas para Tr=25 años. Método de Creager
PROYECTO
:"MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS - CANAL DE RIEGO EL TIGRE"
UBICACIÓN
: CAJARURO - UTCUBAMBA - AMAZONAS
ELABORADO
: HERBERT NÚÑEZ ALFARO
1.1 COEFICIENTES ADIMENSIONALES DE ESCALA, POR REGIONES HIDRÁULICAS
C1 =
0.27
1.2 COEFICIENTES ADIMENSIONALES DE ESCALA, POR REGIONES HIDRÁULICAS
C2 =
1.48
1.3 VALOR ADIMENSIONALES, POR REGIONES HIDRÁULICAS
m=
1.02 Años
1.4 VALOR ADIMENSIONALES, POR REGIONES HIDRÁULICAS
n=
0.04 Años
1.5 TIEMPO DE RETORNO Tr
TR=
25.00 Años
1.6 TIEMPO DE RETORNO Tr
TR=
50.00 Años
1.7 TIEMPO DE RETORNO Tr
TR=
100.00 Años
1.8 AREA DE LA CUENCA
A=
84.32 Km2
n
2.1 CAUDAL MAXIMO O PICO
Qmax (C 1 C 2) * log(T ) * AmA * Factor de Converción:
2.2 CAUDAL MAXIMO PARA Tr1
A
n
= 0.84
TR=
25.00
Años
Q max
108.06 m3/seg
2.3 CAUDAL MAXIMO PARA Tr2
TR=
50.00
Años
Q max
131.33 m3/seg
2.4 CAUDAL MAXIMO PARA Tr3
TR=
100.00
Años
Q max
154.60 m3/seg
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 38
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.3.3.5 ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS: METODO DIRECTO Conocido también como método hidráulico, en donde se determinó la sección de las huellas máximas del cauce del río Naranjos y pendiente, mediante al cual se determinó
caudal máximo de Qmax = 128.18 m3/seg. La figura N° 08 se
determinó el caudal máximo del río Naranjos mediante
método directo
utilizando el Software de HCANALES Figura Nº 08: Caudal de máximas avenidas del Río Naranjo Q=128. 18 m3/seg,
2.3.3.6 RESUMEN DE MAXIMAS AVENIDAS OBTENIDAS POR LOS DISTINTOS METODOS ESTUDIADOS. Para diseño de estructura hidráulica de la captación se tomará en cuenta un caudal de máximas avenidas para un periodo de retorno de 25 años según el cuadro adjunto.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 39
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro N° 18: Resumen de Q máx para diferente periodos de retorno
PROYECTO
: Mejoramiento del canal de riego Naranjos - Tigre
UBICACIÓN
: Cajaruro - Utcubamba - Amazonas.
ELABORADO
: Herbert Núñez Alfaro
FUENTE HÍDRICA
: Río Naranjos
DESCRIPCIÓN
TR = 25 años
1. Método de SCS
133.38 m 3 /s
157.81 m 3 /s
2. Método Math Mac
58.31 m 3 /s
73.5 m 3 /s
3. Método Creager
108.05 m 3 /s
131.33 m 3 /s
4. Método directo
128.18 m 3 /s 133.38 m 3 /s
128.18 m 3 /s 157.81 m 3 /s
5. Caudal máximo
TR = 50 años
FUENTE: Elaboración propia.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 40
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
2.4 CONCLUSIONES DEL ESTUDIO HIDROLOGICO
La principal fuente hídrica provine del río Naranjos. El río es la fuente principal de abastecimiento de uso de agua para consumo humano, riego y ganadería para las Localidades de
Mishquiyaco Alto, Santa Isabel, El Tigre, Nuevo Piura y
Mishquiyaco bajo del distrito de Cajaruro de la provincia de Utcubamba están dedicadas la gran mayoría a la agricultura del Proyecto “Mejoramiento del
sistema de riego Naranjos – Canal el Tigre” de allí mediante canal existente se conduce agua para las zonas mencionadas y mediante toma lateral a las instalaciones del sistema de riego por gravedad.
Los resultados obtenidos de la Caracterización Geomorfológica de las microcuenca Naranjos, se mencionan en el cuadro N° 19. Cuadro Nº 19: Caracterización Geomorfológica de las Microcuenca Naranjos CARACTERIZACION GEOMORFOLOGICA DE CUENCA PROYECTO : Mejoramiento Sistema de Riego Naranjos - Canal el Tigre UBICACIÓN : Mishquiyaco Alto - Cajaruro - Utcubamba -Amazonas. ELABORADO : Estudio Hidrológico.
ITEM
PARAMETRO GEOMORFOLOGICO
A.01
Area de la cuenca
A
= 84.32 Km2
A.02
Perimetro de la cuenca
P
= 47.31 Km
A.03
Longitud del Cauce principal/ Quebrada
L
= 21.79 Km
A.04
Co ef. de Compac. ó Indice de Gravelio us
Kc
A.05
Altitud más baja de la cuenca
CM
A.06
Altitud más alta de la cuenca
Cm
A.07
Altitud alta del curso del rio
CR
A.08
Altitud media simple de la cuenca
HMS
A.09
Desnivel de la cuenca
Hc
A.10
Desnivel del cauce principal
Hr
A.11
Rectangulo Equivalente: Lado Mayor
L
A.12
Pendiente de la cuenca: H/L
S
A.13
Pendiente de la cuenca:
S
A.14
Pendiente del cauce principal
Sc
A.15
Pendiente del cauce principal
Sc
A.16
Tiempo de Concentración: Metodo de Kirpich Tc1
A.17
Tiempo de Concentración: Metodo de Temez
Tc2
A.18
Tiempo de Co ncentración: U.S. Co rp. ing
Tc3
A.19
Tiempo de Concentración: PROMEDIO
Tc
1.45 Adim = 920.0 m.s.n.m. = 4,540.0 m.s.n.m. = 3,240.0 m.s.n.m. = 2,730.0 m.s.n.m. = 3,620.0 m = 2,320.0 m = 19.29 Km = 0.19 m/m = 18.76 % = 0.11 m/m = 106.47 m/Km = 1.68 Hr = 2.29 Hr = 4.78 Hr = 2.92 Hr
SIMBOLO
=
VALOR
UNIDAD
Fuente: Elaboración propia. ======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 41
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
En el trabajo de campo se realizó la evaluación del caudal existente mediante el método de sección pendiente en la que se determinó: la pendiente del río de S =0.040 m/m, coeficiente de rugosidad n =0.0672, y la velocidad media de la sección para ser multiplicada por el área, de esta manera obtener el caudal, según la ecuación de continuidad. Resultando
un caudal instantáneo mínimo de
Q = 6.82 m3/s, realizado el aforo en el mes de agosto, en épocas de estiaje en la zona del proyecto. A su vez se determinó el tirante mínimo Ymin = 0.59 m, con un ancho de base del río de B=12.80 m.
Para el análisis de precipitaciones se consideró la Estación Meteorológica de Bahua, esto debido a que se encuentra dentro del área de drenaje y es la más representativa, al realizar los diferentes cálculos estadísticos sobre las precipitaciones máximas 24 horas, se obtuvo la precipitación de diseño para los 25 y 50 años de periodo de retorno de 72.86 mm y 79.63 mm respectivamente.
Para diseño de estructura hidráulica de la captación se tomará en cuenta un caudal de máximas avenidas para un periodo de retorno de 25 años según el cuadro N° 20. Mediante la aplicación de los diferentes métodos podemos observar en el cuadro anterior la variación del caudal máximo desde 58.31 a 133.38 m3/s. los métodos de Math Mac y Creager tiene valores que se alejan de los otros valores obtenidos, por ello no se consideran como valederos. El método de SCS y el método de directo tiene valores más cercanos. De los dos métodos evaluados se consideró el método de SCS, debido a que en sus análisis considera mayor número de parámetros, de tal manera se decidió considerar el caudal máximo de diseño de de Qmax=133.39 m3/s. con posible concentración en el río de cantos rodados de gran tamaño y concentrando escurrimiento de una lluvia intensa, formando fácilmente grandes crecidas. Se determinó el tirante máximo de Ymax = 1.62 m, con un ancho de base máximo del río de B=25.96 m.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 42
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Cuadro N° 20: Resumen de Q máx para diferente periodos de retorno
DESCRIPCIÓN
TR = 25 años
TR = 50 años
1. Método de SCS
133.38 m 3 /s
157.81 m 3 /s
2. Método Math Mac
58.31 m 3 /s
73.5 m 3 /s
3. Método Creager
108.05 m 3 /s
131.33 m 3 /s
4. Método directo
128.18 m 3 /s 133.38 m 3 /s
128.18 m 3 /s 157.81 m 3 /s
5. Caudal máximo FUENTE: Elaboración propia.
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 43
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
III.
ANEXO
Figura N° 3.1 : resultado de la curva granulométrica aguas abajo
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 44
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Figura N° 3.2 : resultado de la curva granulométrica en eje de la captación
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 45
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Figura N° 3.3 : resultado de la curva granulométrica en eje de la captación
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 46
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
PANEL FOTOGRAFICO: Foto rafía N° 01. Realizando la medición del ancho del río Naran os
Foto rafía N° 02. Ubicando las huellas máximas avenidas del río Naran os
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 47
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Foto rafía N° 03. Obteniendo los tiem os de recorrido, del flotador en el río naran o
Foto rafía N° 04. Toma de muestras de trans orte de sedimentos en el río Naran os
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 48
ESTUDIO HIDROLÓGICO ================ ============= ============= ============== =============== =============== ====
Foto rafía N° 05. Vista anorámica del río naran os a uas arriba
Foto rafía N° 06. Fuente de uso de a ua, vista a ua aba o del río Naran os
======================================================================================
PROYECTO: “MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO NARANJOS – CANAL EL TIGRE”
Pág 49