INDICE

DEDICATORIAA Manuel, mi seor padre y a la memoria de Goya, Mi seora madre.

Que en mis momentos ms delicados estuvieron Conmigo inducindome aliento.

A mis hermanosPor su ejemplo y su apoyo incondicional

A Gaby, Nerea, Enzo y Nasseba

Por su comprensin en el logroDe m Objetivo.A ellos, todo mi esfuerzo.

AGRADECIMIENTO

A la Universidad Nacional de San Cristbal de Huamanga Alma Mter de mi formacin profesional, por haberme brindado la oportunidad de acogerme en su seno.

A los seores docentes de la Facultad de Ingeniera de minas geologa y Civil, por sus sabias enseanzas y contribucin en mi formacin profesional.

Al Ing. Julin Huaman Flores que por su intermedio fue posible la realizacin de la Tesis.A mis amigos de la E.F.P. de Ingeniera Civil, expreso mi reconocimiento y gratitud, y a todas aquellas personas, que me brindaron su apoyo y colaboracin desinteresada. INDICEI PARTEPLANEAMIENTO HIDRAULICO

CAPITULO I

I. GENERALIDADES

1.1 Introduccin10

1.2 Antecedentes11

1.3 Objetivos11

a. Objetivos Generales11

b. Objetivos Especficos121.4 Justificacin12

1.5 Metas14

1.6 Base Legal141.7 Vas de acceso y accesibilidad a la zona del proyecto19

CAPITULO II

II. UBICACIN

2.1 Ubicacin del Proyecto21 Ubicacin Geogrfica

Ubicacin Hidrogrfica

Ubicacin Poltica

CAPITULO III

III. MARCO TEORICO

3.1 Definiciones y Trminos22

3.2 Aspectos Hidrulicos243.3 Aspectos Hidrolgicos333.4 Modelos403.5 Software de Anlisis Hidrulico Hec-Ras41CAPITULO IV

IV. SITUACIN ACTUAL Y CARACTERSTICAS DE LA ZONA EN ESTUDIO

4.1 Clima45

4.1.1 Elementos meteorolgicos45a) Precipitacin45

b) Temperatura50

c) Humedad Relativa53

4.2 Geologa54

4.3 Diagnostico Actual del Cauce54CAPITULO V

V. ESTUDIO DE LA CUENCA Y DELIMITACIN DE LA FAJA MARGINAL5.1 Aspecto Topogrfico56

5.2 Estudio Hidrolgico59

5.2.1 Parmetros Fisiogrficos de La Microcuenca Chumbao635.2.1.1 rea de drenaje de la Microcuenca Chumbao635.2.1.2 Forma de la Microcuenca64

a. Indice de Gravelius o Coeficiente de Compacidad (Kc)645.2.1.3 Sistema de Drenaje65

a. Tipo de corrientes65

b. Orden de corrientes66

c. Densidad de Drenaje66

d. Extensin Media de escurrimiento Superficial67

e. Frecuencia de Ros675.2.1.4 Caractersticas del relieve de la Microcuenca68

a. Curva Hipsomtrica68

b. Elevacin Media de la Cuenca68

c. Pendiente de la Micro cuenca69

d. Rectngulo Equivalente70

e. Pendiente del Ro Chumbau715.3 Estudio de Hidrulica Fluvial745.3.1 Calculo de caudales mximos dimensionamiento del espejo de agua755.3.2 Calculo de la Profundidad de Socavacin805.4 Metodologa865.4.1 Aspecto Legal865.4.2 Aspecto Tcnico875.4.3 Aspecto Social875.5 Criterios para la Delimitacin de la faja marginal88 5.6 Dimensionamiento de la faja89

5.7 Consideraciones tcnicas para la colocacin de los hitos90CAPITULO VI

DETERMINACIN DE INFORMACIN DENTRO DE LA FAJA MARGINAL 6.1 Inventario de fuentes hdricas916.1.1 Red Hidrogrfica916.1.2 Quebradas91

6.1.3 Hidrologa e Hidrometra Lagunas92 CAPITULO VII

ACTIVIDADES Y CRONOGRAMA7.1 Recursos fsicos937.2 Tiempo de ejecucin937.3 Cronograma de actividades94

CONCLUSIONES95RECOMENDACIONES97II PARTEPROPUESTA AMBIENTAL

CAPITULO I

1.1 Introduccin991.2 Antecedentes1001.3 Ubicacin1011.4 Planteamiento del problema102

1.5 Hiptesis102 1.6 Objetivos1031.7 Importancia103 1.8 Conceptualizacin y definiciones1041.9 Aspectos Legales110CAPITULO II

ASPECTO SOCIO ECONOMICO

2.1 Generalidades1142.2 Ambiente Social116CAPITULO III

AMBIENTE FISICO Y CARACTERIZACION AMBIENTAL DE LA MICROCUENCA

3.1 Clima y Meteorologa1243.2 Contaminacin del suelo en la cuenca1253.3 Caracterizacin ambiental de la micro cuenca129CAPITULO IV

AMBIENTE BIOLOGICO Y EVALUACIN DE IMPACTO AMBIENTAL4.1 Generalidades1314.2 Vegetacin: Flora y Fauna1344.3 Evaluacin de Impacto Ambiental136CAPITULO VCALIDAD Y CONTAMINACIN DEL AGUA5.1 Calidad del Agua1385.2 Origen de la contaminacin de aguas dulces1385.3 Contaminacin del rio1405.4 Tratamiento de aguas residuales141CAPITULO VI

6.1 Geologa147

6.1.1 Paleozoico147

6.1.2 Mesozoico148

6.1.3 Depsitos Cuaternarios149

6.1.5 Unidad Ocobamba150CAPITULO VII

7.1 Mitigacin Ambiental151CAPITULO VIII

PLAN DE CONTINGENCIA

8.1 Generalidades1598.2 Contingencias1598.3 Informacin que se debe proporcionar en la notificacin de la contingencia1628.4 Organizacin de la Empresa Municipal en Caso de emergencia1628.5 Equipos a ser utilizados para los casos de Emergencia163CAPITULO IX

ANALISIS BENEFICIO AMBIENTAL

9.1 Generalidades1669.2 Balance166CAPITULO X

PROPUESTA DE MANEJO AMBIENTAL

10.1 Objetivos16810.2 Descripcin del Plan de Manejo Ambiental16810.3 Medidas de Prevencin y Mitigacin de los Impactos del Proyecto16910.4 Programa de Inversiones, Correccin y Mitigacin17210.5 Presupuesto de Propuesta Ambiental17310.6 Financiamiento174CAPITULO XI

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones175Recomendaciones177Bibliografa179I. ANEXOS. VOL. I.

1. Panel Fotogrfico.2. Clculo de capacidad de caudales del ro en la seccin rectangular canalizada tramo Andahuaylas por Manning.3. Registro de Descargas del Ro Chumbau (m3/seg) 4. Cuadro de coordenadas UTM de hitos y delimitacin de la faja por cada km. (Libreta de campo levantamiento topogrfico digitalizadas).

II. ANEXOS. VOL. II.

1. Plano de zonas de vida de la Micro cuenca del Ro Chumbao.

2. Plano de la Micro cuenca del Ro Chumbao a curvas de nivel.

3. Plano del sistema de drenaje de la Micro cuenca del Ro Chumbao.4. Plano topogrfico general planta y perfil.

5. Plano en planta por km.; delimitacin de la faja marginal del Ro con indicacin del ancho de la faja, caminos de acceso, sardineles y ubicacin de los hitos de CA en ambas mrgenes del Ro.

6. Plano de secciones transversales del Ro a escala 1:500 H y 1:125 V.

I PARTE

CAPITULO I

I. GENERALIDADES

1.1 IntroduccinEl Proyecto de Recuperacin del Ro Chumbao, en base al trabajo realizado de Planeamiento Hidrulico con el propsito de la delimitacin de la Faja Marginal en un tramo de 18 km, trabajo importante y prioritario debido a la situacin real actual del ro donde se ve invasin de reas de los alveos y riberas por viviendas, los agricultores que afectan de manera directa la degradacin de los mrgenes y riberas del ro.El objetivo del proyecto es la conservacin del ro Chumbao que actualmente se encuentra degradado, contaminado como un conducto abierto de transporte de aguas servidas por acciones del hombre, recuperar la calidad del agua, proteccin de riberas, encauzamiento del ro, descolmatacin, tratamiento de desechos slidos, obras de ingeniera hidrulica como; muros de contencin, gaviones, enrocados, diques de encauzamiento, forestacin de riberas y bermas en un tramo de 10 km en la zona urbana desde San Jernimo, Andahuaylas y Talavera. As como proteger el terreno de la faja marginal como rea intangible para el servicio pblico, para orientar el desarrollo armnico entre la naturaleza y las poblaciones en crecimiento respetando las normas como la Ley General de Aguas, el D.S. No. 012-94-AG, proporcionar medidas de proteccin de mayores riesgos sobre todo en la temporada de avenidas y fenmenos del Nio donde las lluvias han causado desastres en ambas mrgenes del cauce del ro. Por estas consideraciones, viendo la problemtica del deterioro ambiental del Ro Chumbao se plantea el Proyecto en base a la evaluacin del cauce del ro en los 18 Km, donde se realiz el levantamiento topogrfico, planeamiento hidrulico para determinar reas de inundacin, identificacin de los problemas de contaminacin, ubicacin de construcciones a lo largo del ro.1.2 Antecedentes En los ltimos aos se viene produciendo un crecimiento acelerado de las ciudades urbanas de Andahuaylas, Talavera y San jernimo, debido a la inmigracin de los pobladores del campo, es el caso de los centros poblados del valle del Ro Chumbao margen izquierda y derecha. El crecimiento sin planes de desarrollo, viene generando problemas sociales, relacionados a la contaminacin ambiental, deterioro de la calidad de agua, ocupacin indebida de reas aledaas a los ros, invasin de la faja marginal, afectando de manera directa y acelerada la degradacin del ro en todo el trayecto. La ocupacin de reas o zonas intangibles de propiedad marginal por construcciones, instalacin de cultivos y comercio, constituyen zonas de alto riesgo y vulnerable a desastres naturales como son los fenmenos climticos que por cierto se presentan cclicamente, ellos se encuentran expuestas a alto riesgo, especialmente en pocas de avenidas del ro. En base a los datos recogidos en el trabajo de campo se ha desarrollado la delimitacin de la faja marginal.1.3 Objetivos

a. Objetivos Generales Delimitacin de la faja marginal y Propuesta de manejo ambiental y conservacin del cauce del curso de agua y de las condiciones hidrulicas del ro Chumbao.

Proteccin de la poblacin establecida, evitar desastres y emergencias en las zonas de influencia del cauce del ro Chumbao. Crear condiciones de un ncleo de desarrollo endgeno con predominio de actividades ambientalistas, determinacin de vas de acceso de uso pblico en ambas mrgenes del ro para la supervisin, vigilancia y control del ro.

Proporcionar informacin bsica para promover proyectos de obras hidrulicas, reforestacin, proteccin, turismo y manejo ecolgico.b. Objetivos Especficos Validar y colocar los hitos de delimitacin de la faja marginal en ambas mrgenes del ro Chumbao, para proteger el rea intangible de acceso y servicio publico dentro de los Distritos de San Jernimo, Andahuaylas y Talavera.

Forestacin de las Riberas del Ro como zona protectora en todo su curso, en la parte urbana es decir, en 10 Km.

Ejecucin de Obras de Infraestructura Hidrulica de proteccin y conservacin del Ro.

Recuperar la calidad de agua, proteccin de riberas, des colmatacin, tratamiento de desechos slidos, obras de ingeniera hidrulica como muros de contencin, gaviones, enrocados, diques de encauzamiento, forestacin de riberas y bermas.1.4 JustificacinLa ciudad de Andahuaylas, tiene como fuente principal de recurso hdrico las lagunas de la parte Alta que discurren por el Ro Chumbao, para el abastecimiento de agua para consumo humano, los cultivos de pan llevar, necesarios para el progreso de la ciudad, teniendo en consideracin como actividades principales del valle la agricultura y ganadera.

El crecimiento acelerado de la poblacin urbana en el valle viene creando una serie de problemas sociales, como desempleo, delincuencia, invasin de reas de la faja marginal, confinamiento de viviendas, contaminacin del ro por diferentes factores y ocupacin de riberas por viviendas y cultivos no autorizados. Situacin que se ve con bastante preocupacin sobre todo en la zona urbana de San Jernimo, Andahuaylas y Talavera, cuya solucin en parte pasa por la delimitacin de la faja marginal, el proyecto de recuperacin del ro y el respeto de las normas legales. Queda evidenciada la importancia del proyecto no solo por que el agua es sinnimo de vida, sino que tambin es muy necesario en el desarrollo socioeconmico de la provincia. Actualmente se est planteando un proyecto para la recuperacin del Ro, un proyecto ecolgico que traer beneficios a todos los habitantes del valle, ya que permitir tener un mayor afluente de agua y menos contaminacin, lo que permitir tener tierras ms frtiles y por ende mayor desarrollo econmico, adems de mejorar sus condiciones naturales; beneficiar, a travs del abastecimiento y suministro de agua para riego en una superficie de ms de 2,000 has. Cultivables en ambas mrgenes del ro.

Importancia del cuidado de la Cuenca Alta y Media del Ro Chumbao, es un recurso natural de vital importancia en el valle de los Municipios de Andahuaylas, Talavera y San Jernimo, en armona con las infraestructuras que se plantea, para suplir las necesidades del dinamismo poblacional, as como las actividades agrcolas. Para el resguardo de tan importante Ro, fue creado el CAM el 05-09-2007, donde se busca la proteccin, manejo y conservacin integral del medio ambiente del ro, mediante su reglamentacin.1.5 MetasDelimitacin del rea de Mxima Preservacin, rea de Recuperacin, rea de Proteccin del Ro, rea de Proteccin del cauce y riberas, rea de Uso Agrcola y Pecuario con moderadas Restricciones, Centros Poblados o rea urbana.1.6 Base Legal Constitucin poltica del Per

Decreto Ley No. 17752 Ley General de Aguas

Decreto Supremo No. 929-73-AG. Reglamento del Ttulo VI De las propiedades marginales del Decreto Ley No.17752. Ley General de aguas.

Decreto Supremo No. 012-94-AG. Declaran reas intangibles los cauces, riberas y fajas marginales de los ros, arroyos, lagos, lagunas y vasos de almacenamiento.

Decreto Supremo No. 014-2001-AG. Aprueban Reglamento de la Ley Forestal y de Fauna Silvestre.

Cdigo del Medio Ambiente y los Recursos Naturales.

Ley N 26410, Ley de creacin del Consejo Nacional del Ambiente. Decreto Supremo N 022-2001-PCM, Reglamento de Organizacin y Funciones del Consejo Nacional del Ambiente. Ley N 28245, Ley Marco del Sistema Nacional de Gestin Ambiental.LA DELIMITACIN DE LA FAJA MARGINAL ESTA SUSTENTADA EN LAS SIGUIENTES NORMATIVIAS GENERALES

DECRETO LEY N 17752 LEY GENERAL DE AGUAS

Artculo 5.- Son igualmente de propiedad inalienable e imprescriptible del Estado:

a) La extensin comprendida entre la baja y alta marea, ms una faja no menor de 50 metros de ancho paralela a la lnea de alta marea;

b) Los terrenos marginales martimos que se reservan por razones de Seguridad Nacional o uso pblico;

c) Los lveos o cauces de las aguas;

d) Las reas ocupadas por los nevados y los cauces de los glaciares,

e) Los estratos o depsitos por donde discurren o se encuentran las aguas subterrneas;

f) Las islas existentes y las que se forman en el mar, en los lagos, lagunas o esteros o en los ros, siempre que no procedan de una bifurcacin de las aguas, al cruzar tierras de propiedad de particulares; y

g) Los terrenos ganados por causas naturales o por obras artificiales, al mar, a los ros, lagos o lagunas, esteros y otros cursos o embalses de aguas.Artculo 79.- En las propiedades aledaas a los lveos naturales, se mantendr libre la faja marginal de terreno, necesario para el camino de vigilancia y en su caso, para el uso primario del agua, la navegacin, el trnsito, la pesca u otros servicios. Las dimensiones de la faja, en una o ambas mrgenes sern fijadas por la Autoridad de Aguas, respetando, en lo posible, los usos y costumbres establecidos. Podr tambin dicha Autoridad, cuando fuera necesario, fijar la zona sujeta a servidumbre de abrevadero. En todos estos casos no habr lugar a indemnizacin por la servidumbre pero quienes usaren de ellas, quedan obligados, conforme al derecho comn, indemnizar los daos que causaren, tanto en las propiedades sirvientes como en los cauces pblicos o en las obras hidrulicas.

REGLAMENTO DEL TITULO VI DE LAS PROPIEDADES MARGINALES DEL DECRETO LEY N 17752- LEY GENERAL DE AGUAS.

Artculo 1.- Se entiende por propiedades marginales, para los efectos del presente Reglamento, los predios rsticos confinantes con las mrgenes de los lveos o cauce de los ros, arroyos, lagos, lagunas, esteros, golfos, bahas, ensenadas o con el mar territorial.

Artculo 2.- Se entiende por lveo o cauce, el continente de las aguas que ocupan en sus mximas crecientes.

Artculo 13.- Se entiende por riberas las reas de los ros, arroyos, torrentes, lagos, lagunas, comprendidas entre el nivel de sus aguas mnima y el que ste alcance en sus mayores avenidas ordinarias.

Artculo 14.- Los lmites de las riberas, sern determinados por la Administracin Tcnica para los efectos del presente Reglamento.

Artculo 19.- Se entiende por Faja Marginal el rea inmediata superior a la ribera de un ro, arroyo, laguna, charco, estanque, vaso de almacenamiento y otros.

Artculo 20.- Los propietarios de las tierras aledaas a los lveos estn obligados a mantener libre la faja marginal del terreno destinado al camino de vigilancia y, en su caso, al uso primario del agua, la navegacin, el trnsito, la pesca u otros servicios. En todo caso no habr lugar a indemnizacin por la servidumbre; pero en caso de daos, los usuarios quedan obligados a la respectiva indemnizacin.

Artculo 21.- La Administracin Tcnica fijar en cada caso el ancho de la faja marginal en uno o ambos cauces, teniendo en cuenta la importancia del cauce y la infraestructura necesaria para la conservacin del servicio que va a prestar.

Artculo 23.- No se permitir instalacin o construccin de viviendas dentro de las fajas marginales, salvo que se hubiesen efectuado obras de defensa y con la previa autorizacin del Ministerio de Vivienda.

Artculo 28.- Toda persona que contravenga cualquiera de las disposiciones del presente Reglamento ser sancionada administrativamente, de acuerdo a lo establecido en el Titulo IX del Decreto Ley N 17752 y dems disposiciones conexas.DECRETO SUPREMO N 12-94-AG.

Artculo 1.- Declrese rea intangible los cauces, riberas y fajas marginales de los ros, arroyos, lagos, lagunas y vasos de almacenamiento; quedando prohibido su uso para fines agrcolas y asentamientos humanos.

Artculo 2.- Encargase a los Directores Regionales y Subregionales de Agricultura, conjuntamente con los Administradores Tcnicos de Distritos de Riego, Gobiernos Locales y las Juntas de Usuarios, la delimitacin de las reas a que se refiere el artculo precedente, as como la supervisin para el estricto cumplimiento de lo dispuesto en el presente Decreto Supremo.

INSTRUCTIVO TCNICO N 001-DGAS

DEFINICIN DE LINDEROS DE PROPIEDADES MARGINALES

IIINORMAS ESPECIALES

A. LVEOS O CAUCE

1. Delimitacin.- Definicin de los linderos correspondientes al lveo o cauce.

El lindero exterior del lveo o cauce se definir en base a los siguientes criterios:

a. Para el caso de los lveos o cauces definidos o establecidos ya sea en forma natural o artificial se tomar como lindero exterior el que se encuentra sealado en el terreno.B. FAJAS MARGINALES

1. Delimitacin

a. Determinacin del lindero interior.

El lindero interior de las fajas marginales ser correspondiente al lindero exterior del lveo o cauce.b. Determinacin del lindero exterior.

El lindero exterior de la faja marginal se determinar en base los siguientes criterios:

A los servicios que prestan.

A su situacin como reas marginales reservadas para defensa nacional o para servicios pblicos determinadas por el poder ejecutivo.

En lo posible el lindero de la faja marginal debe ser paralelo al lveo o cauce en su correspondiente margen.c. Determinacin del rea.El rea correspondiente a cada una de las fajas marginales ser determinada por la superficie encerrada entre el lindero exterior de estas y la correspondiente al lveo o cauce.1.7 Vas de acceso y accesibilidad a la zona del ProyectoLa principal va de acceso constituye la carretera afirmada Ayacucho Andahuaylas de 256 km., transitable todo el ao, que atraviesa los centros poblados de Ocros, Chincheros, Uripa, Talavera, Andahuaylas y San Jernimo. A pesar de ser un tramo relativamente corto, la duracin media del viaje en automvil es de aproximadamente 7 horas y en bus interprovincial de 9 horas.

Otra va alterna la constituye la carretera afirmada Abancay-Andahuaylas de 124 km., transitable todo el ao, siendo la duracin media de viaje en automvil de aproximadamente 3 horas y en mnibus de 5 horas.

La accesibilidad interna al proyecto es muy fluida en todo el valle desde el Km 0+000 hasta el km 18+000. Existe una carretera de acceso de tipo afirmado va San Jernimo y la central hidroelctrica chumbao hasta la piscigranja salto grande km 0+000 desde aqu hay puentes de acceso carrozable, el puente Ccoyahuacho de CA progresiva 1+740, puente de madera peatonal progresiva 5+480, puente nuevo San Jernimo de CA luz de 20 m. en la progresiva 5+880, puente de madera peatonal en la progresiva 6+230, puente de madera peatonal en la progresiva 7+260 zona pasaje escorial, puente nuevo de CA carrozable luz de 18 m en la progresiva 7+780 zona pasaje los celajes y jirn 1 de mayo, puente pochccota Andahuaylas de CA luz de 22 m. en la progresiva 8+360 zona de feria jirn los cactus y jirn Hugo Pecsi, puente colonial de piedra luz de 13 m. en la progresiva 8+740 avenida martinelli, puente de madera en la progresiva 8+860, puente de madera en la progresiva 8+940, puente de madera en la progresiva 9+010, puente Lzaro carrillo de CA luz de 15 m en la progresiva 9+100, puente de madera en la progresiva 9+320, puente de CA calle Tarzn Andahuaylas luz de 16 m. en la progresiva 9+660, puente de CA avenida Salinas Andahuaylas luz de 20 m. en la progresiva 11+080, puente de CA peatonal Lomo de Burro en Talavera luz de 22 m. en la progresiva 13+820, puente Manco Capac de CA carrozable Talavera de luz 20 m. en la progresiva 13+820, puente Talavera en la progresiva 14+080 de CA carrozable con luz de 22 m, puente de madera en la progresiva 15+240 en Talavera, puente Santa Rosa en la carretera Chumbibamba en la progresiva 15+940 de CA de luz 15 m. y termina en el puente Orcconmayo en la progresiva 18+000.

CAPITULO IIII. UBICACIN 2.1 Ubicacin del ProyectoUbicacin Geogrfica.El Proyecto se encuentra localizado geogrficamente en la sierra sur, en la Regin Apurmac, Provincia de Andahuaylas, Cuenca del Pampas y Microcuenca Chumbao, entre las coordenadas 73 19 - 73 27 de Longitud Oeste y 13 38 - 13 41 de Latitud Sur, entre las altitudes de 2750 msnm y 4990 msnm.Ubicacin Hidrogrfica.

Hidrogrficamente la Microcuenca Chumbao pertenece a la cuenca del Ro Pampas, afluente del Ro y cuenca del Apurmac, esta ubicada en la parte media de la Microcuenca del Ro Chumbao, dentro de las zonas urbanas de los distritos San Jernimo, Andahuaylas y Talavera.Ubicacin Poltica.

Regin:

Apurmac.

Provincia:

Andahuaylas.

Distritos:

San Jernimo, Andahuaylas y Talavera.

Regin Agraria:

ApurmacSub Regin Agraria:

AndahuaylasCAPITULO IIIIII. MARCO TEORICO

3.1 Definiciones y TrminosPara el efecto del presente estudio, tendremos en cuenta definiciones y trminos que a continuacin se detallan:lveos o Cauce

Es el continente de las aguas, que stas ocupan en sus mximas crecientes.

Avenamiento

Accin de evacuar las aguas que sobre saturan los suelos. Conservacin de Agua

Providencias y acciones destinadas a evitar o disminuir las prdidas de agua.

Crecientes

Aumento del caudal de un curso o depsito de aguas por encima del nivel normal. Cuenca Hidrogrfica

Territorio cuyas aguas afluyen todas a un mismo ro, lago o mar. Defensa de Riberas y Cauces

Obras o artificios destinados a evitar las acciones erosivas de las aguas y las inundaciones. MrgenesZonas laterales de los terrenos que lindan inmediatamente con los cauces.Riberas

Se entiende por riberas las aguas de los ros, arroyos, riachuelos, lagos,

lagunas, comprendidos entre el nivel de sus aguas mnimas y el que ste

alcance en sus mayores avenidas aplicadas.Fajas Marginales.

Es el rea inmediata superior a la ribera de un ro, arroyo, lagunas, charcos, estanque, vaso de almacenamiento y otros.Caminos de Vigilancia.Es el rea paralela a la faja marginal comprendida entre stas y las reas confinantes con propiedades o reservas y/o adjudicaciones. Est en funcin ala importancia de ancho de va dada por la autoridad de aguas.Propiedades Marginales.

Son predios rsticos confinantes con las mrgenes de los lveos o cauces de los ros, arroyos, lagos, lagunas, esteros, bahas.Avenida.

Aumento inusual del caudal de agua en un cauce que puede o no producir desbordamiento e inundaciones.Perodo de Retorno.

Es el nmero medio de aos en los que un suceso ser igualado o sobrepasado.Inundacin.

Es el desbordamiento de un ro por la incapacidad del cauce para contener el caudal que se presenta. Sumergimiento temporal de terrenos normalmente secos, como consecuencia de la aportacin inusual y ms o menos repentina de una cantidad de agua superior a la que es habitual en una zona determinada.Modelo Hidrulico.

Es una representacin esquemtica a escala, de una porcin de la naturaleza y de las obras proyectadas en ella.3.2 Aspectos HidrulicosLos Ros.FRIJLINK nos recuerda que un ro puede definirse como un sistema de canales naturales (curso de agua) por medio de los cuales se descarga el agua de la cuenca. Y en el Diccionario de la Lengua Espaola encontramos que el ro se define como una corriente de agua continua y ms o menos caudalosa que va a desembocar en otra, en un lago o en el mar.

ROCHA, entonces, dice que el ro es un elemento de drenaje de la cuenca. Sin embargo, un ro no slo lleva agua sino tambin materiales slidos que provienen de la erosin de la cuenca. En general los ros tienen fondo mvil, aunque no todos.

Hidrulicamente, un ro es un canal; en ste prcticamente no existe movimiento permanente, porque el caudal est variando continuamente y tampoco hay un movimiento uniforme, pues la seccin transversal es muy cambiante a lo largo de su recorrido.

BLENCH, en su publicacin Mobile-Bed Fluviology seala con toda nitidez lo que denomina el principio bsico de autoajuste de los ros aluviales. En virtud de este principio los ros aluviales tienen una tendencia a adquirir determinados anchos, profundidades, pendientes y tamao de meandros en funcin de sus propias caractersticas.

ROSELL, en su libro de Irrigacin, define al cauce como esencialmente un elemento dinmico. Es decir tiene una tendencia natural hacia la movilidad, hacia la inestabilidad, hacia el cambio, adoptando formas diversas, como rizos o dunas. Los cambios que ocurren en la morfologa fluvial pueden deberse a condiciones naturales y/o artificiales.

Clasificacin de Los Ros. Existen muchas formas y criterios para clasificar los ros; una simple y general es el siguiente:

Ros sin rea de inundacin (confinados)

Ros con reas de inundacin.

Sin embargo, cada clasificacin tiene un origen y una finalidad especfica. En todo caso las clasificaciones sirven para obtener un mejor conocimiento del comportamiento fluvial.

La clasificacin de los ros segn su edad son: jvenes, maduros y viejos.

Los Ros Jvenes, corresponde al estado inicial de los ros. Cuando el agua forma su curso inicial, ste tiene una seccin en forma de V. Son muy irregulares. Ejemplo tpico: torrentes de montaa.

Cuando los ros jvenes se convierten en maduro, se ampla su seccin transversal. El valle es ms ancho. Disminuye la pendiente. El ro est en estado de equilibrio o prximo al l.

Los ros viejos corresponden a un estado ms avanzado de desarrollo. La pendiente del ro sigue disminuyendo. Hay un uso intensivo de todo el valle. Hay desarrollos urbanos, agrcolas e industriales importantes.

El grupo de Colorado State University seala que esta clasificacin no tiene aceptacin unnime entre los gelogos. Consideramos, sin embargo, que es de gran utilidad para el ingeniero hidrulico.Morfologa de Los CaucesLa morfologa fluvial implica el estudio de los cambios que experimenta un ro, tanto en su recorrido (perfil longitudinal), como en su seccin transversal (lecho y mrgenes).

Son tres grandes grupos de ros. Ellos son: rectos, entrelazados y mendricos. Los ros rectos prcticamente no existen en la naturaleza. Constituido por diques paralelos, pero dentro de l, para caudales menores que el de diseo, el ro desarrolla su propia sinuosidad. Los ros entrelazados

Los ros entrelazados corresponden generalmente a ros anchos, cuya pendiente es fuerte, lo que da lugar a pequeos tirantes y el ro corre en forma de varios canales o brazos alrededor de pequeas islas. Entre tanto los ros mendricos estn formados por una sucesin de curvas que son muy dinmicas, que no se deben esencialmente a las propiedades del terreno, sino a la naturaleza del comportamiento fluvial.

Esta clasificacin de las tres formas puede presentarse en tramos sucesivos de un ro o en un mismo tramo, en funcin de la pendiente y el caudal en un momento dado.Variabilidad del Perfil LongitudinalSi a partir de la seccin determinada, el ro no puede transportar los slidos, entonces sedimenta y disminuye la pendiente en el tramo de aguas arriba y aumenta en el tramo de aguas abajo. Recordando las palabras de ROCHA con respecto del tema, que la pendiente fluvial es variable a lo largo del recorrido del ro desde sus nacientes hasta la desembocadura. En las partes bajas de los cauces fluviales la pendiente disminuye notablemente.

En correspondencia con estas pendientes en las partes altas se encuentran las mayores velocidades y el material slido transportado est constituido por partculas gruesas. En las partes bajas las velocidades son menores y tambin el dimetro caracterstico del material slido transportado. Existe, pues, correlacin entre pendientes, velocidades y tamao caracterstico de los slidos en movimiento.Rgimen de Los RosCHEREQUE refiere que el rgimen de un ro, es la forma cmo se distribuyen

los caudales medios mensuales a lo largo del ao. Puede considerarse el ao calendario o el ao hidrolgico.FLUJOSTipos de FlujosFlujo PermanenteUn flujo permanente es aqul que no presenta variaciones de sus caractersticas hidrulicas, en una seccin determinada, con respecto al tiempo (Rocha, A. Hidrulica de Tubera y Canales)

Flujo Uniforme (raro en cauces aluviales). El flujo es permanente uniforme si la velocidad se mantiene igual, en magnitud y direccin. Esto requiere un cauce con seccin transversal idntico en tamao, forma y orientacin.

Flujo Variado, se presenta como flujo rpidamente variado y gradualmente variado. El primero cambia abruptamente en una distancia comparativamente corta y el segundo lo contrario (Chereque,1992).

Flujo No Permanente Flujo no permanente uniforme, es no permanente si la velocidad en un punto vara con el tiempo, es raro.

Flujo no permanente variado, tambin se presentan como flujo no permanente rpidamente variado y gradualmente variado (Chereque 1992).

Nuestro estudio incidir preferentemente en el movimiento permanente y uniforme. Es ste el ms frecuente en los problemas de ingeniera.

Resumiendo los conceptos anteriores sealamos que la no uniformidad es la variacin del rgimen de corriente con respecto al espacio y que la variabilidad es el cambio del rgimen de corriente con respecto al tiempo (Rocha).Estados del FlujoPor Efecto de La ViscosidadEl efecto de la mayor o menor viscosidad del fluido sobre las condiciones del escurrimiento se expresa por el parmetro a dimensional denominado nmero de Reynolds (Rocha). Flujo laminar, Si las fuerzas viscosas son tan fuertes relativas a las fuerzas inerciales, que la viscosidad influye significativamente en el comportamiento del flujo. El nmero es la razn de la fuerza inercial a la fuerza viscosa.

Donde U es la velocidad media del flujo, L es la longitud caracterstica y es la viscosidad cinemtica del fluido f lujo laminar Re es pequeo, usualmente menor de 500 (Chereque). En el caso de una tubera se considera generalmente como longitud caracterstica el dimetro de la tubera (Rocha).

Flujo turbulento, Si las fuerzas viscosas son dbiles relativas a las fuerzas inerciales. El nmero de Reynolds es grande, usualmente mayor que 2000, en el flujo turbulento, las partculas de fluido se mueven en trayectorias irregulares, las cuales no son ni lentas ni determinadas.

Flujo transicional, entre el flujo laminar y turbulento hay un flujo mixto, El valor del nmero de Reynolds est usualmente entre 500 y 2500 (2000 y 10000 para L=D, para flujo en tuberas).

Por Efecto de La GravedadEl efecto de la mayor o menor influencia de las fuerzas gravitacionales sobre las condiciones del escurrimiento se expresa por el parmetro a dimensional denominado nmero de Froude. El nmero de Froude se utiliza en canales y generalmente la longitud caracterstica es el tirante hidrulico (Rocha).

Flujo Sub-crtico, en este estado, el flujo tiene una velocidad baja, el nmero de Froude relaciona las fuerzas de inercia con las fuerzas de gravedad.Donde L es una longitud caracterstica del flujo. Para flujo subcrtico U yc, tambin So < Sc..

De pendiente crtico, cuando la condicin satisface las condiciones dadas, que el tirante normal es igual al tirante crtico, y se cumple que yn = yc, tambin So = Sc; de pendiente fuerte, aquella con la cual, para las condiciones dadas, se produce un tirante normal menor que el crtico y se cumple: yn < yc, tambin So > Sc;. y otras, de pendiente horizontal y pendiente adversa.b. Mtodos de ClculoTanto VILLN como ROCHA, coinciden en los mtodos de clculo de la curva de remanso, que son:

Integracin Grfica

Integracin Directa

Aproximaciones sucesivas o numrico

El primero est basado en la integracin artificial de la ecuacin dinmica del flujo gradualmente variado, mediante un procedimiento grfico; el segundo mtodo, clculo en forma directa y exacta de la ecuacin, sin embargo, se han introducido simplificaciones que posibilitan la integracin en casos particulares. El mtodo numrico es el que tiene aplicaciones ms amplias debido a que es adecuado para el anlisis de perfiles de flujo tanto en canales prismticos como no prismticos. Se caracteriza porque para el clculo se divide el canal en pequeos tramos y se calcula cada tramo, uno a continuacin de otro.3.3 Aspectos HidrolgicosAnlisis Hidrometeoro lgicoa. Anlisis PluviomtricoLos estudios de la precipitacin analizan el rgimen de lluvias en la regin a partir de los datos de estaciones pluviomtricas y pluviogrficas.El anlisis comprende la variabilidad de la precipitacin en el tiempo, su distribucin sobre el rea de estudio, la cuantificacin de los volmenes de agua que caen sobre la zona y las magnitudes y frecuencias de los aguaceros intensos (SILVA).

Las precipitaciones en altura de agua medidas con pluvimetros varan de un lugar a otro y, en un mismo lugar, de un tiempo a otro. Estas medidas constituyen un conjunto de nmeros de datos, que es necesario analizar y sintetizar en unos pocos valores ms manuables y fciles de utilizar. Para ello se recurre a la estadstica, escogiendo el modelo matemtico que represente el comportamiento de la lluvia en el lugar en estudio. (CHEREQUE).Anlisis de consistencia.Luego de realizado la estimacin de datos faltantes de las estaciones meteorolgicas se efecta el anlisis de la consistencia de los datos de una estacin, que se refiere a cualquier cambio en la ubicacin como en la exposicin de un pluvimetro puede conllevar un cambio relativo en la cantidad de lluvia que mide. El registro histrico representar, entonces condiciones pluviomtricas que no ocurrieron y son considerados como inconsistentes. Para detectar la inconsistencia de un registro de precipitacin, se efecta el anlisis de consistencia (CHEREQUE). El anlisis de consistencia es el proceso que consiste en la identificacin o deteccin, descripcin y remocin de los errores de las series de datos, a fin de obtener series confiables. b. Anlisis HidromtricoLas inconsistencias pueden darse a uno o ms de los siguientes fenmenos: cambio en el mtodo de recoleccin de la informacin, cambio en la ubicacin de la seccin de aforo, cambio en el almacenamiento superficial, cambio en el uso del agua en la cuenca. Estas inconsistencias pueden detectarse mediante curvas doble msicas, en forma similar al caso de precipitaciones.Mximas avenidas.Se entiende por mxima avenida como un caudal muy grande de escorrenta superficial que sobrepasan la capacidad de transporte del canal generando la inundacin de tierras. En los estudios de crecientes se analizan las magnitudes de los caudales mximos extraordinarios y la frecuencia con que ocurren. Junto con los anlisis de las avalanchas son importantes en los diseos de puentes, drenajes y obras de control de inundaciones.

Los daos causados por las avenidas son de dos tipos: Unos causados por la fuerza de la corriente durante la crecida (accin dinmica), tal como la erosin de la base de una estructura, como un puente; el otro tipo de dao est en el desborde de las aguas, que produce las inundaciones.

Las inundaciones traen, como es sabido problemas de toda ndole en diversas reas de la actividad humana. Para la prevencin de inundaciones se aplica al efecto del fenmeno en la formacin de la correspondiente descarga, conllevando a un pronstico de estado futuro de alturas o caudales, asociados al instante de ocurrencia de los mismos, con la finalidad de prevenir los efectos negativos que vengan a acontecer.Anlisis de Mximas AvenidasDepende de la existencia de informacin de caudales mximos, de la precipitacin, de caractersticas de la cuenca y de precipitacin de cuencas vecinas, de comportamiento hidrolgico similar. En funcin a lo cual se podr aplicar los mtodos siguientes: Mtodos DirectosSegn Villn (2002), es un mtodo hidrulico, llamado de seccin y pendiente, en el cual el caudal mximo se estima despus del paso de una avenida, con base en datos especficos obtenidos en el campo, como secciones transversales, pendiente, coeficiente de rugosidad n de manning. Mtodos EmpricosExiste una gran variedad de mtodos empricos, en general se derivan del mtodo racional, tienen una gran difusin, pero pueden involucrar grandes errores, ya que el proceso de escurrimiento, es muy complejo para resumirlo en una frmula de tipo directo en la que intervienen el rea de la cuenca y un coeficiente de escurrimiento. Entre estos mtodos encontramos: Mtodo racional, Mtodo Mac Math, Mtodo de Burkli- Zieger, Frmula de Kresnik.c. Mtodos Hidrolgicos.El mtodo del hidrograma Unitario, que fue propuesto por Sherman en 1932, tiene por objeto determinar el hidrograma de escorrenta superficial a la salida o punto de desage de una cuenca, a partir de los hidrogramas correspondientes a las tormentas caractersticas cadas sobre la misma. De lo que se trata de establecer la relacin entre la precipitacin y la descargas generadas por sta, bajo la hiptesis de queprecipitaciones iguales producen hidrogramas iguales.d. Estadsticos-ProbabilsticosLos mtodos estadsticos, se basan en considerar que el caudal mximo anual, es una variable aleatoria que tiene una cierta distribucin. Para utilizarlos se requiere tener como datos el registro de caudales mximos anuales, cuanto mayor sea el tamao de registro, mayor ser tambin la aproximacin del caudal de diseo, el cual se calcula para un determinado perodo de retorno.

Por lo general, en los proyectos donde se desea determinar el caudal de diseo, se cuenta con pocos aos de registro, por lo que la curva de distribucin de probabilidades de los caudales mximos, se tiene que prolongar en su extremo, si se quiere inferir un caudal con un perodo de retorno mayor al tamao del registro. El problema se origina en que existen muchos tipos de distribuciones que se apegan a los datos, y que sin embargo, difieren en los extremos. Esto ha dado lugar a diversos mtodos estadsticos, dependiendo del tipo de distribucin que se considere. Mtodos. Gumbel, Nash, Levediev, Gumbel y Nash consideran una distribucin de valores extremos, con la nica diferencia, que el criterio de Nash es menos rgido que el de Gumbel, pues permite ajustar la distribucin por mnimos cuadrados. Por otra parte, Levediev considera una distribucin Pearson Tipo III. En forma prctica, se recomienda escoger varias distribuciones y ver cual se ajusta mejor; este requiere que tengan los datos necesarios para poder aplicar alguna prueba estadstica, como la prueba de bondad de ajuste.Periodo de Retorno y RiesgoSi en un determinado lugar existe una serie de valores observados de 30 aos tiene la probabilidad de ser igualadas o superadas una vez cada 30 aos aproximadamente, segn las leyes clsicas de la probabilidad.

Si las necesidades del proyecto exigen; por ejemplo un perodo de 500 aos o ms, estamos delante de un problema de extrapolacin de datos histricos. El periodo de retorno T o perodo de ocurrencia de la inundacin (o tiempo de ocurrencia) se define, entonces, como el tiempo medio en aos, en que esa inundacin es igualada o superada por lo menos una vez (Recopilacin del curso de Erosin y Transporte de Sedimentos. UNSCH-Ayacucho, 2003).

En la actualidad podran ser usados tres tipos de mtodos para la determinacin de la descarga del proyecto de una obra, abarcando las diversas posibilidades que se presentan para enfrentar el problema: mtodos estadsticos, mtodos hidrometeoro lgicos, otros mtodos (frmulas empricas).Anlisis de Riesgos por Inundaciones El anlisis de riesgos por inundaciones tendr por objetivo la clasificacin de las zonas inundables en funcin del riesgo y la estimacin, en la medida de lo posible, de las afecciones y daos que puedan producirse por la ocurrencia de las inundaciones en el mbito territorial de la planificacin, con la finalidad de prever diversos escenarios de estrategias de intervencin en casos de emergencia.

En el anlisis de riesgos por inundaciones se considerarn como

mnimo, adems de la poblacin potencialmente afectada, todos aquellos elementos (edificios, instalaciones, infraestructuras y elementos naturales o medio ambientales), situados en zonas de peligro que, de resultar alcanzados por la inundacin o por los efectos de fenmenos geolgicos asociados, pueda producir vctimas, interrumpir un servicio imprescindible para la comunidad o dificultar gravemente las actuaciones de emergencia.

En la estimacin de la vulnerabilidad de estos elementos se tendrn en cuenta sus caractersticas, las zonas de peligro en que se encuentran ubicados y, siempre que sea posible, las magnitudes hidrulicas que definen el comportamiento de la avenida, principalmente: Calado de las aguas, velocidad de stas, caudal slido asociado y duracin de la inundacin. Las zonas inundables se clasificarn por razn del riesgo en la forma siguiente:

Zonas A, de riesgo alto. Son aquellas zonas en las que las avenidas de cincuenta, cien o quinientos aos producirn graves daos a ncleos de poblacin importante. Tambin se considerar zonas de riesgo mximo aquellas en las que las avenidas de cincuenta aos producira impactos a viviendas aisladas, o daos importantes a instalaciones comerciales o industriales y/o a los servicios bsicos.

Dentro de estas zonas, y a efectos de emergencia para las poblaciones, se establecern las siguientes sub zonas:Zonas A-1. Zonas de riesgo alto frecuente. Son aquellas zonas en las que la avenida de cincuenta aos producir graves daos a ncleos urbanos.Zonas A-2. Zonas de riesgo alto ocasional. Son aquellas zonas en las que la avenida de cien aos producira graves daos a ncleos urbanos.

Zonas A-3. Zonas de riesgo alto excepcional. Son aquellas zonas en las que la avenida de quinientos aos producira graves daos a ncleos urbanos.

Zonas B de riesgo significativo. Son aquellas zonas, no coincidentes con las zonas A, en las que la avenida de los cien aos producira impactos en viviendas aisladas, y las avenidas de perodo de retorno igual o superior a los cien aos, daos significativos a instalaciones comerciales, industriales y/o servicios bsicos.

Zonas C de riesgo bajo. Son aquellas, no coincidentes con las zonas A ni con las zonas B, en las que la avenida de los quinientos aos producira impactos en viviendas aisladas, y las avenidas consideradas en las mapas de inundacin, daos pequeos a instalaciones comerciales. 3.4 Modelos Los modelos que son usados en el aprovechamiento de los recursos hidrulicos se pueden dividir en dos categoras:

Modelos fsicos

Modelos Abstractos

Los primeros incluyen modelos a escala reducida, tal como un modelo hidrulico de vertedero de una presa y modelos anlogos.

Los modelos abstractos representan el sistema en forma matemtica. La operacin del sistema se describe por medio de un conjunto de ecuaciones que relacionan las variables de entrada y de salida. Estos modelos incluyen los modelos de simulacin y los modelos de planificacin y manejo.

Los modelos de simulacin se clasifican en tres tipos, que son:

Modelos Paramtricos

Modelos Estocsticos y

Modelos Numricos.Modelos Para mtricosSon modelos determinsticos en donde el sistema hidrolgico est representado por una serie de formulaciones matemticas que describen la respuesta del sistema o de una parte de l, a los datos de entrada. Los procesos fsicos tales como infiltracin, evapotranspiracin, escurrimiento, interflujo, flujo subterrneo y escorrenta, estn expresados como una relacin funcional que responde a ciertos datos de entrada, como son la precipitacin y la evaporacin.Modelos Estocsticos.A diferencia de los modelos determinsticos, stos se basan en los conceptos del anlisis estadstico, en donde el fenmeno es considerado como una variable probabilstica o aleatoria. Estos modelos usan instrumentos tales

como: Anlisis probabilstico

Anlisis de frecuencia

La correlacin y la auto correlacin.Modelos NumricosEn estos se simula el comportamiento del sistema en base a las leyes fsicas que lo rigen. Esencialmente estos modelos se basan en la solucin de las ecuaciones que relacionan las variables del sistema con el tiempo, utilizando tcnicas numricas tales como; diferencias finitas o elementos finitos (Recopilacin del curso de Erosin y Transporte de Sedimentos. UNSCH-Ayacucho, 2003).3.5 Software de Anlisis Hidrulico HEC-RAS

DefinicinEl HEC-RAS (River Analysis System) es un programa cuya principal funcin es la delineacin de planicies de inundacin, es decir de calcular el nivel del agua en cada seccin transversal en el tramo de un ro o canal artificial. En la actual versin el flujo puede ser permanente o no permanente. Adems de calcular los niveles en cada seccin, el HEC-RAS tiene la capacidad de calcular la socavacin en los elementos de apoyo de un puente para el diseo de la cimentacin de los mismos. El ingreso de datos es sencillo porque las ventanas en entorno Windows permiten introducir los datos de manera ordenada. (Hydrologic Engineering Center 3.0).

Permite considerar en los clculos los efectos de diversos tipos de obstruccin y mejoras en las zonas de inundacin tales como diques, puentes, cunetas y alcantarillas, presas y otras estructuras, es aplicable a la gestin de llanuras de inundacin y estudios de seguridad ante avenidas, en cuanto permite evaluar las intromisiones en las zonas inundables.Fundamento TericoEl HEC-RAS y su antecesor, el HEC-2, utilizan el mtodo del paso estndar para el clculo de los niveles de agua en cada seccin transversal. Para stos es necesario conocer las secciones transversales, la distancia entre las secciones transversales, el coeficiente de Manning en cada porcin de cada seccin transversal, el caudal de diseo y la condicin de borde. Si el flujo es sub-critico, la condicin de borde a usar es aguas abajo, si el flujo es supercritico, la condicin de borde a usar es aguas arriba. En un tramo slo es necesario conocer una condicin de borde, a menos que el flujo sea mixto. En este caso, se debe contar con una condicin de borde aguas arriba y otras aguas abajo.

El Mtodo de Paso DirectoEl mtodo de paso directo se basa en la ecuacin de la energa. Se deben tener en cuenta las siguientes premisas:

No existe variacin de caudal en el tramo. Si existe variacin de caudal, debe dividirse el canal en tramos que transporte el mismo caudal.

La pendiente del canal es pequea (menor a 10) La pendiente de la lnea de energa puede calcularse usando la ecuacin de manning.

El flujo es gradualmente variado (no ocurre una disipacin violenta de energa).

El flujo es permanente.Nuevas Opciones del Hec Ras 3.1.1Ahora el Hec-Ras tiene la capacidad para modelar hielo flotante as como tambin obstruccin dinmica del hielo. Tiene una opcin para inspeccionar datos contenidos en un archivo HEC-DSS. Esta opcin permite al usuario plotear grficamente o tabular datos contenidos en DSS. Cuenta con curvas internas de clasificacin que define una curva de clasificacin a cualquier seccin transversal. Durante los clculos, el programa tomar la superficie del agua de la curva de clasificacin y calcula un valor, y el nmero de perfiles permitido se ha aumentado desde 15 a 100. Permite exportar lneas de superficie de las secciones transversales al archivo GIS. El usuario puede girar el grfico en tres dimensiones mientras se observa la imagen ampliada de una parte del sistema fluvial. La versin vieja automticamente bloqueaba cuando se intentaba esto. Y otras opciones que se detallar en la ejecucin del estudio.Limitaciones del Hec Ras 3.1.1As como se ha mejorado en muchos aspectos, el Hec Ras todava tiene limitaciones, como por ejemplo, slo trabaja con flujo estacionario por lo que no permite definir un hidrograma de crecida. Falta la rutina para calcular lasocavacin y transporte de sedimentos, no visualiza el resultado de dos o ms planes simultneos ni observar el nmero de estacin en la vista XYZ.

CAPITULO IVIV. SITUACIN ACTUAL Y CARACTERISTICAS DE LA ZONA EN ESTUDIO

4.1 ClimaPara el anlisis del clima en el rea de estudio se ha tomado como estacin representativa la estacin climatolgica Ordinaria de Andahuaylas esta informacin fue adquirida del Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI).4.1.1 Elementos Meteorolgicosa) Precipitacin

Para el estudio se ha procesado la precipitacin total mensual, registradas en las estaciones de Andahuaylas, Abancay y Uripa, dichos parmetros se han obtenido del Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrolgica (SENAMHI). La micro cuenca, no cuenta con registros de precipitacin, debido a esta limitante se regionaliz mediante la ecuacin poli nmica de segundo grado, se determin asociando la relacin entre la precipitacin total anual y la altitud de las estaciones antes indicadas.

Donde:P = Precipitacin Total Anual, en mm.

H = Altitud, en m.s.n.m.

Cuadro N 4. 1

ESTACIONES CERCANAS

EstacinPeriodoPrecipitacinAltitud

Total Anual

Andahuaylas1991-2005674.212866

Abancay1964-1978617.402750

Uripa1964-1978956.403280

Grfico N 1

Precipitacin Total Anual

La precipitacin total anual, vara entre 454.20mm (1992) a 849.10mm (2001); del mismo modo la precipitacin media anual mnima y mxima es de 37.85mm (1992) y 70.76mm (2001), respectivamente.

De los 15 aos de serie histrica generada, se determin que el promedio total anual y media anual de las precipitaciones, es de 672.13mm y 56.01mm respectivamente (Cuadro 4.2).

Cuadro N 4.2

Precipitacin Total Mensual Generada en mm (1991-2005)

MesesEne.Feb.Mar.Abr.May.Jun.Jul.Ago.Set.Oct.Nov.Dic.PP

Total

AnualPP

Media

Anual

1991129.1073.10135.0034.0049.2022.503.201.4016.3045.6054.3046.80610.5050.88

199264.40112.4054.3012.000.0015.6011.2045.9021.8037.3041.7037.60454.2037.85

1993152.60106.5079.2545.2039.602.0010.0044.0038.1090.1057.15134.00798.5066.54

1994127.50120.80104.2049.701.300.000.205.008.8024.9072.6090.30605.3050.44

1995117.20102.60170.5032.402.808.1020.706.708.8023.8035.0062.30590.9049.24

1996164.70166.00117.5055.0011.0010.004.5037.8024.0034.0045.1030.40700.0058.33

1997160.00143.70110.4039.5014.502.202.8053.7033.3032.9084.2053.50730.7060.89

1998160.0182.4084.9051.000.106.001.501.203.2042.4047.5067.50547.8045.65

1999112.60156.10126.2046.007.203.5013.500.5084.6034.6037.4085.60707.8058.98

2000127.30196.80122.0020.705.8023.5020.0017.1021.40112.3040.2097.40804.5067.04

2001199.70109.10153.4028.3073.1010.2019.5030.0030.8037.0059.1098.90849.1070.76

200274.00124.60126.1038.8029.003.9030.9021.3048.2044.9061.2099.70702.6058.55

2003109.10145.00142.0059.5016.6011.204.3036.7050.0024.7028.8093.90721.8060.15

200499.80129.3070.8054.5010.2011.9039.4017.6038.1031.7054.80113.10671.2055.93

200583.8071.30112.5018.503.300.0012.306.8026.0091.8054.70106.10587.1048.93

Media125.46122.60113.9439.0117.588.7112.9321.7130.2347.2051.5881.14672.1356.01

Grfico N 2

La precipitacin promedio mensual oscila entre 8.71mm (Junio) a 125.46mm (Enero), respectivamente.

Cuadro N 4.3

Precipitacin Promedio Mensual Generado en mm (1991-2005)

MesesPrecipitacin promedio mensual (mm)

Enero125.46

Febrero122.65

Marzo113.94

Abril39.01

Mayo17.58

Junio8.71

Julio12.93

Agosto21.71

Septiembre30.23

Octubre47.20

Noviembre51.58

Diciembre81.14

Media56.01

Grfico N 3

La precipitacin promedio mxima mensual flucta entre 23.50 mm (Junio) a 199.70 mm (Enero), mientras que la precipitacin mnima mensual vara entre 0 mm (Mayo y Junio) a 71.30 (Febrero). (Ver Cuadro y Grfico).

Cuadro N 4.4

Precipitacin Promedio Mxima y Mnima Mensual en mm (1991-2005)

MesesPP Promedio mxima mensualPP Promedio mnima mensual (mm)

Enero199.7064.40

Febrero196.8071.30

Marzo170.5054.30

Abril59.5012.00

Mayo73.100.00

Junio23.500.00

Julio39.400.20

Agosto53.700.50

Septiembre84.603.20

Octubre112.3023.80

Noviembre84.2028.80

Diciembre134.0030.40

Grfico N 4

La precipitacin promedio mxima anual oscila entre 112.40 mm (1992) a 199.70 mm (2001), en tanto, el promedio mnima anual oscila entre 0.00 mm (1992,1994 y 2005) a 10.20 mm (2001 y 2004), respectivamente.

Cuadro N 4.5

Precipitacin Promedio Mxima y Mnima Anual en mm

(1991-2005)AoPP PromedioPP Promedio

MximaMnima

Anual (mm)Anual (mm)

1991135.001.40

1992112.400.00

1993152.602.00

1994127.500.00

1995170.502.80

1996166.004.50

1997160.002.20

1998160.100.10

1999156.100.50

2000196.805.80

2001199.7010.20

2002126.103.90

2003145.004.30

2004129.3010.20

2005112.500.00

Grfico N 5

b) Temperatura

La temperatura, es elemento meteorolgico cuya variacin esta ligada al factor altitudinal. En la estacin Andahuaylas, la temperatura media puede considerarse como semi frgida oscilando entre los 11.09 C y los 15.10 C. Se puede apreciar que el rgimen de las temperaturas medias mensuales tiene pocas oscilaciones a lo largo del ao. Con respecto a los valores mensuales de temperaturas extremas, se pueden notar una oscilacin amplia en estas dos temperaturas; as el promedio mensual mximo mas alto corresponde al mes de Noviembre en la estacin de Andahuaylas (24.8 C) y la mnima al mes de Julio (-0.8 C) a una altitud de 2944 msnm. A mayor altitud, se estima que la temperatura es menor en promedio y que por lo menos hasta 3600 msnm, la temperatura promedio se mantiene por encima de 0 C, lo que permite establecer cultivos en secano, adecuados a las caractersticas climticas de la Micro cuenca.Cuadro N 4.6

Datos Promedios Meteorolgicos de la Estacion AndahuaylasVARIABLEMESES

Ene.Feb.MarAbrMayJunJulAgoSepOctNovDic

Tmx Abs (C)22.822.821.922.822.321.921.923.023.424.624.824.3

Tmin Abs (C)5.25.15.52.10.9-0.7-0.80.21.82.43.34.3

Tmed (C)14.214.013.813.512.411.411.011.913.314.415.114.7

Pmed(mm)121.1114.7101.439.916.67.56.313.131.541.051.365.4

HR med (%)74.576.878.774.872.971.971.371.169.969.166.372.4

Cuadro N 4.7

Temperatura Promedio Mensual en C

MesesTemperatura promedio mensual en C

Enero14.27

Febrero14.03

Marzo13.85

Abril13.52

Mayo12.49

Junio11.48

Julio11.09

Agosto11.92

Septiembre13.31

Octubre14.44

Noviembre15.16

Diciembre14.71

Grfico N 6

La temperatura promedio anual, vara entre 13.10C (2004) a 14.34C (1998), mientras, la temperatura promedio anual de los 34 aos de serie histrica es de 13.36 C.

Cuadro N 4.8AoTemperatura promedio anual C

199613.12

199713.26

199814.34

199913.15

200013.19

200113.21

200213.25

200313.32

200413.10

200513.60

Grfico N 7

c) Humedad Relativa

De acuerdo al registro de la estacin Andahuaylas, se aprecia que la humedad relativa en la zona de la Micro cuenca Chumbao se mantiene con poca variacin durante todo el ao (70% aproximadamente). Esto significa que, la Micro cuenca Chumbao, presenta un considerable grado de humedad ambiental, que favorece la presencia de precipitaciones ligeras durante todo el ao y bajo evaporacin y evapotranspiracin.

Humedad Relativa Media (HR)

Este dato se tomo de la estacin de Andahuaylas que corresponde al periodo 1996 al 2005, los promedios anuales vari entre 70.78% y 86.06%. Asimismo se aprecia que la humedad relativa ms alta se registr en el mes de marzo, con 81.63%, mientras que el valor promedio ms bajo se registr en el mes de Septiembre, con 70.72%.

Cuadro N 4.9Humedad Relativa Media Mensual (%)

MesesEneFebMarAbrMayJunJulAgoSepOctNovDicMedia

199677.0481.0078.2679.1274.0567.0766.0072.2467.6567.7065.9670.3272.20

199775.2777.6876.7074.5772.9067.7267.5472.8065.8667.6572.1474.1672.08

199878.2579.1378.1376.4165.9568.8565.2967.2863.6368.2067.0771.2270.78

199974.1379.9181.5479.4476.3171.9366.4862.8167.9269.8066.1772.8372.44

200079.7779.3483.2573.7874.0472.5271.4568.9066.1772.8859.2269.9572.61

200181.7280.7783.1376.6476.5275.2274.3168.2871.2269.6369.7771.7474.91

200273.9582.6181.1178.8581.9584.4686.2384.9585.6085.6584.7684.0082.84

200385.0887.5688.9787.2688.2185.8686.4787.1682.7181.3183.4088.7086.06

200488.0183.7080.2682.4578.5079.7876.3873.9369.2773.5870.1376.8577.74

200573.0375.1084.9783.8780.6983.1284.3779.4667.1670.1477.8080.7478.37

Media78.6280.6881.6379.2476.9175.6574.4573.7870.7272.6571.6476.0576.00

Fuente: SENAMHI. Estacin Andahuaylas

Cuadro N 4.10Evapotranspiracin Potencial Mensual (mm)

MesesEneFeb.MarAbr.May.Jun.Jul.Ago.Sep.Oct.Nov.Dic.

Ra(Radiacin)16.6516.3515.3613.8612.2711.4211.7913.0214.5615.8216.4316.55

Temp. Media (C)14.2714.0313.8513.5212.4911.4811.0911.9213.3114.4415.1614.71

HR(Humedad)0.790.810.820.790.770.760.740.740.710.730.720.76

EL(Altitud)294429442944294429442944294429442944294429442944

n(N das del mes)31.0028.0031.0030.0031.0030.0031.0031.0030.0031.0030.0031.00

ETP90.8776.0276.6870.3865.6158.5563.1272.7687.2598.24102.8597.01

4.2 Geologa

Los suelos que conforman la Micro cuenca Chumbao, en general se caracterizan por ser depsitos aluviales, constituidos de clastos redondeados, como consecuencia del arrastre de las aguas.

Los bordes en ambas mrgenes del Ro Chumbao, estn formado por suelos cohesivos y material de prstamo, que son fcilmente arrastrados por el caudal del ro, en sus mximas avenidas.

4.3 Diagnstico Actual del Cauce.

La Micro cuenca del Ro Chumbao tiene relieve variado y por ende tiene influencia sobre los factores meteorolgicos e hidrolgicos en el valle, pues la velocidad de la escorrenta esta determinada por la pendiente de la micro cuenca, mientras que la temperatura, precipitacin y la evaporacin son funcin de la altitud de la micro cuenca. El cauce del ro es variado y amplio que va desde los 7.5 metros en lugares de la cuenca alta como en la zona de Ccollahuacho - San Jernimo hasta 51.50 metros en las partes bajas como la zona de Andahuaylas - Salinas Talavera, que por tener taludes de escasa altura y pendiente baja somete a riesgo permanente a las reas agrcolas, las bocatomas de los canales de riego ubicadas en ambas mrgenes, red vial y poblacin colindante a la Faja Marginal. As mismo existen en ciertos tramos, algunas estructuras provisionales como bolsas de arena, piedras inestables acumuladas y otras zonas con defensas vivas, defensas de tierra, gaviones; por lo cual se requieren de obras ms estables. Existe erosin de las riberas u orillas del ro en muchos tramos, en algunos tramos adyacentes a la carretera AndahuaylasTalavera se ha depositado relleno con material de desechos de construccin, lo cual es un peligro ante una avenida mxima, ocasionando daos a las riberas del ro y estructuras de captacin y propiedades marginales. En forma general, varios lugares a lo largo de los 18 km. se veran perjudicados ante un incremento de caudales, afectando tanto a los bosques, terrenos de cultivo, red vial y poblacin colindante, entre otras estructuras hidrulicas como las bocatomas de los canales de derivacin que se encuentran en ambas mrgenes del ro, interrumpiendo los respectivos planes de cultivo y produccin.CAPITULO V

IV. ESTUDIO DE LA CUENCA Y DELIMITACION DE LA FAJA MARGINAL

5.1 Aspecto Topogrfico:Se realiz el levantamiento topogrfico a lo largo de los 18 Km. de seccin longitudinal del ro, cuyo objetivo principal es levantar con precisin la configuracin del terreno, con lo cual se ha elaborado o diseado los planos topogrficos a curvas de nivel, plano en planta de la faja marginal, definicin del eje del ro, secciones transversales del cauce del ro. Ver en los planos adjuntos que forma parte del expediente. Trabajo que ha sido programado y planificado por el ATDR en coordinacin con las autoridades e instituciones participantes tanto en los trabajos de campo, gabinete, control y supervisin del proceso. El punto de partida escogido es la zona de Piscigranja salto grande donde est pintado en una roca grande el BM, cuyas coordenadas UTM son 8486359 N, 680732 E y su cota es 3242 msnm. (Puntos coordenados obtenidos con el GPS Trimble de PETT).

El instrumento utilizado para el levantamiento topogrfico, fue la Estacin Total Electrnica SOKKIA SET 330R y 3 Prismas equipo de Ingeniera del PETT. Debido a que el punto BM Inicial km 0+00 esta georeferenciado con coordenadas UTM conocidas, se procedi al levantamiento de informacin con dichas coordenadas; adicionalmente se tomaron las coordenadas topogrficas en caso de hacer uso de las Poligonales.

En la toma de informacin se estacion el equipo de Estacin Total en puntos estratgicos de las zonas de mayor elevacin, para levantar los puntos para obtener resultados exactos y realizar el trabajo en forma rpida; a lo largo de los 18 Km. de seccin longitudinal del ro, llegando al punto final ubicado en el puente Orcconmayo cuyas coordenadas halladas son 8492180N 667526E y su cota topogrfica es 2759 msnm. Se pudo definir tres zonas importantes la zona alta, media y baja, en la parte media esta los distritos ms importantes o sea la zona urbana donde existe problemas de invasin de rea intangible, contaminacin y degradacin del ro, de los 18 km, 7 km corresponde a San Jernimo, 5+700 km a Andahuaylas y 5+300 km a Talavera.

Caractersticas fsicas del cauce y obras hidrulicas existentes;Entre las caractersticas fsicas del ro podemos describir, el ancho, obras de arte, bocatomas, puentes, muros de contencin, gaviones obras de defensa riberea, construcciones y en todo el trayecto podemos indicar:

Progresiva 0+000 el cauce del ro es de 12 m., al costado del margen izquierdo existe la piscigranja Salto Grande, en la progresiva 1+000 el cauce del ro es de 11 metros, en la progresiva 1+080 km., existe una bocatoma de canal en el margen derecho que sirve a la comisin de regantes, en la progresiva 1+120 km en el margen izquierdo existe otra bocatoma del canal Pucapampa, en la progresiva 2+000 el ancho del ro es de 9 metros, en la progresiva 2+320 existe otra bocatoma Suylluacca escorial en el margen izquierdo del ro con muro de concreto de 31 metros lineales, en la progresiva 3+000 el cauce del ro es 16 m., en la progresiva 4+000 el cauce del ro es 12 m., en la progresiva 5+000 el cauce del ro es 9 m., en el km 5+540 existe una bocatoma del canal Pochccota escorial, en la progresiva 6+000 el cauce del ro es 16 m., en la progresiva 6+120 a 6+220 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 95 m., en la progresiva 6+230 a 6+340 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 93 m., en la progresiva 6+420 existe un riachuelo Uchuran tributario del ro Chumbao ubicado en el margen derecho, en la progresiva 6+620 a 6+680 existe un muro de concreto ciclpeo con longitud de 54 m., en el margen derecho, en la progresiva 6+700 a 6+800 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 89 m., en la progresiva 6+860 a 6+980 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 113 m., en la progresiva 7+000 el cauce del ro es 21 m., en la progresiva 7+040 a 7+100 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 51 m., en la progresiva 7+140 a 7+400 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 236 m., por debajo del Ministerio de agricultura y cuartel de cabitos, hasta la avenida Cesar Ramos Velsquez, en la progresiva 7+780 a 8+020 existe un muro de concreto ciclpeo en el margen derecho de 237 m., en la progresiva 8+000 el cauce del ro es 18 m., en la progresiva 8+360 a 8+740 existe un muro de concreto armado en el margen derecho de 376 m., existe un puente colonial en la progresiva 8+740 de esta a la progresiva 9+320 existe un muro de concreto armado en ambas mrgenes de 565 m., en la progresiva 9+000 el cauce del ro es 12 m., en la progresiva 9+340 existe la bocatoma San Miguel en el margen derecho, en la progresiva 9+420 a 9+660 existe un muro de concreto armado al margen izquierdo de 238 m., en la progresiva 10+000 el cauce del ro es 26 m., perpendicular a la calle Alipio Ponce, en la progresiva 10+300 existe una bocatoma Calicanto al margen derecho, en la progresiva 10+520 a 10+720 existe un muro de gavin en el margen derecho de 183 metros, en la progresiva 11+000 el cauce del ro es 24 m., en la progresiva 11+060 existe una bocatoma Chunopampa en el margen derecho cerca al puente Salinas, en la progresiva 12+000 el cauce del ro es 28 m., en la progresiva 11+080 a 12+340 existe un muro de gavin en el margen derecho de 245 m., y en el margen izquierdo existe un muro de gavin de 290 m., ejecutado por PERPEC INRENA IRH, en la progresiva 12+720 hay una bocatoma Chacullimoyocc en el margen derecho, en la progresiva 13+000 el cauce del ro es de 23 m., en la progresiva 13+800 a 13+900 existe un muro de gavin en el margen izquierdo de 80 m., progresiva 14+000 el cauce del ro es 16 m., en la progresiva 14+240 existe una bocatoma del canal Santa Rosa en el margen derecho, progresiva 15+000 el cauce del ro es 14 m., progresiva 16+000 el cauce del ro es 9 m., progresiva 17+000 el cauce del ro es 12 m., progresiva 18+000 el cauce del ro es 15 m., altura puente Orcconmayo.5.2 Estudio HidrolgicoEl presente estudio corresponde al diagnstico fsico de una seccin de la Microcuenca del Ro Chumbao, correspondiente al rea de influencia sobre el proyecto Delimitacin de la Faja Marginal en 18 km.

Desde el punto de vista hidrogrfico, el Ro Chumbao tiene su origen en la cota 4080 msnm. de la confluencia de las Quebradas Antaccocha y Huancacuri, que a su vez tiene su origen en las lagunas de Antaccocha, Paccoccocha, Huachoccocha y Ccoriccocha. En la cota 4020 msnm., el ro recibe el aporte de la Quebrada Huampn y en la cota 3950 msnm recibe el aporte de la Quebrada Pampahuasi, proveniente de la laguna del mismo nombre.

Para el presente estudio se recogi informacin de:1. Cartografa

2. Hidrometeoro logia

3. Estudios anteriores.

Dentro de la informacin cartogrfica se incluyen los mapas con curvas de nivel a escalas entre 1:100.000, 1:5.000 y ploteo de planos a escala de 1:1000. En el aspecto hidrometeoro lgico se recolecta informacin sobre las variables del clima, la precipitacin, los caudales y niveles de las corrientes naturales y los sedimentos que transportan las corrientes. Por lo general esta informacin se recolecta en forma de SERIES DE TIEMPOS HISTORICOS, las cuales se procesan con mtodos estadsticos y probabilsticos para determinar regmenes medios y proyecciones futuras. Trabajos de campoLuego de analizar la informacin recolectada se est en capacidad de programar los trabajos de campo que permitan la complementacin de la informacin existente. Entre estos trabajos se cuentan la ejecucin de Levantamientos Topogrficos, la recoleccin y anlisis de datos de estaciones Climatolgicas y Pluviomtricas y la realizacin de Aforos.Anlisis de la informacin hidrolgicaTerminada la etapa de recoleccin se procedi al anlisis del clima, la precipitacin, los caudales y los sedimentos.Este anlisis se realiza de acuerdo con las necesidades del proyecto y hemos incluido los siguientes temas:Influencia del clima.Los valores medios de Temperatura, Humedad, Presin y Viento definen el clima de la zona de estudio.

En los proyectos de suministro de agua el clima influye decisivamente en la relacin que existe entre la Precipitacin y la formacin de los Caudales de las corrientes naturales. Esta relacin se expresa matemticamente por medio de la ecuacin del Balance Hidrolgico. Adems, el anlisis del rgimen climatolgico es una de las bases fundamentales del estudio de impacto ambiental en los proyectos de Ingeniera.

Precipitacin

Los estudios de la precipitacin analizan el rgimen de lluvias en la regin a partir de los datos de estaciones pluviomtricas existente.

El anlisis comprende la variabilidad de la precipitacin en el tiempo, su distribucin sobre el rea de estudio, la cuantificacin de los volmenes de agua que caen sobre la zona y las magnitudes y frecuencias de los aguaceros intensos. Caudal medio

El rgimen de caudales de una corriente est relacionado con las lluvias y con las caractersticas de su vertiente.Este rgimen define los estados de caudales mnimos, medios y mximos en los sitios que han sido seleccionados para captacin de agua o para construccin de obras hidrulicas, en este caso se tiene un punto de control de aforo, registro mensual de varios aos. La metodologa que se utiliza depende de la informacin disponible y de las necesidades del proyecto. Pueden utilizarse anlisis estadsticos y probabilsticos de series histricas de caudales o balances hidrolgicos.Balance Hidrolgico

El Balance Hidrolgico relaciona las variables que intervienen en el ciclo hidrolgico:

Precipitacin

Evapotranspiracin

Caudal Superficial

Almacenamiento superficial y subterrneo

Flujo de Agua subterrnea

Se aplica en todos los casos que tienen que ver con la distribucin de los recursos hidrulicos a nivel global, o en cuencas particulares. Es imprescindible en los estudios de regulacin de embalses y en los proyectos de suministro de agua para acueducto, riego y generacin hidroelctrica.

La ecuacin general del Balance Hidrolgico en una cuenca determinada tiene la siguiente forma:

P + Qa + G = ET + Q + dS P es la precipitacin en el perodo seleccionado.

Qa es el aporte superficial de cuencas vecinas.

G constituye el flujo neto de aguas subterrneas desde y hacia cuencas vecinas.

ET representa la evapotranspiracin real en la cuenca.

Q es el caudal superficial que sale de la cuenca que se analiza.

dS es el cambio en almacenamiento superficial y subterrneo. Incluye almacenamiento en cauces, embalses, suelo y acuferos. 5.2.1 Parmetros Fisiogrficos de la Microcuenca ChumbaoEstas caractersticas dependen de la morfologa (forma, relieve, red de drenaje, etc.), los tipos de suelos, la capa vegetal, la geologa, las prcticas agrcolas, etc. Estos elementos fsicos, proporcionan la ms conveniente forma de conocer la variacin en el espacio, de los elementos del rgimen hidrolgico.

5.2.1.1 rea de drenaje de la Microcuenca Chumbao

Es el rea plana (proyeccin horizontal) incluida dentro del lmite o divisoria de aguas. El rea de la Microcuenca, es el elemento bsico para el clculo de otras caractersticas fsicas y se ha expresado en Km2 y hectreas. Es importante mencionar que Microcuencas hidrogrficas con la misma rea, pueden tener comportamientos hidrolgicos completamente distintos, en funcin de los otros factores que intervienen.

rea = 317.43 Km2 31,743 has

Permetro = 116.28 Km.

5.2.1.2 Forma de la Microcuenca

Esta caracterstica es importante, debido a que influye en el valor del tiempo de concentracin, el cual es el tiempo necesario para que toda la cuenca contribuya al flujo, en la seccin de estudio, a partir del inicio de la lluvia o, en otras palabras, el tiempo que tarda el agua, desde los lmites de la cuenca para llegar a la salida de la misma. a. ndice de Gravelius o Coeficiente de Compacidad (Kc)

Es la relacin entre el permetro de la cuenca (Km) y la longitud de la circunferencia de un crculo de rea igual a la de la cuenca (km2).

En donde:

P: permetro de la Microcuenca, en km.

A: rea de drenaje de la Microcuenca, en km2

Este coeficiente es un nmero adimensional, que varia con la forma de la cuenca, independientemente de su tamao; cuanto ms irregular sea la cuenca, mayor ser el Coeficiente de Compacidad. Una cuenca circular posee un coeficiente mnimo, igual a uno y tiene mayor tendencia a las crecientes, en la medida en que este nmero sea prximo a la unidad. En el presente estudio, el coeficiente de compacidad es igual a 1.83 e indica que la Microcuenca puede presentar inundaciones, debido a que los tiempos de concentracin de los diferentes puntos de la Microcuenca, son relativamente similares, lo que conlleva a la mayor posibilidad de que se presenten grandes avenidas.

Factor de forma (Ff)Es la relacin entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud axial de la cuenca, se mide cuando se sigue el curso de agua ms largo, desde la desembocadura hasta la cabecera ms distante en la cuenca.

El ancho medio, B, se obtiene cuando se divide el rea por la unidad de longitud axial de la Microcuenca.

Ff=B/LB = A/L

Ff=A/L2Se tiene Ff = 317.43 / (18.9) 2

Ff = 0.88En donde:

B: ancho medio, en Km.

L: longitud axial de la Microcuenca, en Km.

A: rea de drenaje, en Km2.

Una Microcuenca con un factor de forma bajo esta menos sujeta a inundaciones que otra del mismo tamao pero con mayor factor de forma.

5.2.1.3 Sistema de Drenaje

Est constituido por el ro principal y sus tributarios.

a) Tipo de corrientes.- Una manera comnmente usada para clasificar los cursos de agua, es tomar como base la permanencia del flujo, con lo que se determina tres tipos: Perennes, que contienen agua durante todo el tiempo. Intermitentes, en general, escurren durante las estaciones lluviosas y se secan durante el perodo de estiaje. Efmeros, que existen apenas durante o inmediatamente despus de los periodos de precipitacin.b) Orden de corrientes.- Refleja el grado de ramificacin o bifurcacin dentro de la Microcuenca. Corrientes de primer orden: pequeos canales que no tienen tributarios.

Corrientes de segundo orden: cuando dos corrientes de primer orden se unen.

Corrientes de tercer orden: cuando dos corrientes de segundo orden se unen.

Corrientes de orden de n + 1: cuando dos corrientes de orden se unen.CUADRO N 5.1: ORDEN DE CORRIENTES DE LA MICRO CUENCA

OrdenMicro Cuenca

N de RosLongitud (Km)

1er88825.48

2do2451.48

3er839.41

4to215.07

512.02

Total123933.46

c) Densidad de Drenaje (Km/Km2)

La densidad de drenaje que la relaciona la longitud total de los cursos de agua, sobre el rea de la subcuenca en km, Su valor se obtiene de la siguiente relacin:

De la ecuacin ; Km/Km2

Donde:

Dd: Densidad de Drenaje

Li: Suma de la longitud de los ros de 1er, 2do, 3er y 4to Orden (Km.)

A: rea de la Micro cuenca (Km2)

Dd > 0.5 la Pp influye rpidamente en las descargas de la cuenca

Dd < 0.5 la Pp influye lentamente en las descargas de la cuenca

El valor Dd = 2.94, es un valor medio, que da una indicacin de lo bien drenada que se encuentra la Microcuenca.d) Extensin Media de escurrimiento Superficial

Es la distancia media en lnea recta que el agua precipitada tendr que recurrir para llegar al lecho de un curso de agua.

Se obtiene de la siguiente relacin:

De la ecuacin ; Tenemos: ; Es = 0.09 KmDonde:

Es: Extensin Media de escurrimiento Superficial

Li: Suma de la longitud de los ros de 1er, 2do,3er , 4to y 5to Orden (Km.)

A: rea de la Micro cuenca (Km2).Lo que indica que una lamina de agua deber recorrer una distancia promedio de 100m antes de llegar al curso principal de su sistema de drenaje.

e) Frecuencia de Ros

Es el parmetro que relaciona el total de los cursos de agua con el total de la Micro cuenca.Se obtiene de la siguiente relacin:

; ros/Km2Donde:

F(A): Frecuencia de quebradas

Nq: Numero de quebradas (nmero total de cursos de agua)

A: rea de la Micro cuenca (Km.)

5.2.1.4 Caractersticas del relieve de la Microcuenca

a) Curva Hipsomtrica

Es la representacin grfica del relieve de una cuenca. Representa el estudio de la variacin de la elevacin de las diferentes superficies de la cuenca, con referencia al nivel medio del mar. Esta variacin puede ser indicada por medio de un grfico, que muestre el porcentaje de rea de drenaje que existe por encima o por debajo de varias elevaciones. El cuadro N 5.4 muestra la distribucin de las reas con respecto a la altitud de la Microcuenca Chumbao y la Figura 8 la Curva Hipsomtrica.

b) Elevacin Media de la Cuenca

La variacin de altitud y la elevacin media de una cuenca, son tambin importantes, por la influencia que ejercen sobre la precipitacin, sobre las prdidas de agua por evaporacin, transpiracin y consecuentemente, sobre el caudal medio. Variaciones grandes de altitud conllevan a diferencias significativas en la precipitacin y la temperatura media, la cual a su vez causa variaciones en la evapotranspiracin. Para su clculo se ha utilizado la siguiente ecuacin:

Donde: E es la elevacin media, e elevacin media entre dos curvas de nivel consecutivas, a rea entre las curvas de nivel y A es el rea total de la cuenca. El proceso de clculo se muestra en el Cuadro N 5.2.Cuadro N 5.2

Calculo de la altura media de la Micro cuenca

Cota masCota masAltitud media de cadarea Parcial-(si)(hixsi)

BajaAltarea parcial-(hi)(Km2)Km

2750280027751.744828.50

28003000290023.4768063.00

30003200310035.79110949.00

32003400330044.11145563.00

34003600350053.62187670.00

36003800370042.18156066.00

38004000390024.1994341.00

40004200410027.33112053.00

42004400430040.89175827.00

44004600450017.4478480.00

4600480047005.9828106.00

4800499048950.693377.55

Total317.431165324.05

Polgonos de Frecuencia de altitudes

Es la representacin grfica, de la distribucin en porcentaje, de las superficies ocupadas por diferentes altitudes.

Calculo de la frecuencia de altitudes de la Microcuenca

Cuadro N 5.3Cota masCota masrea Parcial% rea Parcial entre

BajaAlta(Km2)Curvas de Nivel

275028001.740.55

2800300023.477.39

3000320035.7911.29

3200340044.1113.90

3400360053.6216.89

3600380042.1813.28

3800400024.197.62

4000420027.338.61

4200440040.8912.88

4400460017.445.49

460048005.981.88

480049900.690.22

Total317.13100.00

c) Pendiente de la Micro cuencaEsta caracterstica controla en buena parte la velocidad con que se da la escorrenta superficial, afectando por lo tanto, el tiempo que lleva el agua de la lluvia en concentrarse en los lechos fluviales, que constituyen la red de drenaje de las cuencas.

MTODO DE ALVORD:

m/m.d) Rectngulo Equivalente

Este ndice compara la influencia de las caractersticas de la cuenca sobre la escorrenta superficial.

La caracterstica ms importante del rectngulo equivalente, es que tiene igual distribucin de alturas que la curva hipsomtrica original de la cuenca.

Consiste en un rectngulo de rea igual a la de la cuenca, tal que el lado menor sea I y el lado mayor L. Se sitan las curvas de nivel paralelas a I, representando la hipsometra natural de la cuenca (fig. 8).

Para el clculo de los lados del rectngulo, se aplican las ecuaciones obtenidas en base al rea, permetro y coeficiente de compacidad de la micro cuenca.

P: permetro de la cuenca (km)

A: rea de la cuenca (km2)

Kc: coeficiente de compacidad o ndice de Gravelius

L y l: lados mayor y menor del rectngulo equivalente (km).Estas dos ltimas ecuaciones, representan las condiciones del rectngulo equivalente, dado que se tiene que conservar las caractersticas de rea y permetro de la cuenca.

e) Pendiente del Ro Chumbao.La velocidad de escurrimiento de las corrientes de agua, depende de la pendiente de sus canales fluviales. A mayor pendiente mayor velocidad.

Pendiente Equivalente Constante (S3).Este ndice viene a dar una idea sobre el tiempo de recorrido del agua, a lo largo de la extensin del perfil longitudinal del ro.

De acuerdo con las formulas de Manning y Chezzy:

V = K S1/2

V = L / T

T = L / (K S1/2)

L =34.997km.V : Velocidad del agua (m/s)

L : Longitud de recorrido de agua (m) T : Tiempo de recorrido del agua (s)

K : Constante (m/s)El tiempo recorrido vara en toda la extensin del curso de agua, como el recproco de la raz cuadrada de las pendientes. Dividiendo el perfil de la corriente en un gran nmero de trechos rectilneos, se tiene la raz cuadrada de la pendiente equivalente constante, la cual es la media armnica ponderada de la raz cuadrada de las pendientes, de los diversos trechos rectilneos, tomndose como peso, la longitud de cada trecho.

La media armnica de un conjunto de observaciones xi con i desde 1 hasta n es igual a:

S3 = 0.042 CUADRO N 5.4 DISTRIBUCION ALTIMETRICA DE AREAS DE LA MICROCUENCA CHUMBAO (Seccin de estudio)

1234567

Cotas (msnm)Cota media(msnm)Area (km2)AreaAcum(Km2)%Area(Km2)%AreaAcum(Km2)(2)x(3)

2750 - 280027751.741.740.010.554828.50

2800 - 3000290023.4725.210.077.9468063.00

3000 - 3200310035.7961.000.1119.22110949.00

3200 - 3400330044.11105.110.1433.11145563.00

3400 - 3600350053.62158.730.1750.00187670.00

3600 - 3800370042.18200.910.1363.29156066.00

3800 - 4000390024.19225.100.0870.9194341.00

4000 - 4200410027.33252.430.0979.52112053.00

4200 - 4400430040.89293.320.1392.40175827.00

4400 - 4600450017.44310.760.0597.9078480.00

4600 - 480047005.98316.740.0299.7828106.00

4800 - 499048950.69317.430.00100.003377.55

TOTAL317.431165324.05

FIGURA N 8 CURVA HIPSOMETRICA DE LA MICROCUENCA CHUMBAO

CUADRO N 5.5 PENDIENTE DEL RIO CHUMBAO(1)Cotas intervalo (msnm)(2)Distancia Cotas (m)(3)Dist. Horl Cotasli*(m)(4)Dist. Inclinada Cotas li**(m)(5)Dist. Inclin. Acum(m)(6)Pendiente por Segmento

Si (2)/(3)(7)Si 1/2(8)Ii** / Si

2600 - 280020062686271.196271.190.03190.178635107.46

2800 -300020080788080.4814351.670.02480.157351353.95

3000 - 320020036743679.4418031.110.05440.233315770.17

3200 - 340020023882396.3620427.470.08380.28948280.46

3400 - 360020032003206.2423633.710.06250.250012824.98

3600 - 380020030783084.4926718.200.06500.254912100.49

3800 - 400020034733478.7530196.950.05760.240014496.43

4000 - 420020025682575.7832772.730.07790.27919229.77

TOTAL------3272732772.73------------------159163.69

S3 = 0.04240

FIGURA N 9 RECTANGULO EQUIVALENTE5.3 Estudio de Hidrulica FluvialLa Hidrulica Fluvial combina conceptos de Hidrologa, Hidrulica General, Geomorfologa y Transporte de sedimentos. Estudia el comportamiento hidrulico de los ros en lo que se refiere a los caudales y niveles medios y extremos, las velocidades de flujo, las variaciones del fondo por socavacin y sedimentacin, la capacidad de transporte de sedimentos y los ataques contra las mrgenes. El planteamiento hidrulico del Proyecto fue definido tomando en cuenta las caractersticas y exigencias que presenta la topografa del ro y del punto de vista funcional y econmico. El detalle se describe a continuacin. El Ro Chumbao es regularmente caudaloso en poca de avenidas, ya que aguas arriba es alimentado por varias quebradas y lagunas aportantes, el material que transporta el agua es predominantemente arena, grava, limo y arcilla, del cual el limo y la arcilla en su mayora pasa en suspensin hacia el Ro Pampas, y posteriormente, luego de un largo viaje llega al ro Apurimac, ro ene y Amazonas; mientras que la arena y grava se sedimenta en el cauce y van quedando. De acuerdo a informacin de los habitantes y la evaluacin de marcas fsicas dejados por el agua en las riberas del ro, se conoce que en poca de avenidas, el agua sube a niveles variables de altura hasta 1.5 metros en promedio, llegando hasta 25 m3/segundo, inundando las riberas, terrenos agrcolas y construcciones.

Recurso Hdrico

El recurso hdrico que alimenta el rio Chumbao proviene de las lagunas de la parte alta y los afloramientos de manantes de la cuenca alta. Las lagunas son Pampahuasi, Antaccocha, Paccoccocha, Huachuaccocha y Ccoriccocha.5.3.1 Clculo de Caudal Mximo y dimensionamiento del espejo del agua.Para calcular el caudal mximo extraordinario, se tomaron como datos las huellas histricas dejadas en el terreno, proceso que se realiz en el seccionamiento transversal del ro a lo largo de los 18 Km. correspondientes, que constituy parte del trabajo de campo, para luego modelar mediante el programa HEC-RAS, en toda la seccin longitudinal del ro abarcado por el proyecto, el HEC.RAS, es un paquete integrado de programas de anlisis hidrulicos, en el cual se interacta con el sistema a travs del uso de una interfase grfica (GUI). El sistema es capaz de calcular el perfil de la superficie de agua de flujo permanente, incluye flujo no permanente, transporte de sedimentos y clculos para diseos hidrulicos. Se ha utilizado el programa HEC-RAS 3.0 en entorno Windows. El espejo de agua varia durante las pocas del ao y los meses, durante los meses lluviosos aumenta y en los meses secos baja, mantenindose un caudal mnimo incrementa slo con las descargas de aguas servidas de San Jernimo, Andahuaylas y Talavera, soportando un caudal mximo en pocas de lluvias de diciembre a marzo. En la figura 10 se muestra 6 secciones del ro Chumbao, estaciones 66 - 65 - 64 - 63 - 62 y 61, correspondiendo respectivamente a las progresivas 11+400 - 11+500 - 11+ 600 - 11+700 - 11+800 - 11+900, modelados en el programa HEC-RAS, con un caudal de 80 m3/s, en el que se observa que este caudal es el que corresponde a las huellas histricas dejadas en las mximas avenidas ordinarias. En el cuadro 5.6, se muestran datos del flujo en las seis secciones transversales tomadas, como son: velocidad, rea hidrulica, elevacin, pendiente, etc. Los datos de flujo sobre la seccin transversal ubicada en la estacin 64, se encuentran sombreados, en la figura 11 se muestra el detalle de dicha seccin.

FIGURA N 10 SECCIN DEL MODELAMIENTO HIDRULICO DEL RO CHUMBAO ( 80 m3/s)

Modelamiento en perspectiva X-Y-Z del Ro.

CUADRO N 5.6 PARMETROS DE FLUJO DE LAS SECCIONES MODELADASFIGURA N 4.4 SECCIN TRANSVERSAL MODELAMIENTO DEL RIO PARA 80 m3/s

Ingreso de datos geomtricos del Ro.

FIGURA N 11 SECCIN TRANSVERSAL DEL RO CHUMBAO

Seccin Transversal del Ro.

Estimacin de Caudales Mximos

Si se cuenta con registros de caudales

Mtodos estadsticos (anlisis de frecuencias), se hace uso de software especializado (Distrib 2, HydroFreq, etc).No se tiene registros de caudales

Se recurre a frmulas empricas o hidrometeorologicos como mtodo Racional, Hidrogramas unitarios sintticos, basados en registros de lluvias.

Tambin se puede recurrir al mtodo de seccin-pendiente.

En todo caso, los caudales estimados, deben ser confrontados con las caractersticas del cauce y con su capacidad de conduccin.

Las distribuciones tericas ms utilizadas son:

Pearson

Log pearson

Gumbel

Valores extremos generalizados (GEV)

Mtodo RacionalEste mtodo empez a utilizarse alrededor de la mitad del siglo XIX.

Es probablemente el mtodo ms ampliamente utilizado hoy en da para la estimacin de caudales mximos en cuencas de poca extensin.

A pesar de que han surgido crticas vlidas acerca de lo adecuado de este mtodo, se sigue utilizando debido a su simplicidad.La descarga mxima instantnea es determinada sobre la base de la intensidad mxima de precipitacin.

Q = Descarga pico en m3/seg.

C = Coeficiente de escorrenta

I = Intensidad de precipitacin en mm/hora, para una duracin igual