EEVALUACIÓNVALUACIÓN H HIDROLOGICAIDROLOGICA EE H HIDRAULICAIDRAULICA DELDEL A ARROYORROYO P PAVÓNAVÓN

1. Introducción Dada la emergencia hídrica actual que presenta la cuenca de aportes de la laguna la Picasa, y ante las dificultades de implementar alguna de las alternativas con salida al río Salado, la SSRH propuso una nueva alternativa con salida hacia el Río Paraná, a través del A. Del Medio o del A. Pavón.

La misma consiste en la derivación de caudales desde laguna La Picasa (mediante sistema de bombeo) hasta laguna de Quirno a través de un canal a cielo abierto y su prolongación hasta las inmediaciones de Hughes. A partir de este punto se plantean las variantes que consiste en vincular este reservorio con el Arroyo del Medio o bien su vinculación hasta el Canal Alcorta- Arroyo Pavón y finalmente su descarga en el Paraná. La ubicación general de la cuenca de aportes se presenta en el plano N° 1.

Los estudios, tienen por objeto realizar un conjunto de estudios hidrológicos e hidráulicos para determinar la factibilidad hidráulica de trasvasar los excedentes de la laguna La Picasa a la cuenca del A. Pavón.

El mismo fue desarrollado a partir de la información existente y a igual nivel del realizado en el A. Del Medio, para seleccionar una de las alternativas, la cual se ajustará posteriormente a nivel de anteproyecto.

2. Reconocimiento y relevamientos del área

A efectos de identificar los elementos hidrológicos característicos y puntos de control a ser utilizados en la modelación hidrológica, se relevaron las características geométricas de cauce principal y valle de inundación de los Arroyos Pavón, y Sauce y de los canales Alcorta y San Urbano.

Ante los objetivos del presente estudio se relevaron la ubicación y características geométricas e hidráulicas de las obras de arte localizadas sobre las principales vías de comunicación en el tramo comprendido entre desembocadura y las nacientes del A. Pavón y su prolongación en el A. Alcorta, en un recorrido de aproximadamente 100 km.

En el tramo comprendido entre nacientes de canal Alcorta y arroyo Pavón se determinaron 3 secciones de relevamientos geométricos. Las pendientes longitudinales se obtuvieron a partir de planchetas IGM en escala 1: 50.000.

En el tramo comprendido entre Canal San Urbano , arroyo del Sauce y desembocadura del A. Pavón se relevaron 7 secciones y obras de arte en rutas y caminos vecinales.

3. Determinación de la capacidad de conducción del cauce de A Pavón

El tramo relevado comprende al canal Alcorta-arroyo Pavón en una longitud de 96 km.

El perfil longitudinal del canal Alcorta – A. Pavón en su punto mas elevado tiene una cota de 90 metros IGM y en su intersección con la autopista Rosario –Buenos Aires le corresponde 20 metros. La pendiente es uniforme en todo su recorrido, con una media en dicho tramo de 70 cm/km y valores máximos y minimos comprendidos entre 2.7 m/km y 50 cm/km . (Plano N° 2)

Al igual que en los estudios realizados para la cuenca del Arroyo del Medio, para la determinación de la capacidad de conducción se siguió el criterio de considerar solo la sección del cauce principal o canal, sin considerar el valle de inundación.

Un detalle de las características geométricas y la capacidades de conducción estimadas en varios tramos para el cauce principal, sin que se produzcan desbordes, se presentan en la tabla N° 1

A manera de síntesis, se presentan en el cuadro adjunto, las capacidades de conducción en secciones características.

Progresiva(Km)

Cotas(m)

Secciones(m2)

Pendiente n Q(m3/seg) Observaciones

0 90 - - - - Inicio canal Alcorta22.2 70 10 0.00094 0.035 8.06 unión canal Alcorta- A. Pavón30 65 18.6 0.00076 0.035 10.41 ruta Nac. 177 M.Paz- Santa Teresa

53.35 47.5 26.4 0.00076 0.035 29.69 ruta Nac. 178. Sta Teresa- Pergamino58.95 43.75 26.4 0.00057 0.035 25.71 confluencia A. Pavón -A. Sauce73.35 35 42 0.00089 0.035 54.81 confluencia A. Pavón -A. Cabral79.45 30 60.3 0.00076 0.035 66.21 sección de aforos Cnl Bogado96.05 20 60.3 0.0006 0.035 59.04 sección autopista -Rosario-Bs.As

En los primeros 30 km de recorrido del cauce (desde inicio canal Alcorta hasta ruta 177), la capacidad de conducción es inferior a los 10 m3/seg , y en los siguientes 10 km la capacidad de conducción esta comprendida entre 10 y 15 m3/seg.

A partir de ruta 178 , en progresiva km. 53,35 la capacidad de conducción supera los 15 m3/seg (cifra estimada a importar según requerimientos de proyecto). Desde esta sección, localizada 5000 metros aguas arriba de la confluencia con el A. Sauce, y hasta su desembocadura en el río Paraná, el arroyo tiene una capacidad de conducción ampliamente superior a los 15 m3/seg.

4. Características fisiográficas e hidrológicas de la cuenca del A. Pavón

La cuenca del arroyo Pavón se encuentra al sur de la provincia de Santa Fe, en la denominada Pampa Ondulada y drena un área de 3244 km2. Está conformada por dos cursos principales: el del A. Pavón propiamente dicho y el del A del Sauce, uniéndose ambos cursos 43 km antes de su desembocadura en el Paraná en las inmediaciones de la ciudad de Villa Constitución.

El primero nace al sur de la localidad de Alcorta de la unión de dos cañadas denominadas Bajo Cardoso y del Pavón. La primera esta canalizada (C. Alcorta) y es por donde se analiza la factibilidad de importar agua desde el Sistema de La Picasa a través de un sistema de canales.

La otra subcuenca tiene anexada en su cabecera un área de aportes en forma artificial a la red hidrográfica natural mediante un sistema de canales. El principal emisario es el canal San Urbano que esta conectado al Arroyo del Sauce y entre las rutas N° 178 y 22-S confluye con el A. Pavón. En la cabecera de la cuenca, el relieve es muy plano con pendientes del orden de 0.30 m/km y actualmente se encuentra muy intervenida, siendo incrementada su área de drenaje a partir del canal San Urbano, que esta conectado al A. Sauce. Plano N° 2

En la parte media y baja, la red de escorrentía es organizada y jerarquizada, no presentando problemas de drenaje. La pendiente media a partir de la confluencia con el A. Sauce es de 0.70 m/km.

4. 1. Régimen de escurrimiento

En la cuenca del A. Pavón se dispone de registros continuos de niveles y caudales diarios de los últimos 13 años ( período1988-89 / 2001-02) correspondiente a la estación Cnl. Bogado (Fuente, Anuarios Hidrológicos SSRH). Dicho punto de medición está localizado próximo a su desembocadura.

Para la cuenca total, su módulo anual para el periodo es de 9.5 m3/seg con un valor máximo de 21.5m3/seg (1992-93) y un mínimo de 3.6 m3/seg (1996/97) (Gráfico N° 1).

En términos de volúmenes, los derrames anuales de la serie fluctúan entre 113 hm3 (año 96-97 ) a 680 hm3 (año 92-93), correspondiéndole una media de 300 hm3 para todo el periodo (Gráfico N° 2).

Gráfico N° 1. Caudales medios anuales A. Pavón

Gráfico N° 2 Derrames anuales A. Pavón La distribución mensual de caudales medios presenta valores máximos en octubre –noviembre (13.5 y 16.3 m3/s) en tanto los mínimos corresponden a los meses de julio – agosto (3.9 y 4.4 m3/s). Gráfico N° 3 Distribución anual de caudales medios mensuales

En la tabla adjunta se presentan los valores característicos del régimen de escorrentía para la serie 1988-2001.

Valores característicos Medio Máximo MínimoMódulo anual (m3/s) 9.5 21.5 3.6Derrame anual (Hm3) 298.6 676.6 113Caudal especifico (l/s/km2) 3.3 7.4 1.2Lamina de escorrentía (mm/año) 103 233 39Medio diario (m3/s) - 406 -

Para los objetivos del presente estudio resulta de interés determinar la permanencia de caudales a partir de la curva de frecuencias y duraciones de caudales.

Para la serie de 13 años de caudales medios diarios, el 60 % de los valores registrados de caudales es inferior a 4 m3/s en tanto el caudal medio característico (valor que es superado 180 días al año) corresponde a 3.5 m3/s.

4.2. Modelación hidrológica de la cuenca del A. Pavón

El escurrimiento de la cuenca del A. Pavón se compone de los aportes de dos cursos principales: Canal San Urbano-A. Sauce y Canal Alcorta-A. Pavón. Del área total de aportes (3244 km2), el 60 % corresponde al primer curso, el 15% para el segundo y el 25 % restante para el área aguas debajo de la confluencia de ambos.

Para simular los aportes del sistema se utiliza el modelo AR-HYMO, que permite simular procesos de transformación lluvias-escorrentía de eventos. El esquema topológico de desagregación utilizado en la modelación se presenta en el gráfico N° 4.

Para ello se delimitaron 16 subcuencas (Plano N°3) con comportamientos hidrológicos diferenciados, cuyas características físicas se presentan en la tabla N° 2. Para el traslado las ondas de crecidas se determinaron 12 tramos cuyos valores característicos se presentan en la tabla N° 3.

Los valores de caudales medidos por la SSRH corresponden a estación Coronel Bogado, próximo a la desembocadura. Para los objetivos del presente estudio, resulta de interés determinar las características del escurrimiento del canal Alcorta – Pavón, ya que es la vía por la cual se pretende derivar los excedentes a evacuar desde La Picasa.

Para la tormenta de similares características a la utilizada en la modelación del A. Del Medio ( 95-117 mm en 48 horas), los valores de caudales , tiempo al pico y volúmenes de derrame en puntos representativos se presentan en el cuadro adjunto.

Arroyo Pavón Sección 1 Sección 2 Sección 3Caudal pico (m3/s) 45 88 198Tiempo al pico (hs) 43 47 48Volumen (Hm3) 11.8 41 73% Volumen total 17 57 100

Sección 1: Canal Alcorta + A. Pavón hasta confluencia con A. SauceSección 2: Canal San Urbano + A. Sauce hasta confluencia con A.PavónSección 3: A. Pavón en autopista

Para la situación modelada, la contribución porcentual en términos de volumen de cada una de las áreas es simétrica en relación a las superficie de las mismas.

El área correspondiente al canal Alcorta- A. Pavón contribuye con un 17 % del volumen total de la crecida , en tanto que el área de aportes es del 15% del total. Gráfico N° 5.

Un dato significativo lo constituye la duración de las crecidas. Dada las características de la cuenca de aportes del canal San Urbano, los volúmenes que conforman los hidrogramas de crecidas son extendidos en el tiempo, permaneciendo de 10 a 12 días con caudales superiores a los 10 m3/seg. Gráfico N° 5.

No obstante, los caudales superiores a la capacidad de conducción del cauce en el tramo aguas debajo de la confluencia A. Sauce y A. Pavón, tienen una duración de 5 a 7 días.

4.3.Determinación de los volúmenes a trasvasar a la cuenca del A. Pavón

La variabilidad del régimen de escorrentía del A. Pavón y su principal afluente: A. Sauce que aporta el 60 % del volumen total, hace necesario compatibilizar la posible importación de agua con las crecidas propias de la cuenca, a efectos de no generar superposición de ambos efectos.

De los análisis efectuados y a partir de los hidrogramas medidos a la salida de la cuenca, se desprende que las crecidas propias tiene un tiempo al pico de 48 a 72 horas y un tiempo de base del orden de 5-10 días, dependiendo de la distribución de la tormenta.

En dichos periodos, se deberá discontinuar la importación de agua a efectos de no generar perjuicios por desbordes con agua de menor calidad.

El tramo comprendido entre nacientes del canal Alcorta – A. Pavón en las condiciones actuales no tiene capacidad alguna para incorporar volúmenes adicionales de agua por lo que se considera como hipótesis, que deberá ser redimensionado casi en su totalidad, para dotarlo de una capacidad de conducción del orden de los 15 m3/seg.

Del análisis de la curva de duración de caudales se obtiene que el 87 % de los días del año, los caudales son inferiores a los 10 m3/seg y el 90 % inferiores a los 15 m3/seg. Esto implica que redimensionando las secciones del canal Alcorta – A Pavón , para un caudal de 10 m3/seg se podría incorporar un volumen anual de 274 hm3 y para 15 m3/seg, 425 Hm3.

5. Evaluación hidráulica de posibles restricciones con otros proyectos que prevean la importación de aguas al A. Pavón

5.1. Características de las obras proyectadasLa provincia de Santa Fe, tiene proyectado la ejecución de dos obras asociadas a la cuenca del A. Pavón, las cuales contemplan la importación de excedentes hídricos desde áreas vecinas.

Los proyectos de referencia son:

a. Reacondicionamiento del canal San Urbano y conexión con área de Venado Tuerto.

b. Regulación Laguna Melincué

El primero contempla el reacondicionamiento del canal San Urbano en un tramo de 82 Km para incrementar su capacidad de conducción a 95 m3/seg. A su vez la cabecera del canal en la laguna La Larga, será conectada con un canal proveniente del área de Venado Tuerto para importar un caudal de 5 m3/seg.

La regulación de la laguna Melincué comprende un canal de vinculación con el canal San Urbano y una estación de bombeo para salvar el desnivel topográfico. El punto de volcamiento en el canal San Urbano es inmediato aguas arriba de la ruta Prov. 93 al Norte de Melincué.El máximo caudal a bombear previsto por la DPOH de la provincia de Santa Fe, es del orden de 5 m3/seg, y su valor definitivo surgirá de los estudios en desarrollo por parte de la mencionada institución.

5.2. Influencia de las obras proyectadas en relación a la importación de agua desde el sistema La Picasa

Los dos proyectos referidos en el punto anterior, están vinculados al canal San Urbano – A. Sauce, en tanto la probable importación desde el sistema La Picasa seria por el canal Alcorta – A. Pavón. Por tal razón el presente análisis se circunscribe al tramo a partir de la confluencia del A. Sauce con el A. Pavón, a partir del cual el curso es común a los tres proyectos.

En este tramo, la capacidad de conducción del cauce principal está comprendida entre 26 y 60 m3/seg, por lo que la incorporación de caudales adicionales del orden de 10 m3/seg por el A. Sauce, sumados a los 10-15 por el canal Alcorta – A. Pavón, no ocasionarían desbordes, ni restricciones en las obras de arte existentes.

Es importante destacar que para que esta hipótesis sea factible, se requiere la implementación de un sistema operativo, que permita discontinuar los bombeos en los periodos en que se produzcan crecidas propias de ambos arroyos.

6. Síntesis diagnóstica

Del área total de la cuenca, el 60 % corresponde a los aportes del Canal San Urbano-Arroyo del Sauce, el 15% al canal Alcorta- A. Pavón y el 25% restante al área aguas debajo de la confluencia de ambos.

La alternativa de derivar agua del Sistema La Picasa contempla su ingreso a la cuenca por el canal Alcorta – A.Pavón. Las restricciones en cuanto a la capacidad de conducción de caudales del orden de 15 m3/seg, se presentan en este tramo en el cual los aportes son solo el 15% del total de la cuenca. Aguas abajo de la confluencia con el A. Sauce y hasta la desembocadura en el río Paraná, la capacidad actual supera ampliamente los 15 m3/seg.

El canal Alcorta-A. Pavón en el tramo comprendido desde su inicio hasta 5000 metros aguas arriba de la confluencia con A. Del Sauce (53 km de recorrido), requiere un incremento de su sección a efectos de que no se produzcan desbordes.

La vinculación del canal de derivación de los excedentes de laguna La Picasa con el canal Alcorta, debe salvar una diferencia topográfica del orden de 3 a 4 metros en su cabecera y su traza intercepta el canal Juncal y El Pelao, en la parte de la cuenca alta del Arroyo del Medio. Ello implica en caso de ser seleccionada esta alternativa, que el escurrimiento de estas subcuencas de

aproximadamente 200 km2 de superficie, deberán ser transferidos a la cuenca del Pavón y contemplados en el diseño de las obras.

El 87% de los días del año los caudales son inferiores a los 10m3/seg y el 90 % inferiores al los 15m3/seg., por lo que redimensionando las secciones del canal Alcorta –A. Pavón, para un caudal de 10 m3/seg se podría incorporar un volumen de 274 hm3 y para 15 m3/seg, 425 Hm3.

Para que sea factible la importación de volúmenes excedentes desde la Picasa, se requiere la implementación de un sistema operativo que permita discontinuar los bombeos en periodos en que se produzcan crecidas propias de ambos arroyos.

1. Referencias

- Giacosa R. Evaluación hidrológica e hidráulica del Arroyo del Medio . INA-CRL 2002.

- Paoli C, Cacik P ,Morresi M. Consistencia en la determinación de crecidas de dise;o por transformación lluvia-caudal y análisis de frecuencia. XVIII Congreso Latinoamericano de Hidráulica. Mejico 1998

- SSRH Estadísticas hidrológicas 2002

- ARHYMO. INCYTH-CRA. Modelo de simulación hidrológica

GRAFICOS Y TABLAS Y PLANOS

FOTOGRAFIAS