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INFORME DE HIDROLOGIA

1.0 INTRODUCCIÓN

1.1 GENERALIDADES

El Informe está orientado a evaluar máximas descargas para obras de Reforzamiento del

rio trancamayo en el sector Puente Chumuch , Carretera vecinal de Acceso a los centros

poblados anexos del distrito de Chumuch, se toma como Kilómetro 0+000 trescientos

metros al norte del Puente Chumuch y 300 ml. A la margen derecha e izquierda del Río

Grande Trancamayo.

1.2. ORIGEN DE LAS PRECIPITACIONES

En esencia toda precipitación de agua en la atmósfera, sea cual sea su estado (sólido o

líquido) se produce por la condensación del vapor de agua contenido en las masas de

aire, que se origina cuando dichas masas de aire son forzadas a elevarse y enfriarse. Para

que se produzca la condensación es preciso que el aire se encuentre saturado de

humedad y que existan núcleos de condensación.

a) El aire está saturado si contiene el máximo posible de vapor de agua. Su humedad

relativa es entonces del 100 por 100. El estado de saturación se alcanza normalmente

por enfriamiento del aire, ya que el aire frío se satura con menor cantidad de vapor de

agua que el aire caliente. Así, por ejemplo, 1 m³ de aire a 25 ºC de temperatura, cuyo

contenido en vapor de agua sea de 11 g, no está saturado; pero los 11 g lo saturan a 10

ºC, y entonces la condensación ya es posible.

b) Los núcleos de condensación (que permiten al vapor de agua recuperar su estado

líquido), son minúsculas partículas en suspensión en el aire: partículas que proceden de

los humos o de microscópicos cristales de sal que acompañan a la evaporación de las

nieblas marinas. Así se forman las nubes. La pequeñez de las gotas y de los cristales les

permite quedar en suspensión en el aire y ser desplazadas por los vientos. Se pueden

contar 500 por cm³ y, sin embargo, 1 m³ de nube apenas contiene tres gramos de agua.

Las nubes se resuelven en lluvia cuando las gotitas se hacen más gruesas y más pesadas.

El fenómeno es muy complejo: las diferencias de carga eléctrica permiten a las gotitas

atraerse; los «núcleos», que a menudo son pequeños cristales de hielo, facilitan la

condensación. Así es como las descargas eléctricas se acompañan de violentas

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precipitaciones. La técnica de la «lluvia artificial» consiste en «sembrar» el vértice de las

nubes, cuando hay una temperatura inferior a 0 ºC, con yoduro de sodio; éste se divide

en minúsculas partículas, que provocan la congelación del agua; estos cristales de hielo

se convierten en lluvia cuando penetran en aire cuya temperatura es superior a 0 ºC.1

olha gris

Los valores de precipitación, para que sean válidos, deben ser científicamente

comparables.

Los instrumentos más frecuentemente utilizados para la medición de la lluvia y el

granizo son los pluviómetros y pluviógrafos, estos últimos se utilizan para determinar

las precipitaciones pluviales de corta duración y alta intensidad. Estos instrumentos

deben ser instalados en locales apropiados donde no se produzcan interferencias de

edificaciones, árboles, o elementos orográficos como rocas elevadas.

La precipitación pluvial se mide en mm, (Litro x m2) que equivale al espesor de la lámina

de agua que se formaría, a causa de la precipitación, sobre una superficie plana e

impermeable.

A partir de 1980 se está popularizando cada vez más la medición de la lluvia por medio

de un radar meteorológico, los que generalmente están conectados directamente con

modelos matemáticos que permiten determinar la lluvia en una zona y los caudales en

tiempo real, en una determinada sección de un río en dicha zon

1.3. ANTECEDENTES

1.3.1 Información Cartográfica

La cartográfica básica para la realización del informe hidrológico y la generación de

mapas temáticos para el reforzamiento del Rio Trancamayo ha consistido en:

Mapas de la Carta Nacional a escala 1/100 000; con equidistancia de curvas de nivel

cada 50 m, levantado por el IGN por métodos fotogramétricos con control terrestre –

1967. Hoja 14-6 Celendín

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1.3.2. Información Pluviométrica

La información pluviométrica corresponde a una estación hidrográfica de la zona,

ubicada en el distrito de Utco, provincia de Celendín Región Cajamarca.

. Para el estudio, se cuenta con información de precipitación total mensual de la

estación mencionada y registro diario, con series de datos entre los años 2000 – 2007

de las siguientes estaciones pluviométricas:

Cuenca del río Alto Marañón: Celendín.

1.3.3. Información Hidrométrica

Consecuente a que el diseño de obras de arte y de Defensa Ribereña se sustenta en

el cálculo hidrológico de caudales, el estudio está orientado en determinar una

escorrentía puntual de máximas avenidas.

. En la cuenca del Río Marañón existe solo la estación de “Celendín".

1.4. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA DEL RÍO MARAÑON.

1.4.1. Ubicación

La cuenca del río Trancamayo (Chumuch), está orientada de Norte a Sur, con la

siguiente ubicación geográfica y política.

a) Geográficamente

El rio Chumuch es afluente de la margen derecha del rio Marañon, a donde

discurren sus aguas.

b) Política

El tramo materia de reforzamiento se encuentra en el límite del centro poblado

Chumuch entre el Puente Chumuch y la línea de fondo del Establecimiento de salud

del centro poblado referido se ubica en el distrito de Chumuch, provincia de Celendín

en el departamento de Cajamarca.

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1.4.2. Acceso

Partiendo desde Lima por la carretera Panamericana Norte, se llega a la ciudad de

Trujillo km 560, luego se continua por vía asfaltada hasta el Cruce de Ciudad de Dios

cerca de Guadalupe donde existe un desvió a la localidad de Cajamarca, continuando

por carretera asfaltada en buen estado de conservación hasta Cajamarca y de allí

hasta La Encañada con vía asfaltada, a unos, en este tramo comienza una carretera

Afirmada hasta Celendín (en construcción de vía asfaltada. Llegando a Celendín, se

escoge la ruta que va a Chumuch: Celendín, Languat, Pizon, Chalan y de allí a

Chumuch.

1.4.3. Hidrografía de la Zona

Figura Nº 11: UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE CHUMUCH

ESQUEMA DE CUENCAS

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Figura Nº 1.2: UBICACIÓN POLÍTICA

Camino Vecinal Distrito de Chumuch

2.0 ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN

2.1. Manantiales

En la visión andina, las relaciones entre comunidades se caracterizan por la

complementariedad y la reciprocidad. En ese contexto, el ciclo del agua es un marco

para vivir la complementariedad y la reciprocidad. Las creencias y costumbres

relacionadas con el agua han sobrevivido hasta la actualidad. Los ritos han mantenido su

vigencia, porque están asociados a la producción y refuerzan la cohesión del grupo

social. Los ritos son muy variados y se manifiestan en la fiesta del agua, momentos

privilegiados en la vida de las comunidades. Para el trabajo socio ambiental, comprender

lo que alienta la participación de los pueblos en la conservación el agua, ayuda a

establecer un diálogo conducente a alcanzar el desarrollo en convivencia armónica con

la naturaleza, lo que requiere que los pueblos rurales representados participen en la

conservación de sus recursos hídricos locales. (Fuente: Boletín del Comité Sectorial de Agua y

Saneamiento - Marzo del 2001).

Según los pobladores, los manantiales en el distrito se concentran en la parte central

del distrito, siendo Agua Santa y El Imperio aquellos caseríos que cuentan con los

números más altos de manantiales: 4 y 3, respectivamente.

Con respecto al estado de los manantiales en los últimos 10 años, los pobladores

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indican que han disminuido debido a la deforestación en las partes altas aunque

algunos hicieron referencia a los cambios climáticos, es decir, a una causa más general.

Ubicación de Manantiales

2.2. RED DE ESTACIONES DE MEDICIÓN – INFORMACIÓN HISTÓRICA

En una cuenca hidrográfica, uno de los componentes más importantes del ciclo

hidrológico es la precipitación, por esta razón es que se realiza el informe de este

parámetro meteorológico en forma conjunta y detallada, pues corresponde a datos

estadísticos que se publican por cuencas hidrográficas. En este caso la del Marañón.

En esta parte del estudio se analiza la frecuencia de precipitación diarias y total

mensual (mm) disponiéndose información pluviométrica de 6 puntos de control

(estaciones pluviométricas), localizados en el entorno del área del Proyecto, de las

cuales tres estaciones pluviométricas están ubicadas en la cuenca del río Crisnejas

(San Marcos, Huamachuco y Cajabamba) dos en la cuenca del río Chusgón

(Cochabamba y Moyán) y una estación en la cuenca del Alto Marañón (Celendín).

En el Cuadro Nº 2.1, se muestra la relación de estaciones con sus respectivas

características de código, tipo, ubicación, etc. disponible de las estaciones

pluviométricas y en la Figura Nº 2.2, se muestra su ubicación en la cuenca del

Proyecto .y cuencas vecinas.

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Cuadro Nº 2.1. CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS DE LA CUENCA EL MARAÑON Y CUENCAS VECINAS.

ESTACIÓN CÓDIGO DEESTACIÓN CATEGORÍA

UBICACIÓN POLÍTICA UBICACIÓN GEOGRÁFICA PERIODO DE INFORMACIÓNDepartamento Provincia Distrito Latitud Longitud Altitud

San MarcosCajabambaCelendínCochabambaMoyanHuamachuco

153 242

COCOCOPLUPLUCO

CajamarcaCajamarcaCajamarcaLa LibertadLa LibertadLa Libertad

San MarcosCajabambaCelendínSchez. CarriónSchez. CarriónSchez. Carrión

San MarcosCajabambaUtcoCochabambaCurgoHuamachuco

07º 20’07º 37’06º 51’07º 50’07º 53’07º 49’

78º 10’78º 03’78º 07’77º 53’77º 56’78º 03’

2 2542 7832 6202 5502 7503 220

1966 – 20051959 – 1977

1966 – 1982, 1996 – 20051954 – 19801954– 1969

1966 - 1977 2000 - 2008

Fuente: Hidrología de la cuenca del Crisnejas en Cajamarca

Figura Nº 2.2: PERIODO Y LONGITUD DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE DELAS ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS

San Marcos

Cajabamba

Celendín

Cochabamba

Moyan

Huamachuco

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2100

Figura Nº 2.3: UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS EN CUENCA DEL AALTO MARAÑON Y CUENCAS VECINAS

San MarcosCajabamba

Huamachuco

Celendín

Moyan Cochabamba

Markawamachuco

R. Condebamba

Río Grande

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2.4 VARIABLES ESTADÍSTICAS DE LA INFORMACIÓN DE PRECIPITACIÓN

En el cuadro Nº 2.4, se muestran los parámetros estadísticos de cada una de las

estaciones pluviométricas, en donde se presenta las siguientes variables

estadísticas calculadas para la serie anual:

Número total de años con datos de cada estación.

Número de años completos, es decir, con datos en todos los meses .

Valor medio de toda la serie anual

Coeficiente de variación de la serie anual

Coeficiente de sesgo de la serie anual

Cuadro Nº 2.4PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE LAS SERIES HISTÓRICAS DE LAS ESTACIONES

PLUVIOMÉTRICAS DE LA CUENCA DEL RÍO MARAÑON Y CUENCAS VECINAS

ESTACIÓN AÑOS TOTALES

COMPLETOS MEDIACOEFIC. DEVARIACIÓN

COEFIC. DESESGO

San MarcosCajabambaCelendín

CochabambaMoyan

Huamachuco

403040403033

402040201926

719,2940,0951.6959,6877,4924,6

0,2190,3070,808

0,176

0,1210,700

-0,185

1,543

6 Estaciones 40 años 1954 / 67 - 2000 / 07

Fuente: Elaboración propia

2.3 ANÁLISIS DE DOBLES ACUMULACIONES Y COMPLETACIÓN DE LA INFORMACIÓN HISTÓRICA

2.3.1 Dobles Acumulaciones

El método de doble acumulación es una técnica que permite valorar la consistencia

de una serie temporal en función de otra serie de referencia.

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Para este proceso se han considerado dos grupos de estaciones a comparar, para

cada una de las cuales se ha determinado la estación índice como el promedio de las

series de las estaciones respectivas.

Para la agrupación de estaciones se ha considerado el módulo pluviométrico anual y

la ubicación geográfica, con estos criterios se tienen los siguientes grupos:

Grupo 1, Estaciones: San Marcos, Cajabamba y Huamachuco.Grupo 2, Estaciones: Huamachuco, Celendín, Cochabamba y Moyan.

En las Figuras Nº 2.5, Nº 2.6 se muestran las estaciones agrupadas de los Grupos 1, y

2, respectivamente.

En las Figuras Nº 2.7, Nº 2.8 se muestran las dobles acumulaciones de los Grupos 1,

2, respectivamente.

Figura Nº 2.5: CONSTITUCIÓN DE GRUPO 1, DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS

Sn. Marcos

Cajabamba

Huamachuco

Fuente: Elaboración propia

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Figura Nº 2.6: CONSTITUCIÓN DE GRUPO 2, DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS

Celendin

Huamachuco

Moyan

Cochaabamba

Fuente: Elaboración propia

Figura Nº 2.7: DOBLES ACUMULACIONES DEL GRUPO 1

Fuente: Elaboración propia

Años completo 1966 - 1977

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Figura Nº 2.8: DOBLES ACUMULACIONES DEL GRUPO 2

Fuente: Elaboración propi

La consistencia de la estación de Huamachuco es válida para las cuencas de Crisnejas y Chusgón.

2.3.2 Completación de la Información Histórica

Para completar las lagunas en las series de datos, se ha utilizado un modelo de

regresión bivariado en el que, mediante estacionarización previa mensual de las

series de datos, se completan las lagunas existentes.

En el Cuadro Nº 2.9, se presenta la matriz de coeficientes de regresión parcial entre

parejas de estaciones para la cuenca del Crisnejas y Alto Marañón.

Cuadro Nº 2.9 : MATRIZ DE COEFICIENTES DE REGRESIÓN PARCIALENTRE PAREJAS DE ESTACIONES

153244 153249 111111 153222 153211 153247 153263 153242 153212 153210 153220 153246153263 1.00 .69 .50 .44 .61 .46 .51 .57 .57 .24 .62 .56153244 .69 1.00 .47 .46 .50 .36 .41 .46 .50 .41 .63 .49153242 .50 .47 1.00 .49 .34 .33 .36 .36 .53 .06 .53 .56153249 .44 .46 .49 1.00 .31 .23 .36 .46 .46 .32 .52 .47153212 .61 .50 .34 .31 1.00 .44 .50 .44 .37 .23 .70 .39111111 .46 .36 .33 .23 .44 1.00 .43 .23 .39 .23 .37 .33153210 .51 .41 .36 .36 .50 .43 1.00 .43 .48 .27 .60 .41153222 .57 .46 .36 .46 .44 .23 .43 1.00 .48 .13 .56 .64153220 .57 .50 .53 .46 .37 .39 .48 .48 1.00 .18 .56 .51153211 .24 .41 .06 .32 .23 .23 .27 .13 .18 1.00 .28 .21153246 .62 .63 .53 .52 .70 .37 .60 .56 .56 .28 1.00 .58153247 .56 .49 .56 .47 .39 .33 .41 .64 .51 .21 .58 1.00

Fuente: Hidrología de la cuenca del Crisnejas en Cajamarca

En el cuadro 2.10, se presentan los registros completados y extendidos de la

precipitación total mensual para estaciones de la cuenca del Marañón y Crisnejas.

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Cuadro Nº 2.10 . Promedios Mensuales de las Estaciones Pluviométricas

Estación Ene feb Mar abr may jun jul ago set oct nov dic total

Huamachuco 119.5 138.2 179 100.56 43.17 22.69 14.96 20.83 29.99 95.33 88.02 93.35 945.59

Sn. Marcos 87.65 114.2 138.3 72.52 22.9 7.74 3.59 5.9 30.01 76.57 70.96 88.95 719.2

Cajabamba 113.7 128.2 177 106.9 39.1 18.1 12.6 13.2 37.6 100.6 98.1 94.7 939.8

Celendín 87.47 115.6 176.1 113 42.76 17.26 9.09 12.18 34.79 111.4 123.3 108.6 951.6

Moyan 99.7 128.8 164.9 106.2 39.9 12.9 7.8 11.9 31.7 109 76.6 87.8 877.2

Cochabamba 101.7 123.3 175.1 120.3 53.8 15 35.7 19.5 39.9 95.6 87.6 92.4 959.9

Fuente: Elaboración propia

Figura Nº 2.11 : Variación Mensual de las Estaciones Pluviométricas

Fuente: Elaboración propia

2.4 PRECIPITACIÓN AREAL EN LA CUENCA

Con la información mostrada en el Cuadro Nº 2.11 y con el método de las isoyetas se ha determinado la precipitación media anual de las cuencas. En la Figura Nº 2.6r12 se muestra la distribución de las isoyetas de la precipitación total anual para el año promedio histórico 1966 – 2005.

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Figura Nº 2.12 : Isoyetas Total Anual de la Cuenca Rio Crisnejas –Marañón

Fuente: Elaboración propia

3.1 DESCARGAS MÁXIMAS

Las descargas máximas se han obtenido a partir de la precipitación máxima en 24

horas, teniendo en consideración las características físicas de la cuenca por la calidad

de registro y su ubicación dentro de la zona de estudio.

Para el estudio de estas descargas máximas se ha tenido en cuenta la definición del

Hidrograma Unitario, a partir de un hidrograma sintético sobre la base de lluvias

máximas en 24 horas y el concepto de tiempo de retraso, el cual es un índice del

tiempo de concentración de la escorrentía en la unidad hidrográfica.

Se ha seguido los siguientes pasos

San Marcos

Moyan Cochabamba

Markawamachuco

600

800

1000

1100

Cuenca del CrisnajasCajabamba

Huamachuco

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3.1.1 Relación de la Altitud y la Precipitación Total Anual

En el Cuadro Nº 3.1.Se observa la relación de la altitud y de precipitación promedio

anual y en la Figura Nº 6.1 su representación gráfica, notándose que la precipitación

se ajusta a una ecuación de regresión lineal simple de tipo potencial de la forma:

P= 0.891*H-1.0834, con

Donde:: Precipitación promedio anual en mm: Altitud en msnm.

: Coeficiente de correlación

Cuadro Nº 3.1. Relación Altitud y Precipitación

Estación m.m. Niv.

Huamachuco 945.59 3 220

Cajabamba 939.8 2 783

Moyan 877.2 2 750

Celendín 951.6 2 620

Cochabamba 959.9 2 550

Sn. Marcos 719.2 2 254

Se asume una precipitación media de 500 mm conforme al Mapa climático para la

altitud media de 1200 msnm. Determinado por ONERN (actualmente INRENA)

Figura Nº 3.2 . Relación Altitud vs. Precipitación

Se estima en el prsente informe hidrogràfico que la precipitacion anual pluvial en

la cuenca del Alto marañon , circunscripcion del distrito de Chum,uch provincia

deCelendin Regiòn Cajamarca que el m.m. de precipitacion tienen un promdio de

951.6 litros por metro cuadrado.

Chumuch , Marzo del 2,013