UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILHIDRULICA URBANA II

DEDICATORIAEl trabajo est dedicado a mis compaeros que aportaron un granito de conocimiento quienes hicieron posible para la preparacin de este materialINTRODUCCINEl estudiar las precipitaciones y conocer su distribucin temporal es motivo de inters para diversos fines, por ejemplo meteorolgicos y edafolgicos, como tambin hidrolgicos, al tiempo de lo cual se pueden proporcionar ndices para realizar estudios de crecidas o permitir la alimentacin de modelos precipitacin-escorrenta que permitan mejorar la informacin disponible, para un adecuado diseo y dimensionamiento de las obras civiles. Para esto, es necesario conocer las intensidades de precipitacin, para distintos perodos de retorno.Ahora bien, la disponibilidad de datos de caudal es imprescindible para el diseo y planificacin de actividades fsicas. No obstante, muchas veces no se dispone de registros de caudales, o stos no tienen la suficiente duracin como para hacer los anlisis de frecuencia requeridos; debe entonces usarse la informacin pluviomtrica para estimar crecidas de cierta frecuencia.Es, por lo tanto, muchas veces necesario presentar la informacin pluviomtrica correspondiente a una tormenta o lluvia en formas de intensidades, a partir de los registros de las estaciones pluviogrficas en estudio.El presente documento pretende analizar el diseo y construccin de las curvas Intensidad-Duracin-Frecuencia (IDF). Para ello, se necesitar conocer el comportamiento de las precipitaciones a travs de una curva que entrega la intensidad media en funcin de la duracin y la frecuencia, y cuya nica finalidad ser la de aportar patrones de conductas de las lluvias, tal que permitan diseos confiables y efectivos para la ingeniera hidrulica, adems de poner a disposicin de los ingenieros y personal tcnico capacitado una herramienta de anlisis y planificacin en el largo plazo.

1. GENERALIDADES:

Zonificacin y Ubicacin del rea de Estudio El rea atendida por el proyecto, comprende la Cuenca del Ro Seco, ubicada polticamente en el departamento de Ica, integrando al distrito de Salas de la provincia de Ica y parte de los distritos de Pisco, San Andrs, Humay y Tpac Amaru Inca, en la provincia de Pisco.

PolticamenteCuenca del Ro Seco, ubicada polticamente en el departamento de Ica, integrando al distrito de Salas de la provincia de Ica y parte de los distritos de Pisco, San Andrs, Humay y Tpac Amaru Inca, en la provincia de Pisco.Diagnostico Socioeconmico

Segn el Censo del 2005, los distritos que conforman el rea atendida por el proyecto contaban con una poblacin de 99 489 habitantes dentro de una superficie de 1 884,53 km2. (53hab/km2), presentando las mayores poblaciones los distritos de Pisco, San Andrs y Salas. La poblacin es mayoritariamente urbana (95%) siendo solo el distrito de Humay, el que cuenta con una poblacin rural significativa (45%).

La PEA del rea est formada por un contingente de 11 784 habitantes mayores de 15 aos, representando la PEA agrcola en los distritos de Humay y Salas el 80% y 43% de la poblacin, respectivamente.

De acuerdo al Censo del 2005, dentro del rea de referencia existan 25 603 viviendas particulares, de las cuales slo 13 507 de stas contaban con alumbrado elctrico y 18 086 con servicio de desage; esta situacin ha cambiado notablemente, luego del sismo que azol la zona el 15 de agosto del 2007, el cual destruy aproximadamente el 70% de las viviendas en Pisco.

Diagnostico Agroeconmico

La cuenca del ro Seco, se encuentra entre los ros Pisco e Ica, y no cuenta con recursos hdricos superficiales, razn por la cual las explotaciones agropecuarias, son abastecidas con aguas del subsuelo. Las dos principales reas de explotacin agrcola de la cuenca, son las denominadas Villacur y Lanchas. Hasta fines de la dcada de los 80`s, las reas desarrolladas en las pampas de Villacur se mantenan alrededor de las 3 000 ha, duplicndose para el ao 2000 (6620 ha) y llegando en el ao 2006 a 13 152,9 ha bajo riego, ms 679,2 ha de granjas y unas 3 474 ha en descanso; existiendo 21 956,2 ha de eriazos con cuatro clases de tierras, de las cuales 6 480,7 se consideran arables e incorporables a la agricultura. Hasta setiembre del 2007, en la zona de Lanchas se sindicaron 3 905,4 ha bajo riego y 19 600 ha de terrenos eriazos de los cuales 4 800 ha aproximadamente, pueden ser incorporadas a la agricultura. Actualmente, en la zona de Ro Seco se siembra mayoritariamente esprragos (6 575 ha) y ctricos (mandarina principalmente, 2 630 ha) en Villacur y 1 560 ha y 780 ha de dichos cultivos, en Lanchas.

GEOGRFICAMENTE:Latitud Sur:1252 - 1348Longitud Oeste:7502 - 7613Coordenadas UTM:(WGS84)Norte:8 473, 994 8 576, 196 mEste:365, 978 495, 455 m

LMITES HIDROGRFICOSNorte: Cuencas de los ros San Juan y MantaroSur: Cuenca del ro Ica e Inter-cuenca del ro SecoEste: Cuencas de los ros Mantaro, Pampas e Ica.Oeste: Ocano Pacfico

ALTITUDINALMENTE, se extiende desde el nivel del mar hasta la lnea de cumbres de la cordillera central de los andes, que constituye la divisoria continental de las agua y cuyo punto ms alto corresponde al cerro SAN JUAN DE DIOS (5, 218 msnm).

El valle del Ro Pisco, con 16, 250 hab. De rea agrcola neta y 28, 250 Ha., de rea total global, se halla ubicado en la costa Central del Per en el departamento de Ica. Fisiogrficamente, este valle est constituido principalmente por el llano aluvial del Ro Pisco, por sus paisajes elicos y marinos.

a. HIDROGRAFA E HIDROLOGA:

La cuenca del rio Seco tiene forma de una media luna, cuenta con un rea de drenaje de 4,376 km2 de los cuales el 62%, simado por encima de la cota de los 2,500 msnm, corresponde a la cuenca hmeda.

El ro Seco tiene su origen en la confluencia de los ros Chiris y Huaytar a la altura de la localidad de Pampa No El rio Chiris, que constituye el principal formador, se origina a su vez en la parte m6s alta de la cuenca de la unin de los ros Santa Ana y Luicho, los que nacen de las descargas de una serie de lagunas entre las que destacan las de Pultoc, Agnococha y Tacococha.

b. GEOLOGA

Geolgicamente, la cuenca del rio Seco probablemente en sus orgenes constituyo una gran cuenca de sedimentacin, la cual ha sido el escenario de sucesivos hundimientos y emersiones a travs de su historia geolgica, lo que ha permitido el depsito de sedimentos de faces tanto marina como continental.

c. CLIMA:

La temperatura es el elemento meteorolgico ligado al factor altitudinal. En esta cuenca se aprecia que dicho elemento experimenta variaciones que van desde el tipo semi-clido de la costa con un mximo extremo de 27.5C .

La precipitacin media anual va en claro aumento paralelamente con el distanciamiento con del litoral marino hacia un mayor nivel altitudinal.

Recursos hdricos superficiales:La cuenca del ro Seco, se encuentra entre los ros Pisco e Ica, y no cuenta con recursos hdricos superficiales, razn por la cual las explotaciones agropecuarias, son abastecidas con aguas del subsuelo. Las dos principales reas de explotacin agrcola de la cuenca, son las denominadas Villacur y Lanchas.

Produccin agrcola:

Actualmente, en la zona de Ro Seco se siembra mayoritariamente esprragos (6 575 ha) y ctricos (mandarina principalmente, 2 630 ha) en Villacur y 1 560 ha y 780 ha de dichos cultivos, en Lanchas.Sin embargo el problema existente en el Rio Seco es la sobre explotacin de los pozos y su insuficiente recarga natural, por tal motivo se presentaron proyectos para solucionar este problema.

CURVAS INTENSIDAD DURACIN FRECUENCIA (IDF)

Es usual representar conjuntamente varias curvas Intensidad Duracin para diversos periodos de retorno, dando lugar a una familia de curvas denominadas Intensidad Duracin Frecuencia (curvas IDF). En este tipo de grficos aparecen varias curvas intensidad duracin correspondientes a diversos periodos de retorno, por ejemplo: 10, 25aos.

Los valores consignados en el cuadro anterior dan los elementos de juicio bsicos para la realizacin de clculos previos al diseo de obras de ingeniera hidrulica. Por eso conviene representar estos valores en otras formas ms manejables y de ms fcil lectura, con el fin de poder interpolar valores que no se encuentren en la tabla. Esto se consigue mediante dos mtodos:

a) Mediante la construccin de grficos llamados familias de curvas de duracin-intensidad-frecuencia como pueden verse en la FIG 3. Este grfico nos permite saber, por ejemplo, cul ser el valor de la intensidad mxima para 45 90 minutos de perodo de referencia que se presente con una frecuencia de cada ao o cada 10 aos, o cada cualquier otro perodo de tiempo.

FIG. Curvas Intensidad duracin y frecuencia REA DE LA CUENCAEs el tamao de la superficie de cada cuenca en km2. El rea de una cuenca en general, se encuentra relacionada con los procesos que en ella ocurren. Tambin se ha comprobado que la relacin del rea con la longitud de la misma es proporcional y tambin que esta inversamente relacionada a aspectos como la densidad de drenaje y el relieve relativo.Una cuenca se puede clasificar atendiendo a su tamao, en cuenca grande y cuenca pequea.

Cuenca grandeEs aquella cuenca en la que predominan las caractersticas fisiogrficas de la misa (pendiente, elevacin, rea, cauce). Una cuenca, para fines prcticos, se considera grande, cuando el rea es mayor de 250 km2Cuenca pequeaEs aquella cuenca que responde a las lluvias de fuerte intensidad y pequea duracin, y en la cual las caractersticas fsicas (tipo de suelo, vegetacin) son ms importantes que las del cauce. Se considera cuenca pequea aquella cuya rea vara desde unas pocas hectreas hasta un lmite, que para propsitos prcticos, se considera 250 km2 (VILLON, 2002).

PENDIENTE DE LA CUENCALa pendiente de la cuenca, es un parmetro muy importante en el estudio de toda la cuenca, tiene una relacin importante y compleja con la infiltracin del suelo, y la contribucin del agua subterrnea a la escorrenta. Es uno de los factores que controla el tiempo de escurrimiento y concentracin de la lluvia en los canales de drenaje, y tiene una importancia directa en relacin a las crecidas. PENDIENTE DEL CAUCE MAYOREl conocimiento de la pendiente del cauce principal de una cuenca, es un parmetro importante, en el estudio del comportamiento de recurso hdrico, como por ejemplo, para la determinacin de las caractersticas optimas de su aprovechamiento hidroelctrico, o en la solucin de problemas de inundaciones.

DATOS: El Rio Seco solo contiene aguas subterrneas las cuales son obtenidas por medio de pozosResumen de Datos.DESCRIPCINRESULTADO

rea de la cuenca2,466.80 Km2

Pendiente de la cuenca---

Pendiente del cauce---

ESTACIONES METEREOLOGICAS: es una instalacin destinada a medir y registrar regularmente diversas variables meteorolgicas. Estos datos se utilizan tanto para la elaboracin de predicciones meteorolgicas a partir de modelos numricos como para estudiosclimticos. PRECIPITACIONES:Precipitacin Se denomina precipitacin, a toda agua meterica que cae en la superficie de la tierra, tanto en forma lquida (llovizna, lluvia, etc.) y slida (nieve, granizo, etc) y las precipitaciones ocultas (roco, la helada blanca, etc). Ellas son provocados por un cambio de la temperatura o de la presin. La precipitacin constituye la .nica entrada principal al sistemas hidrolgico continental (Musy, 2001)d) PERIODO DE RETORNO.El periodo de retorno se define como, el nmero de aos que en promedio para que un evento sea igualado o excedido.El periodo de retorno, Tr es el inverso de la frecuencia.

Tr = 1/P Mtodos para el clculo de PrecipitacinPROMEDIO ARITMTICO Precisin depende de: Cantidad de estaciones Distribucin de estaciones Distribucin de lluvias Es un mtodo bueno si hay un gran nmero de pluvimetros

Estacin (Pluvimetro)Precipitacin (mm)Precipitacin Promedio

Estacin N1 - Bernales3.786.57

Estacin N2 - Hacienda del Sur28

Estacin N3 - Pampas de Villacur228.02

TOTAL259.72

Ro Seco IcaIndice o Factor de Forma (F)

POLGONO DE THIESSENRo Seco - IcaEstacin (Pluvimetro)Precipitacin (mm)rea (km2)PonderadoPrecipitacion Promedio Ponderado

Estacin N1 - Bernales3.7349.690.140.52

Estacin N2 - Hacienda del Sur28402.520.164.57

Estacin N3 - Pampas de Villacur228.021714.590.70158.49

TOTAL2466.801.00163.58

ISOYETAS

Se necesita de un plano de isoyetas para el rea de estudio

Este sola ser el mtodo ms exacto.

Se necesita de un buen criterio para el trazado de isoyetas

Precipitacin orogrfica sigue el patrn de curvas a nivel

IsoyetasIsoyeta Promediorea (km2)PonderadoPrecipitacion Promedio Ponderado

lim - 2402500.000.000.00

240 - 2202300.000.000.00

220 - 2002109.280.000.79

200 - 18019033.650.012.59

180 - 160170171.070.0711.79

160 - 14015075.520.034.59

140 - 120130205.670.0810.84

120 - 100110274.510.1112.24

100 - 8090213.540.097.79

80 - 6070208.550.085.92

60 - 405090.140.041.83

40 - 2030638.870.267.77

20 - 0010546.000.222.21

00 - limite00.000.000.00

TOTAL16902466.801.0068.36

CLCULO DE LA PENDIENTE MEDIANTE EL CRITERIO DE LVORD

ING. LUIS MIRANDA GUTIERREZ