Estudio hidrologico

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ESTUDIO DE UNA CUENCA EN LA CIUDAD DE HUANCAVELICA

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  • 1. FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL-HVCA TRABAJO ESCALONADO N◦ 01DELIMITACION DE UNA CUENCACÁTEDRA:PRESAS Y OBRAS DE EMBALSECATEDRÁTICO:Ing. Ivan A. Ayala BizarroESTUDIANTES:-CASTRO JURADO William-ESCOBAR SOTO Percy-POMA YARANGA Viker-RAMOS QUISPE Claverth-RAMOS QUISPE Ronald-TORRE GOMEZ JHONNY-ZANABRIA PARI Ever
  • 2. DEDICATORIA: Este presente trabajo dedicamos a Dios, Padres y docentes por la labor que nos tienen día a día, que gracias a esos seres estamos avanzando por el camino del éxito1
  • 3. Índice general1. ASPECTOS GENERALES 3 1.1. Introduccion: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2. Objetivos Generales: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3. Objetivos Especícos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.4. Justicación: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.5. Denición de Términos Empleados en el Estudio: . . . . . . . . . . . . . . 5 1.6. Ubicacion de la Cuenca: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.7. Vias de Acceso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.8. Información Cartograca Y G: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.9. Descripcion General de la Microcuenca: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.10. Parámetros Geomorfológicos de la Cuenca: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.10.1. Informacion disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.10.2. Precipitacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.10.3. Humedad relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.10.4. Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.10.5. Marco teorico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.10.6. Longitud mayor del rio (l) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.10.7. Area de la cuenca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.11. Forma de Cuenca: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.11.1. Ancho promedio: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.11.2. Coeciente de compacidad (Kc): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.11.3. Factor de Forma (Ff ): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.12. HISTOGRAMA DE LA CUENCA: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102. UBICACIÓN POLÍTICA PROVINCIAL: 12 2.1. UBICACIÓN POLÍTICA PROVINCIAL DE LA CUENCA DEL RÍO OPA- MAYO: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2. UBICACIÓN POLÍTICA DISTRITAL DE LA CUENCA DEL RÍO OPA- MAYO: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2
  • 4. Capítulo 1ASPECTOS GENERALES1.1. Introduccion: La fuente de agua supercial representa el elemento vital para la supervivencia delhombre, mas a un cuando este lo utiliza para los distintos usos, entre los de mayor im-portancia están los de abastecimiento para uso poblacional, agrícola, pecuario, minero,energético y otros de menor envergadura como para el uso y mantenimiento de las especiessilvestres de ora y fauna existentes (uso ecológico), por lo tanto es necesario denir, suubicación, cantidad, calidad, y distribución dentro de la cuenca. Para ello, se ha visto la necesidad de efectuar en la Cuenca del Río OPAMAYOun proyecto denominado Estudio de delimitación de cuenca del rio OPAMAYO, cuyoscomponentes son un Estudio Hidrológico y el estudio del Inventario de Fuentes de AguaSuperciales, contando para este n, con profesionales especialistas y un equipo técnicode campo. Mediante el Estudio Hidrológico podemos conocer y valuar sus características físicasy geomorfológicas de la cuenca, analizar y tratar la información hidrometeoro lógica exis-tente de la cuenca, analizar y valuar la escorrentía mediante registros históricos y obtenercaudales sintéticos, encontrar el funcionamiento del hidrológico de la cuenca, hallar lademanda de agua para las áreas de riego, encontrar el balance hídrico de la cuenca, secomplementará al estudio el apoyo logístico del Sistema de Información Geográca parala obtención de los planos geo referenciados de los resultados e información de campo. Con el Inventario de Fuentes de Agua Supercial, se delimitará y codicará hidrográ-camente a la cuenca, utilizando para ello el apoyo logístico del Sistema de InformaciónGeográca SIG, el mismo que permitirá contar con una base de datos de informaciónbásica georeferenciados de las diferentes fuentes de aguas superciales (ríos, riachuelos,quebradas, lagunas, manantiales, etc.) dentro del ámbito de la cuenca del río OPAMAYO,permitiéndonos conocer además su uso y volumen de sus aguas. Desde esta manera, la 1Administración Técnica del Distrito de Riego.1.2. Objetivos Generales: Una generalidad del objetivo es describir, evaluar, cuanticar y simular el funciona-miento de la cuenca como un sistema hidrológico integral de los sucesos del ciclo hidro-lógico, analizando las principales componentes hidrometeorológicas como precipitación,temperatura, evapotranspiración y la escorrentía supercial como parámetro principal eimportante. 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA E.A.P. ING. CIVIL HVCA 3
  • 5. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca Encontrar y hallar el balance hídrico en situación actual y futura para cada unidad hi-drográca de la cuenca y a nivel de los distintos sistemas consumidores de agua, prebendoel uso y demanda total del uso del agua.1.3. Objetivos Especícos: Entre los objetivos más importantes tenemos: Diagnóstico de las características generales de la cuenca: Ecología, geología, edafo- logía, geomorfología, medios de comunicación y socio economía. Estudio de la climatología de la cuenca. Estudio de la temperatura y evapotranspiración en la cuenca. Estudio del funcionamiento de la cuenca como un sistema integral, cuanticación de los componentes del ciclo hidrológico de la cuenca (precipitación, evaporación, inltración, escorrentía, etc.) Determinar la capacidad del almacenamiento en la cuenca y su aporte a la disponi- bilidad. Determinar la demanda hídrica a nivel mensual de las diferentes comisiones de regantes que se encuentran dentro de la cuenca. Determinar la capacidad del almacenamiento en la cuenca y su aporte a la disponi- bilidad. Realizar el balance hídrico a nivel mensual para cada sector de riego dentro de la cuenca del río OPAMAYO. Estimar los caudales máximos y mínimos en los puntos de interés del río principal.1.4. Justicación: El estudio hidrológico se justica por: Evitar fuertes conictos entre usuarios que habitan en la cuenca baja y cuenca media y alta que usufructúan el agua del río Opamayo, distribuyendo una mayor disponibilidad hídrica en los meses secos (máximo décit). La agricultura en la cuenca constituye la principal actividad socioeconómica, por tanto requiere un reparto equitativo de sus aguas. El estudio hidrológico en Lircay esta orientado principalmente a la evaluación, cuan- ticación y simulación de la cuenca, mediante el estudio de los procesos de funcio- namiento de la cuenca; así como de sus componentes geomorfológicos, los elementos meteorológicos y la escorrentía supercial. 4
  • 6. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca1.5. Denición de Términos Empleados en el Estudio: Para una mayor comprensión en el proceso y desarrollo del presente estudio hidrologia,es necesaria la explicación de algunos términos o conceptos básicos: IGN: Instituto Geográco Nacional. INRENA: Instituto Nacional de Recursos Naturales. CUENCA: Área de drenaje en un curso de agua, río o lago CUENCA HIDROGRAFICA: Área que tiene una salida única para su escorrentía supercial. Cuenca que permite el estudio del ciclo hidrológico en una región sin mo- dicaciones importantes de su régimen natural mediante la observación simultanea de datos climáticos e hidrológicos. Cuenca donde se efectúan estudios hidrológicos intensivos bajo condiciones relativamente estables. CUENCAS E INTERCUENCAS: Unidad adecuada para la planicación y gestión de los recursos naturales. RIOS: Corriente de agua que sirve de canal natural de drenaje de una cuenca. RIACHUELOS: Cursos naturales de agua normalmente pequeño y tributario de un río. QUEBRADAS: Abertura estrecha entre dos montañas causada por el agua, llamado también riachuelo o arroyo LAGUNAS: Deposito natural de agua de menores dimensiones que un lago. MANANTIALES: Agua que aora en un lugar de la corteza terrestre, también se les conoce como manantes. ISOYETA: Línea que une los puntos de igual altura de precipitación en un periodo dado RED HIDROGRAFICA: Conjunto de ríos y otros cursos de agua permanentes o temporales, incluyendo lagos , lagunas, embalses en una zona determinada. AÑO HIDROLOGICO: Periodo continuó de doce meses seleccionados de manera que los cambios globales en el almacenamiento san mínimos, por lo que la cantidad sobrante se reduce al mínimo. 21.6. Ubicacion de la Cuenca: La zona en estudio se encuentra: Políticamente Región : Huancavelica Provincia : Angaraes Distrito : Lircay Localidades : Lircay, Ocopa-puente colgante de ocopa 2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA E.A.P. ING. CIVIL HVCA
  • 7. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca Geográcamente: ◦ Latitud : 12 57 25de latitud sur ◦ Longitud : 74 44 36 de longitud oeste. Altitud : 3,925 - 3965 m.s.n.m. Geográcamente el vaso de la presa se encuentra en: ◦ Latitud : 13 00 34de latitud sur ◦ Longitud : 74 46 10.75 de longitud oeste. Altitud : 3,401 m.s.n.m. Geográcamente el área de riego se encuentra en: ◦ Latitud : 12 57 22de latitud sur ◦ Longitud : 74 42 39 de longitud oeste. Altitud : 3,228 - 3,140 m.s.n.m. El área de referencia está constituida por la supercie agrícola del distrito de Anchonga,según el III SENAGRO DE 1,994 es de 7,229.16 Has, de los cuáles 214.88 Has cuentan conriego y 3,291.60 Has son de secano; la diferencia 3,722.68 Has corresponden a supercieno agrícola, montes, bosques y otras tierras.1.7. Vias de Acceso: Para llegar a la zona del represamiento existen una rutas el cual es la siguiente: huan-cavelica - Minosa - Ccochaccasa - Lircay  ocopa por una carretera armada de 90 Km.1.8. Información Cartograca Y G: Cartas Nacionales a escala 1:100,000 elaboradas por el Instituto Geográco Nacional,cuya identicación es la siguiente: Huancavelica : (26-N).1.9. Descripcion General de la Microcuenca: El estudio hidrológico comprende la micro cuenca del río OPAMAYO, ubicada a unaaltitud de 3228.00 msnm., alimentada por el Riachuelos y efímeros, Las característicasgeomorfológicas de la micro cuenca del río OPAMAYO, son las siguientes:1.10. Parámetros Geomorfológicos de la Cuenca: PARAMETROS MICROCUENCA DEL RIO OPAMAYO:
  • 8. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca PARAMETROS MICROCUENCA DEL RIO OPAMAYO Area(km2) 826.9623 Perimetro(km) 139.2588 Longitud(km) 10.355 Ancho Promedio(km) 6.20 Altitud Maxima(msnm) 5100.00 Altitud Minimo (msnm) 3400.00 Pendiente curso principal(m/Km) 45.98 Coeciente de escorrentia 0.30 Tiempo de Concentracion(tec en min.) 101.36 El relieve del ámbito de la cuenca en estudio, es en general escarpado y propia de lacordillera, siográcamente de paisaje escarpado y abrupto, concerniente a la coberturavegetal área de bofedales, y el resto constituida por especies propias de la zona tales como:Ichu, Festuca, Canlli, etc. En lo que respecta a este ítem, se desarrolló el marco teórico y el cálculo de losprincipales parámetros geomorfológicos en el Área de Proyecto de la cuenca de la PresaOPAMAYO asociados a su capacidad de respuesta a la precipitación en forma de es-correntía, tales como: Área. Perímetro, Longitud del Cauce Principal, Ancho Promedio,Coeciente de Compacidad. Factor de forma, Grado de Ramicación, Densidad de drenajey Pendiente Media. En el Cuadro de características geomorfológicas se presenta el resumen de los referidosparámetros geomorfológicos para la cuenca de la presa OPAMAYO.1.10.1. Informacion disponible La población juntamente con las autoridades de los poblados que se encuentran en laslocalidades de Ocopa, viene solicitando a las autoridades la construcción de un sistema deriego en las localidades antes mencionadas, con el único objetivo de incrementar el nivelde producción. Anteriormente se efectuaron algunas obras de infraestructura de riego, esto por losmismos pobladores y también por instituciones como FONCODES, logrando mejorar lairrigación en pequeña escala,; pero estos avances no son sucientes para satisfacer lademanda de agua que los agricultores de esta zona necesitan, ya que siguen habiendomuchas extensiones de tierras agrícolas que no están siendo usadas debido a la escasez deagua para riego La principal preocupación de los agricultores asentados en los márgenes de la mirocuenca del rio Opamayo es la falta de agua para incorporar mas áreas bajo riego, por ellolos beneciarios se han organizado en comités de riego por sectores, luego año tras añohan venido gestionando al Gobierno Local, Gobierno Regional y otras organizaciones deconstrucción de una presa en el lugar denominado Opamayo con su respectivo canal deconducción, para incorporar áreas en descanso y tierras cultivadas en secano. Sin tenerresultados positivos aumentando aun más la necesidad de contar con riego apropiado porla escasez de lluvias en los últimos años.1.10.2. Precipitacion La precipitación se analiza a nivel de la sub cuenca productora del recurso hídrico,en los que se dispone de pluviómetro, de 03 estaciones regionalizando para el punto de
  • 9. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvcainterés.1.10.3. Humedad relativa Se registran valores medios anuales a lo largo del año las uctuaciones no son muymarcadas, aunque muestran un tendencia a mayores valores en los meses de Enero, Febreroy Marzo.1.10.4. Temperatura La estación que se tomo en cuenta es la de Lircay, cuyo rango de análisis es reducidauctuación a lo largo del año, pudiendo llegar en los meses de Junio y Agosto hasta ◦ ◦0.50 C en la noche mientras en el día presenta una temperatura de hasta 14.30 C ◦respectivamente. La temperatura media en los últimos 14 años fue de 11.98 C.1.10.5. Marco teorico Numerosos estudios tratan de establecer las relaciones entre el comportamiento delrégimen hidrológico de una cuenca y las características físico - geográcas de la misma.Casi todos los elementos de un régimen uvial están relacionados directa o indirectamentecon las características físicas de las áreas de drenaje de una cuenca, siendo las más sensiblesa las variaciones siográcas aquellas relativas a las crecientes. Estos factores físicos o geomorfológicos son considerados generalmente en forma aisla-da, sin tener en cuenta la posible interdependencia entre ellos y se representan en formanumérica. La descripción sistemática de la geometría de una cuenca y de su red hidrográca,requieren mediciones de aspectos lineales de la red de drenaje, del área de la cuenca ydel relieve, teniendo mayor incidencia la distribución de pendientes en el primero de losaspectos mencionados. Las dos primeras categorías de medición son planimétricas, es decir, tratan de propie-dades proyectadas sobre un plano horizontal. La tercera categoría, trata de la desigualdadvertical de la forma de la cuenca.1.10.6. Longitud mayor del rio (l) Recibe este nombre, el mayor cauce longitudinal que tiene una cuenca determinada,es decir, el mayor recorrido que realiza el río desde la cabecera de la cuenca, siguiendotodos los cambios de dirección o sinuosidades hasta un punto jo de interés, que puedeser una estación de aforo o desembocadura. Longitud mayor del río de la micro cuenca OPAMAYO, L= 10.355 Km1.10.7. Area de la cuenca La supercie de la cuenca delimitada por el divisor topográco, corresponde a lasupercie de la misma proyectada en un plano horizontal, y su tamaño inuye en formadirecta sobre las características de los escurrimientos uviales y sobre la amplitud de lasuctuaciones. Área de la micro cuenca del la Presa Opamayo (A) es = 826.9623 Km2
  • 10. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca1.11. Forma de Cuenca: Es la que determina la distribución de las descargas de agua a lo largo del cursoprincipal o cursos principales, y es en gran parte responsable de las características de lascrecientes que se presentan en la cuenca. Es expresada por parámetros, tales como el Ancho Promedio, Coeciente de Compa-cidad y el Factor de forma.1.11.1. Ancho promedio: Es la relación entre el área de la cuenca y la longitud mayor del curso del río, laexpresión es la siguiente: Dónde: f (A) Ap = f (L) Ap = Ancho promedio de Ia cuenca (Km) A = Área de la cuenca A = Longitud Mayor del Rio Ancho Promedio (Ap) Micro cuenca, Ap Huarmislla = 2.73 Km1.11.2. Coeciente de compacidad (Kc): Constituye la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunfe-rencia cuya área - igual a la de un círculo - es equivalente al área de la cuenca en estudio.Su formula es la siguiente: Kc = 0,2821 ∗ (P ) (A) Siendo: Kc = Coeciente de Compacidad (Km/Km2) P = Perímetro de la cuenca (Km) A = Área de la cuenca (Km2) Una cuenca se aproximará a una forma circular cuando el valor Kc se acerque a la unidad Cuando se aleja de la unidad, presente una relación irregular con relación al círculo. Si este coeciente fuera igual a la unidad, signica que habrá mayores oportunidades de crecientes debido a que los tiempos de Concentración, Tc (duración necesaria para que una gota de agua que cae en el punto más alejado de aquella, llegue a la salida o desembocadura), de los diferentes puntos de la cuenca serían iguales. De igual modo, cuanto mayor sea el valor de Kc, también será mayor el tiempo de concentración de las aguas y. por tanto, estará menos propensa a una inundación. Generalmente en cuencas muy alargadas el valor de Kc, es mayor que 2. Coeciente de Compacidad o índice de Gravelius (Kc) para la cuenca del río Opa- mayo, Área del Proyecto Kc Opamayo = 0.1197 Un valor de Kc. menor que 1. Nos indica una cuenca de forma circular, siguiendo el desarrollo de su curso principal, debiendo estar más expuesta a las crecientes que una cuenca de forma redondeada.
  • 11. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca1.11.3. Factor de Forma (Ff): Es otro índice numérico con el que se puede expresar la forma y la mayor o menor tendencia a crecientes de una cuenca. Es la relación entre el ancho promedio de la cuenca (Am) y la longitud del curso de agua mas largo (L). La expresión es la siguiente. (Ap ) Ff = (L) Siendo: Ff = Factor de Forma Ap = Ancho promedio de la cuenca (Km) L = Longitud del curso mas largo (Km) cuenca con Factor de Forma bajo, está sujeta a menos crecientes que otra del mismo tamaño pero con un Factor de Forma mayor. Este valor es adimensional. Factor de Forma (Ff ) de Cuenca de la Presa Opamayo Ff Opamayo = 0.599 Con este valor de Ff , la cuenca del Rio Opamayo está sujeta a crecientes continuas regulares.1.12. HISTOGRAMA DE LA CUENCA:
  • 12. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca
  • 13. Capítulo 2UBICACIÓN POLÍTICAPROVINCIAL:2.1. UBICACIÓN POLÍTICA PROVINCIAL DE LA CUENCA DEL RÍO OPAMAYO: FIG.01 CUENCA HIDROLOGICA
  • 14. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Escuela Academica Ingenieria Civil-Hvca2.2. UBICACIÓN POLÍTICA DISTRITAL DE LA CUEN- CA DEL RÍO OPAMAYO: FIG.02 MAPA DE ANGARAES