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Gobierno Regional de Cajamarca – Gerencia Sub Regional Chota Elaboración del Estudio de Pre Inversión a Nivel de Factibilidad del Proyecto: “Construcción del Sistema de Irrigación Cochabamba” Estudio Hidrológico Pág. 1

2.- ESTUDIO HIDROLOGICO

CONTENIDO 1

GENERALIDADES 4

1.1

INTRODUCCION 4

1.2

ANTECEDENTES 4

1.3

OBJETIVOS DEL ESTUDIO 5

1.3.1

OBJETIVO GENERAL 5

1.3.2

OBJETIVO ESPECIFICO 5

1.4

JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO (PARA EL CUAL SE REQUIERE EL AGUA) 5

2

EVALUACION HIDROLOGICA 6

2.1

DESCRIPCION GENERAL DE LA CUENCA Y DEL CURSO PRINCIPAL DE LA FUENTE NATURAL 6

2.1.1

UBICACION Y DEMARCACION DE LA UNIDAD HIDROGRAFICA 6

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2.1.2

ACCESIBILIDAD – VIAS DE COMUNICACIÓN 6

2.1.3

ASPECTOS SOCIOECONOMICOS 8

2.1.3.1

POBLACIÓN 8

2.1.3.2

ÁREA BENEFICIADA 8

2.1.3.2.1

CONDICIÓN, TENENCIA Y TAMAÑO DE LA TIERRA 8

2.1.3.2.2

USO ACTUAL DE LA TIERRA 8

2.1.3.3

PRODUCCIÓN AGRÍCOLA 9

2.1.3.3.1

CÉDULA DE CULTIVOS 9

2.1.3.3.2

ANÁLISIS DE LAS VARIABLES DE LA PRODUCCIÓN ACTUAL 9

2.1.3.3.3

PRODUCCIÓN PECUARIA 10

2.1.3.4

CONDICIONES ACTUALES EN LAS QUE SE ATIENDE EL SERVICIO 11

2.1.4

GEOMORFOLOGIA 11

2.1.4.1

AREA (A) 11

2.1.4.2

PERÍMETRO (P) 12

2.1.4.3

LONGITUD MAYOR (L) 12

2.1.4.4

FORMA 12

2.1.4.4.1

ANCHO PROMEDIO (AP) 12

2.1.4.4.2

ÍNDICE DE COMPACIDAD O ÍNDICE DE GRAVELIOUS (K)

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13 2.1.4.4.3

FACTOR DE FORMA (FF) 14

2.1.4.5

PENDIENTE MEDIA 14

2.1.4.6

RED DE DRENAJE 15

2.1.4.6.1

ORDEN DE LAS CORRIENTES 15

2.1.4.6.2

DENSIDAD DE DRENAJE 16

2.1.4.7

TOPOGRAFÍA Y FISIOGRAFÍA 17

2.1.4.8

HIDROGRAFÍA 17

2.1.4.8.1

CUENCA DEL RIO CHANCAY 17

2.1.4.8.2

CUENCA DEL RIO CONCHANO 17

2.1.4.8.3

CUENCA DEL RIO CHOTANO 18

2.1.4.9

CLIMA 18

2.1.4.10

TEMPERATURA 18

2.1.4.11

HUMEDAD DEL AIRE 20

2.1.4.12

PRECIPITACIÓN 20

2.1.4.13

VIENTO 20

2.1.4.14

RESUMEN CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS PRINCIPALES 21

2.2

ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA E HIDROMETRICA

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21 2.2.1

RED METEOROLOGICA 21

2.2.1.1

PARA PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (EN MM/MES) 22

2.2.1.2

PARA PRECIPITACIÓN EN 24 HORA (EN MM/24H) 22

2.2.2

TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA E HIDROMETRICA 25

2.2.2.1

PARAMETRO: PRECIPITACION MENSUAL (mm/mes) 25

2.2.2.1.1

ANÁLISIS DE CONSISTENCIA 25

2.2.2.1.2

COMPLETADO Y EXTENSIÓN 27

2.2.2.2

PARAMETRO: PRECIPITACION EN 24 HORAS 29

2.3

DISPONIBILIDAD HIDRICA 32

2.3.1

DISPONIBILIDAD DE AGUA MENSUALIZADO 32

2.3.1.1

DISPONIBILIDAD DEL RIO CHOTANO 32

2.3.1.1.1

ANALISIS DE DISPONIBILIDAD RIO CHOTANO DESPUES DE DERIVACION TUNEL CHOTANO 35

2.3.1.2

DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO BAJO TUNEL CHOTANO -LA QDA. TONDORA 38

2.3.1.2.1

ECUACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO 38

2.3.1.2.2

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO 38

2.3.1.2.3

PRECIPITACIÓN EFECTIVA 39

2.3.1.2.4

RETENCIÓN DE LA CUENCA

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40 2.3.1.2.5

RELACIÓN ENTRE DESCARGAS Y RETENCIÓN 41

2.3.1.2.6

COEFICIENTE DE AGOTAMIENTO 41

2.3.1.2.7

ALMACENAMIENTO HÍDRICO 42

2.3.1.2.8

ABASTECIMIENTO DE RETENCIÓN 43

2.3.1.2.9

DETERMINACIÓN DEL CAUDAL MENSUAL PROMEDIO 44

2.3.1.2.10 GENERACIÓN DE CAUDALES MENSUALES PARA PERIODOS EXTENDIDOS 44 2.3.1.2.11 RESULTADO DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO AGUAS ABAJO DEL TUNEL CHOTANO 45 2.3.1.2.12 RESULTADO DISPONIBILIDAD QDA. TONDORA 48 2.4

ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS CON FINES DE DISEÑO PARA LAS ESTRUCTURAS DE DERIVACIÓN PROPUESTAS EN EL PLANTEAMIENTO HIDRÁULICO 51

2.4.1

ANALISIS DE ESTADISTICO 51

2.4.1.1

ESTACIÓN LAJAS 51

2.4.1.2

ESTACIÓN CHOTA 52

2.4.1.3

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN 53

2.4.1.3.1

MÉTODO DE KIRPICH (EN MIN) 53

2.4.1.3.2

MÉTODO CALIFORNIA CURVERTSPRACTICE (EN MIN) 53

2.4.2

PARÁMETROS DEL MÉTODO SCS PARA CALCULAR EL HIDROGRAMA DE AVENIDAS 54

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2.4.3

MÉTODO SCS PARA CALCULAR EL HIDROGRAMA DE AVENIDAS (MODELO HMS) 58

2.4.4

DISPONIBILIDAD EN RESERVORIOS 63

2.4.5

AGUA DE RECUPERACIÓN 63

2.5

USOS Y DEMANDAS DE AGUA 63

2.5.1

CEDULA DE CULTIVO MARGEN DERECHA 63

2.5.2

DEMANDA DE AGUA – MARGEN DERECHA 66

2.5.3

CEDULA DE CULTIVO MARGEN IZQUIERDA 67

2.5.4

DEMANDA DE AGUA – MARGEN IZQUIERDA 69

2.5.5

DEMANDA HIDRICA TOTAL 70

2.6

BALANCE HIDRICO 70

2.6.1

CON OFERTA AL 75% DE PERSISTENCIA 70

2.6.2

CON OFERTA PROMEDIO 71

3

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 72

3.1

CONCLUSIONES 72

3.2

RECOMENDACIONES 72

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1 GENERALIDADES 1.1

INTRODUCCION El agua es un recurso natural potencialmente renovable, vulnerable, indispensable para la vida, con un alto valor considerado vital, que forma parte de todos los seres vivos y necesario para todo tipo de actividades humanas, sin embargo a pesar de su importancia el agua es uno de los recursos más deficientemente utilizados, sin embargo es mucha veces utilizado como un recurso inagotable. Se hace necesario, por tanto, establecer las políticas necesarias para conservar tan importante e indispensable recurso. El agua es considerado patrimonio de la Nación y su dominio es inalienable e imprescriptible, el uso de agua se otorga y ejerce en armonía con la protección ambiental. Por ello, el estado Peruano bajo el principio de sostenibilidad, ha generado los lineamientos para el uso racional de agua, dentro del marco de aprovechamiento sostenible de los recursos naturales, que propone una gestión integrada y eficiente del mismo. El Proyecto de Irrigación Cochabamba, es un proyecto de infraestructura de riego que permitirá sostener y potenciar la capacidad productiva agrícola de la zona, lo que le da el carácter de proyecto productivo y es racional porque busca el aprovechamiento eficiente y económico del recurso agua en el mejoramiento de riego de 600 ha. El abastecimiento del Proyecto tiene como fuente de agua previsto en un primer momento la disponibilidad excedente del río Chotano y el caudal producido por la Qda. Tondora con un volumen total anual de 7.41 y 8.25 MMC respectivamente haciendo un total de 15.66 MMC, estos valores obtenidos de un primer estudio han sido refrendados a través del Decreto Supremo N° 024-2008-AG que otorga la Reserva de Agua del Proyecto. Sin embargo, el presente estudio pretende realizar un análisis más exhaustivo para determinar la oferta hídrica para el abastecimiento de agua a las áreas a irrigar con el Proyecto Cochabamba. El estudio se encuentra estructurado de acuerdo a las directrices y disposiciones de la Ley N° 29338, Ley de Recursos Hídricos, al Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos aprobado por Decreto Supremo N° 001-2010-AG, que reglamenta el otorgamiento de la licencia de uso de aguas y la Resolución Jefatural N° 579-2010-ANA que aprobó el Procedimiento para el Otorgamiento de Derechos de Uso de Agua, que contiene los requisitos específicos, plazos y trámites requeridos, así como su modificatoria con la Resolución Jefatural 297-2011-ANA.

1.2

ANTECEDENTES La primera ocasión que se tuvo de analizar este problema fue en el año 1959, cuando el ex Ministerio de Fomento y Obras Públicas, desarrolló el Estudio de Irrigación de Cochabamba con la finalidad de irrigar 40 ha. Más adelante, los agricultores de la zona con ayuda de FONCODES desarrollaron algunas obras menores y rústicas como es el caso de la Bocatoma

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Piedra Rota, y los canales Tayapampa, Cushque, Bebedero en la margen izquierda; y El Orje, La Playa, Chaguindopampa y Pinshusho en la margen derecha. Todas estas obras, irrigan una cantidad de hectáreas mucho menor que las que beneficiara el proyecto y con un bajo nivel de eficiencia. En el año 1975 el ex Ministerio de Fomento y Obras Públicas, llevó a cabo la elaboración del estudio de irrigación Cochabamba, cuya finalidad era la irrigación de parte del valle de Cochabamba. El proyecto plantea la construcción de una bocatoma en el lugar denominado La Peña Rota, en la margen izquierda del río Chotano. En dicho estudio se proyectó la construcción de un canal conductor, para un caudal de 40 lps. Actualmente a través del Decreto Supremo N° 024-2008-AG del 6 de Octubre del 2008, el Ministerio de Agricultura reserva a favor del Proyecto Irrigación Cochabamba del Gobierno Regional de Cajamarca, las aguas superficiales provenientes del rio Chotano y de la quebrada Tondora, por un plazo de dos (2) años contados a partir de la publicación del presente Decreto Supremo, con un volumen anual de 15.66 MMC. El otorgamiento de licencia de usos de agua con cargo a la reserva de agua está supeditado a la aprobación por parte de la Autoridad Nacional del Agua, del estudio hidrológico y el plan de aprovechamiento hídrico incluyendo los caudales ecológicos del río Chotano y la quebrada Tondora. 1.3

OBJETIVOS DEL ESTUDIO

1.3.1 OBJETIVO GENERAL El objetivo de estudio es la evaluación hidrológica del rio Chotano y la quebrada Tondora a fin de establecer las condiciones para el aprovechamiento hídrico con fines de abastecimiento de agua a 600 ha en el valle de Cochabamba. 1.3.2 OBJETIVO ESPECIFICO El presente estudio tiene como objetivos específicos los siguientes:  Determinar la Disponibilidad Hídrica del excedente del rio Chotano y la Qda. Tondora  Determinar los Caudales de Máximas Avenidas del rio Chotano en la sección donde se proyecta la Bocatoma, a fin de diseñar esta estructura de captación del proyecto.  Determinar las Demandas afectas al excedente del rio Chotano y la Qda. Tondora conformada por el Caudal Ecológico, demanda Poblacional, demanda minera, entre otras.  Establecer la calidad de agua del rio Chotano y la Qda. Tondora  Elaboración del Balance Hídrico mensualizado del Proyecto. 1.4

JUSTIFICACIÓN DEL ESTUDIO (PARA EL CUAL SE REQUIERE EL AGUA) Actualmente la zona de estudio en el distrito de Chochabamba tiene una limitada capacidad de riego por falta de disponibilidad y oportunidad del recurso hídrico, lo cual ocasiona un incipiente desarrollo de la actividad agrícola y agropecuaria, originando retraso en la capacidad productiva en el proceso

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de desarrollo socioeconómico del distrito de Chochabamba, provincia de Chota en la Región Cajamarca. Por ello, el estudio hidrológico permitirá evaluar las condiciones hídricas de los excedentes del rio Chotano y la disponibilidad de la Qda. Tondora para el abastecimiento de agua a 600 ha beneficiadas del Proyecto, estableciendo su óptimo aprovechamiento. 2 EVALUACION HIDROLOGICA 2.1

DESCRIPCION GENERAL DE LA CUENCA Y DEL CURSO PRINCIPAL DE LA FUENTE NATURAL

2.1.1 UBICACION Y DEMARCACION DE LA UNIDAD HIDROGRAFICA El proyecto de Irrigación Chochabamba, que beneficia a 600 ha se emplaza principalmente en el distrito de Cochabamba, provincia de Chota, en la región de Cajamarca, sin embargo el área de evaluación hidrológica se desarrolla en la cuenca del rio Chotano que incluye la Qda. Tondora hasta la bocatoma proyectada del proyecto, por ello con respecto a su ubicación tenemos la siguiente descripción: Ubicación Política La zona de estudio políticamente tiene la siguiente ubicación:    

Localidad Distrito Provincia Departamento

: : : :

Cochabamba Chochabamba, Lajas y Chota. Chota. Cajamarca.

Ubicación Geográfica El estudio de hidrológico para la Irrigación Cochabamba se desarrollara en coordinadas geográficas entre LATITUD 6°26’ 03” – 6°40’53” y LONGITUD 78° 47’ 52” – 78° 38’ 53”. La captación del estudio de la disponibilidad de las aguas de la Quebrada Tondora, tiene la siguiente descripción: COORDENADAS UTM (WGS FUENTE DE AGUA

84) DEL PUNTO DE CAPTACIÓN (M)

Bocatoma Proyectada

17M 742737 E - 9 279797 S

ALTITUD (MSNM) 1,919

Esta estructura se encuentra aguas debajo de la confluencia del rio Chotano y la quebrada de Tondora, la cual se ubica entre las coordenadas UTM (WGS 84): Zona 17M 742192 E – 9 280602 S, a una altitud de 1,921 msnm.

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2.1.2 ACCESIBILIDAD – VIAS DE COMUNICACIÓN Desde la ciudad de Lima, como punto de partida para la comunicación vial con el resto del país, se puede llegar a la zona de estudio mediante la Carretera Panamericana Norte. Ésta es la mejor vía que comunica la ciudad de Lima con Chiclayo, pasando Pacasmayo en el kilómetro 667, localidad de Ciudad de Dios, parte el desvío a Cajamarca. Es recomendable seguir hasta la ciudad de Chiclayo, de donde se sigue por una carretera asfaltada sólo hasta Chongoyape. A partir de ahí se sigue por una trocha carrozable en buen estado pasando por Llama y Huambos para luego llegar a Cochabamba.

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2.1.3 ASPECTOS SOCIOECONOMICOS 2.1.3.1 POBLACIÓN La población del área del proyecto forma parte de la población del distrito de Cochabamba que, según el Censo de 1993, comprende una población total de 7 603 habitantes. Según el censo del INEI, al 2005, la población sería de 7 098 habitantes. Dicha población, representa el 0,52% del total del departamento de Cajamarca y el 4,27%, del total de la provincia de Chota. La Población Económicamente Activa del área de referencia está formada por un contingente de 2 178 habitantes, entre los 6 y más años de edad y de 2 040 habitantes entre los 15 y más años de edad, según el Censo de 1993. El sector agropecuario ocupa el 62% de la PEA, que se constituye, de esta manera, en la principal fuente de trabajo, siguiéndole; con una importancia relativa marcadamente menor, las ramas de actividad económica de industrias manufactureras, el comercio al por mayor y por menor, la administración pública y defensa. De la población del área de estudio, el 89,84% tienen necesidades básicas insatisfechas, el 20,75% habitan viviendas físicamente inadecuadas, 58,61% en condiciones de hacinamiento y 28,13% habitan viviendas sin desagüe. El 28,13%, de la población tiene alta carga o dependencia económica y existe población que tiene cinco necesidades básicas insatisfechas pero es mínima, representando sólo el 1,58%. 2.1.3.2 ÁREA BENEFICIADA El área beneficiada del proyecto forma parte de la superficie de cultivo del distrito de Cochabamba, provincia de Chota, departamento de Cajamarca. 2.1.3.2.1 CONDICIÓN, TENENCIA Y TAMAÑO DE LA TIERRA Un aspecto notable que destacar de la condición jurídica de los productores del área de estudio es que el 4,4% son comunidades campesinas que manejan sólo el 6,2% de la tierra; y el 95% son personas naturales, que poseen el 93% de la tierra. De la misma manera que la condición jurídica de los productores, se destaca el régimen de tenencia indica un 51,62%, de las unidades agropecuarias con 57,12%, de la tierra, cuya propiedad se encuentra con título registrado: por otro lado cabe destacar que sólo el 2,34%, de la tierra se encuentra sin trámite de titulación y sólo se encuentra en posesión del 3,95%, de las unidades agropecuarias. CONSORCIO COCHABAMB

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En el área de estudio predominan las unidades agropecuarias menores de 10,00 ha, pues el 91,9% de la UA, tienen el 65,71% de la tierra, con un promedio de 1,48 ha/UA. Las UA de 50 a menos de 100 ha, representan el 3,37% del total, en posesión del 0,23% de la tierra, con un promedio de 63,33 ha/UA. Por último, sólo existe una unidad agropecuaria con más de 100 ha, la cual representa el 0,08%, en posesión del 1,90% de la tierra, con un promedio de 107,50 ha/UA. 2.1.3.2.2 USO ACTUAL DE LA TIERRA El Censo Nacional Agrario de 1994, revela que las unidades agropecuarias con superficie agrícola se extienden sobre una superficie de 3 344 ha; de las cuales, el 32,08%, del área se destina a cultivos transitorios. Los cultivos permanentes sólo representan el 0,42%, del área de estudio, destacando los pastos cultivados. Por su parte, la superficie no agrícola alcanza una superficie de 2 300,55 ha. Asimismo, se puede notar que del total de superficie agrícola, sólo se encuentran bajo riego 435,25 ha (13,01%); mientras que, la superficie agrícola en secano alcanza la extensión de 2 909,73 ha (86,99%) 2.1.3.3 PRODUCCIÓN AGRÍCOLA 2.1.3.3.1 CÉDULA DE CULTIVOS La superficie cultivada actual del área de estudio comprende 600,00 ha, totalmente sembradas en Primera Campaña, que se inicia en setiembre, con las primeras labores de preparación del terreno y, luego entre noviembre y diciembre se realizan las siembras, que se prolongan, en ciertos casos hasta enero. El inicio de la Campaña Agrícola se da con las primeras lluvias y, entre noviembre y diciembre, se presenta la temporada de lluvias propiamente dicha. Existen 245 ha, que se cultivan bajo riego, en condiciones precarias y de manera insuficiente y en peores condiciones se conducen 355 ha en secano, debido a que las precipitaciones son siempre una incertidumbre. Los cultivos de mayor importancia son: el maíz amiláceo, la papa, la arveja, según se muestra en el cuadro siguiente: CUADRO N° 01 CÉDULA DE CULTIVOS ACTUAL DEL ÁREA DEL PROYECTO (En ha) Área del Proyecto Cultivos Bajo Riego

Primera Campaña Segunda Campaña

Total

245.00

0.00

245.00

Maíz amiláceo

50.00

0.00

50.00

Papa

35.00

0.00

35.00

Arveja

20.00

0.00

20.00

Frijol

65.00

0.00

65.00

Alfalfa y otros pastos Cultivos en Secano

75.00

0.00

75.00

705.00

0.00

705.00

Maíz amiláceo

320.00

0.00

320.00

Papa

200.00

0.00

200.00

Arveja

150.00

0.00

150.00

Frijol

35.00

0.00

35.00

Alfalfa y otros pastos Total

0.00

0.00

0.00

950.00

0.00

950.00

Fuente: Elaboración Propia. En base a trabajo de campo

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2.1.3.3.2 ANÁLISIS DE LAS VARIABLES DE LA PRODUCCIÓN ACTUAL Los volúmenes de producción de mayor relevancia y de interés comercial están constituidos por la papa, con 1 597 t; seguido del maíz amiláceo con 510 t, entre otras. El valor neto total de producción, se calcula en US$ 132 529.65 (producto de la formación de un valor bruto equivalente a US$ 668 023.89 y un costo total equivalente a US$ 535 494.23, determinado por los cultivos de: maíz amiláceo y papa que, en conjunto forman el 64%, del valor neto de producción. La agricultura de secano representa el 66% del valor neto total. El valor neto de producción promedio por hectárea es equivalente a US$ 139 anuales. CUADRO N° 02 VARIALES DE PRODUCCIÓN ACTUAL (Nuevos Soles) Volumen de Producción

Área del Proyecto

Valor Bruto de Costo Total de Producción Producción

Valor Neto de Producción

Cultivos Bajo Riego Maíz amiláceo

110 000

41 671. 92

32 784. 41

8 887. 52

Papa

297 500

45 170. 71

36 908. 06

8 262. 65

Arveja

40 000

20 165. 39

16 526. 14

3 639. 25

143 000

37 840. 05

29 126. 60

8 713. 45

1 500 000

63 910. 63

48 449. 03

15 461. 59

Frijol Alfalfa y otros pastos Cultivos en Secano Maíz amiláceo Papa

400 000

151 534. 27

127 178. 34

24 355. 93

1 300 000

197 384. 61

154 674. 63

42 709. 99

195 000

98 306. 29

79 271. 76

19 034. 53

45 500

12 040. 02

10 575. 27

1 464. 74

0 4 031 000

0.00 668 023. 89

0.00 535 494. 23

0.00 132 529. 65

Arveja Frijol Alfalfa y otros pastos Total Fuente: Elaboración propia.

2.1.3.3.3 PRODUCCIÓN PECUARIA A nivel distrital, según el censo agropecuario de 1994, el total de cabezas de ganado alcanza las 3 400 cabezas. Siendo el número de toros y vacas los más destacados, 1 310 y 1 060 cabezas, respectivamente. CUADRO N° 03 POBLACIÓN DE GANADO VACUNO POR CATEGORÍAS A NIVEL DISTRITAL Categoría

Nro . Cabezas

Vacas

1060

Vaquillonas

227

Terneros y terneras

679

Toros Toretes Bueyes Total de cabezas

1310 92 32 3400

III Censo Nacional Agropecuario.1994 CONSORCIO COCHABAMB

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El análisis de la actividad pecuaria, en el área directamente beneficiada por el proyecto, nos permite observar que existen 75 ha de alfalfa y otros pastos, cuyo rendimiento alcanzan sólo las veinte toneladas por hectárea, esto debido a los bajos niveles de aplicación de riego y la ausencia del recurso hídrico. El ganado en dicha área se maneja de una manera extensiva, motivo por el cual sólo consumen por alimentación, una cantidad de pastos equivalente al 6% de su peso (lo normal es que consuman aproximadamente el 10% de su peso). Tenemos que, estas 75 ha producen en total 1 500 toneladas, que permiten cubrir sólo la alimentación de 205 cabezas (dentro del área de estudio) con un peso promedio de 335 Kg., muy por debajo de los 400 kg., que en mejores condiciones deberían alcanzar los animales. 2.1.3.4 CONDICIONES ACTUALES EN LAS QUE SE ATIENDE EL SERVICIO Como consecuencia de la operación del túnel Chotano, desde el año 1956, cada año después de las lluvias por operación se transvasa casi la totalidad del río Chotano, matando al ecosistema ribereño y dejando sin agua al tramo del río entre la bocatoma de derivación al túnel y la quebrada Tondora, situación que obliga a desarrollar una agricultura de subsistencia, alcanzando a irrigar solamente 245 ha por gravedad, aprovechando los aportes de las quebradas Tondora, El Rejo, Ramírez y El Franco, a través de una infraestructura inadecuada e insuficiente, cuyas bocatomas rústicas en algunos años son arrasadas por la avenida y deben volverse a reubicar y reconstruir. Así mismo, los canales en tierra sufren problemas de avería o ingreso de sedimentos a la caja del canal. Los principales peligros para la infraestructura de riego lo constituyen las áreas propensas a deslizamientos entre la quebrada La Tondora y la Quebrada El Rejo; por lo que, la bocatoma se recomienda ubicarla en un lugar estable del cauce del río Chotano y luego de un primer tramo del canal margen izquierda proyectar la construcción de un sifón para pasar el agua hacia la margen derecha y continuar con el canal margen derecha. Además es necesario considerar la construcción de conductos cubiertos en cruce de quebradas, construcción de canoas en el cruce de riachuelos, para evitar, que durante las lluvias, ingrese el agua de escorrentía superficial con sedimentos a la caja del canal. 2.1.4 GEOMORFOLOGIA Las características morfológicas de las cuencas y sub-cuencas de la zona de estudio como área total, perímetro, longitud, altura máxima y mínima, han sido determinadas a través de la información topográfica de las cartas nacionales (escala 1:100,000), procesada a través del ArcHydro 9 (en plataforma ARC GIS 9.3), con lo cual se ha procesado el modelo digital del terreno, hidrografía, delimitación de cuenca, entre otros, los principales resultados son los siguientes: 2.1.4.1 AREA (A) El área o superficie de la cuenca está limitada por la divisoria de agua (divortium acuarum), que es una línea que separa la superficie de terreno cuyo drenaje fluye hacia el curso de agua. Se refiere al área proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular y se obtiene después de delimitar la cuenca. Como parte de la evaluación hidrológica tenemos los siguientes: CONSORCIO COCHABAMB

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Área de la Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la Qda. Tondora  A = 411.32 Km2 Área de la Cuenca de la Qda. Tondora  A= 40.93 Km 2 Área de la cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  A= 452.25 Km2 2.1.4.2 PERÍMETRO (P) Se refiere al borde de la forma de la microcuenca proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular, se obtiene después de delimitar la microcuenca. El perímetro de la cuenca está definido por la longitud de la línea del divisorio de aguas (divortium acuarum). Perímetro de la cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la qda. Tondora  P= 132.3 Km2 Perímetro de la cuenca de la Qda. Tondora  P= 35.50 Km2 Perímetro de la cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  P= 139.92 Km2 2.1.4.3 LONGITUD MAYOR (L) Recibe este nombre, el mayor cauce longitudinal que tiene una cuenca determinada, es decir, el mayor recorrido que realiza la quebrada desde la cabecera de la cuenca, siguiendo lodos los cambios de dirección o sinuosidades hasta un punto fijo de interés, que puede ser una estación de aforo o desembocadura. Longitud mayor cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la qda. Tondora  L= 36.9 Km2 Longitud mayor cuenca de la Qda. Tondora  L= 8.8 Km Longitud mayor cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  L= 36.9 Km2 2.1.4.4 FORMA Es la que determina la distribución de las descargas de agua a lo largo del curso principal o cursos principales, y es en gran parte responsable de las características de las crecientes que se presentan en la cuenca.

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Es expresada por parámetros, tales como el Ancho Promedio, Coeficiente de Compacidad y el Factor de forma 2.1.4.4.1 ANCHO PROMEDIO (AP) Es la relación entre el área de la cuenca y la longitud mayor del curso de la quebrada, la expresión es la siguiente: Ap 

A L

Dónde: Ap = Ancho promedio de Ia cuenca A = Área de la cuenca L = Longitud mayor del curso de la quebrada Reemplazando tenemos: Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la qda. Tondora  Ap= 11.15 Km Cuenca de la Qda. Tondora  Ap= 4.65 Km Cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  Ap = 12.26 Km 2.1.4.4.2 ÍNDICE DE COMPACIDAD O ÍNDICE DE GRAVELIOUS (K) El índice de compacidad de una cuenca definida por Gravelious, expresa la relación entre el perímetro de la cuenca, y el perímetro equivalente de una circunferencia, que tiene la misma área de la cuenca, es decir: K = perímetro de la cuenca/ perímetro de un círculo de igual área K = P/ Po = P/ 2 pi *r …. (1) A = pi*r2……. (2) Reemplazando (2) en (1), se tiene:

K  0.28 * P /

A

Siendo: K = P = CONSORCIO COCHABAMB

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A = Pi = r =

Área de la cuenca 3.1416 Radio de una circunferencia.

El índice ce compacidad, trata de expresar la influencia del perímetro y el área de una cuenca en la escorrentía, particularmente en las características del hidrograma. Si K = 1, la cuenca será de forma circular; por lo general para cuencas alargadas se espera que K sea mayor que 1. Las cuencas de forma alargada, reducen las probabilidades, de que sean cubiertas en su totalidad por una tormenta, lo que afecta en la respuesta que se presenta en la quebrada. Índice de Compacidad o índice de Gravelious (K) para las cuencas en estudio son los siguientes: Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la Qda. Tondora  K = 1.55 (Forma Alargada) Cuenca de la Qda. Tondora  K = 1.83 (Forma Alargada) Cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  K = 1.84 (Forma Alargada) 2.1.4.4.3 FACTOR DE FORMA (FF) El Factor de forma, permite apreciar la tendencia de la cuenca a las crecientes. En caso de ser alargada, es menos propensa a que una tormenta cubra toda la superficie de la cuenca. Es la relación entre el ancho promedio de la cuenca (Ap) y la longitud del curso de agua más largo (L). La expresión es la siguiente: Ff



Ap L

Siendo: Ff = Ap = L =

Factor de Forma Ancho promedio de la cuenca (Km) Longitud del curso más largo (Km)

Factor de Forma (Ff) de Cuenca en estudio es la siguiente: Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la qda. Tondora  Ff =0.30 Cuenca de la Qda. Tondora  Ff =0.53 CONSORCIO COCHABAMB

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Cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  Ff =0.33 Con este valor de Ff, las cuencas en estudios están sujetas a crecientes continuas regulares. 2.1.4.5 PENDIENTE MEDIA El conocimiento de la pendiente media de la quebrada de la microcuenca, es un parámetro importante, en el estudio del comportamiento del recurso hídrico. El agua superficial concentrada en los lechos fluviales escurre con una velocidad que depende directamente de la declividad de éstos, así a mayor declividad habrá mayor velocidad de escurrimiento. La pendiente media de la quebrada es un parámetro empleado para determinar la declividad de un curso de agua entre dos puntos. En general, la pendiente media de un cauce de un río o quebrada, se puede considerar como el cociente, que resulta de dividir el desnivel de los extremos de la quebrada, entre la longitud horizontal de dicho tramo. Se determina mediante la siguiente expresión: Ic = (HM – Hm.)/L

Siendo: Ic = Pendiente media de la cuenca L = longitud de la quebrada HM y Hm. = Altitud máxima y mínima del lecho de la quebrada, referidas al nivel medio de las aguas del mar. La pendiente media del cauce principal de las Cuencas en Estudio son las siguientes: Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la Qda. Tondora  Ic = 0.05 m/m. Cuenca de la Qda. Tondora  Ic = 0.15 m/m. Cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  Ic = 0.05 m/m. 2.1.4.6 RED DE DRENAJE La red de drenaje de la cuenca, se refiere a las trayectorias o al arreglo que guardan entre sí, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella. Es otra característica importante en el estudio de una cuenca, ya que manifiesta la eficiencia de la red de drenaje en el escurrimiento resultante; es decir la rapidez con que desaloja la cantidad de agua que recibe. La forma de drenaje, proporciona también indicios de las condiciones del suelo y de la superficie de la cuenca. Las características de una red de drenaje, pueden describirse principalmente de acuerdo con: CONSORCIO COCHABAMB

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2.1.4.6.1 ORDEN DE LAS CORRIENTES El orden de las corrientes, es una clasificación que proporciona el grado de bifurcaciones dentro de la cuenca. El procedimiento más común para esta clasificación, es considerar como corrientes de orden uno, aquellos que no tienen ningún tributario; de orden dos, a los que solo tienen tributarios de orden uno; de orden tres, aquellas corrientes con dos o más tributarios de orden dos, etc. Así el orden de la principal, indicará la extensión de la red de corrientes dentro de la cuenca. El orden de las corrientes de la cuenca en estudio son las siguientes: Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la Qda. Tondora  3er Orden Cuenca de la Qda. Tondora  2do Orden Cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  3er Orden 2.1.4.6.2 DENSIDAD DE DRENAJE Esta característica se expresa como la relación entre la longitud de las corrientes de una cuenca (Li) y el área total de la misma (A). Valores altos de densidad refleja una cuenca muy bien drenada que debería responder relativamente rápido al influjo de la precipitación, es decir que las precipitaciones influirán inmediatamente sobre las descargas de las quebradas (Tiempos de Concentración cortos). Una cuenca con baja densidad de drenaje refleja un área pobremente drenada con respuesta hidrológica muy lenta. Una baja densidad de drenaje es favorecida en regiones donde el material del subsuelo es altamente resistente bajo una cubierta de vegetación muy densa y de relieve plano. La densidad de drenaje tiene valores bajos en ciertas regiones desérticas de topografía plana y terrenos arenosos, y a un valor alto en regiones húmedas, montañosas y de terrenos impermeables. Esta última situación es la más favorable, pues si una cuenca posee una red de drenaje bien desarrollada, la extensión medía de los terrenos a través de los cuales se produce el escurrimiento superficial es corto y el tiempo en alcanzar los cursos de agua también será corto; por consiguiente la intensidad de las precipitaciones influirá inmediatamente sobre el volumen de las descargas de las quebradas. La expresión es la siguiente: Dd 

Li A

Siendo: CONSORCIO COCHABAMB

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Dd = Li = A =

Densidad de drenaje (Km/Km2) Longitud de las corrientes de agua (Km) Área de la cuenca (Km2)

Reemplazando tenemos: Cuenca del rio Chotano hasta la confluencia con la qda. Tondora  Dr = 0.56 Km/Km2 Cuenca de la Qda. Tondora  Dr = 0.78 Km/Km2 Cuenca rio Chotano hasta la Bocatoma Proyectada  Dr = 0.58 Km/Km2 Por consiguiente las cuencas en estudios tienen un drenaje bueno. 2.1.4.7 TOPOGRAFÍA Y FISIOGRAFÍA La zona es de relieve abrupto con laderas pronunciadas que alcanza hasta 40% de pendiente. La zona presenta típicos valles en U, con depósitos fluviales que corren a lo largo de la cordillera o parte alta adyacentes a los cursos de agua. 2.1.4.8 HIDROGRAFÍA 2.1.4.8.1 CUENCA DEL RIO CHANCAY La cuenca del río Chancay está situada geográficamente entre los meridianos 79°10’ y 80°00’ Longitud Oeste y entre los paralelos 6°10’ y 6°50’ Latitud Sur. La cuenca principal, Chancay, tiene una extensión de 5,309 km2 y está ubicada en los departamentos de Lambayeque y Cajamarca (Provincia de Chota). Limita con las cuencas de los ríos Chotano y La Leche, por el Norte, Jequetepeque y Zaña, por el Sur, Conchano y Llaucano por el Este, y el Océano Pacífico por el Oeste. El río Chancay pertenece a la vertiente del Pacífico, es de régimen irregular, desde sus nacientes en la divisoria continental en altitudes de 4,000 m.s.n.m., hasta su desembocadura en el mar tiene una longitud cercana a los 170 km; en su recorrido recibe los aportes eventuales de los ríos Cañad, San Lorenzo, Cirato y Cumbil. Adicionalmente recibe desde 1958 y 1982, el caudal travasado por las obras de derivación de los ríos Chotano y Conchano, que se ubican en el Departamento de Cajamarca, provincia de Chota, y que pertenecen a la vertiente del Atlántico y se encuentran entre los 2,000 y 3,000 m.s.n.m. El reservorio Tinajones, en operación desde 1965, regula los aportes de las cuencas Chancay y Chotano.

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2.1.4.8.2 CUENCA DEL RIO CONCHANO La cuenca del río Conchano es afluente del río Llaucano y drena un área de 2 km2, hasta la estación de aforos Conchano - Derivación; la fisiografía de la cuenca es bastante accidentada cubierta de vegetación propia de la zona, la actividad económica principal es de ganadería y agricultura. Tres fuentes poco distantes entre sí originan el río Conchano. Por las condiciones geológicas (fuerte carstificación) y por la densa vegetación que existe en la zona, a pesar de que la cuenca es pequeña (2 km2), la derivación del Conchano tiene una aportación relativamente uniforme de 100 – 120 MMC. La derivación del río Conchano al río Chotano, mediante un túnel, capta las aguas directamente aguas abajo de los manantiales. 2.1.4.8.3 CUENCA DEL RIO CHOTANO La cuenca del Río Chotano afluente del río Huancabamba, de la vertiente del Atlántico, drena 355 km2 hasta la estación de de registros hidrométricos o aforos Lajas, ubicada en la localidad el mismo nombre, que registra desde 1958. Las descargas del río Chotano, influenciadas notablemente por la derivación del Conchano que incrementa su caudal considerablemente, son derivadas hacia el río Chancay, mediante un túnel que ha sido puesto en servicio desde 1956, el cual tiene una capacidad de conducción de 31 m3/s. La cuenca drena 355 km2, con una producción de 6 m3/s equivalente a 186.8 MMC anuales, en los cuales se incluyen los 97.14 MMC producidos en la cuenca del Conchano; es decir, la producción de la cuenca del Chotano es de 3 m3/s equivalente a 92.4 MMC. 2.1.4.9 CLIMA El clima de la zona es típico de las cumbres de la Cordillera de los Andes, con temperatura media anual de 19.2 °C y precipitaciones predios anuales de 938 mm, siendo el periodo de mayor precipitación pluvia de diciembre a abril. Conformación geográfica donde los antes dividen las vertientes oriental y occidental, crean una barrera para las masas de aire, tanto para las provenientes de la vertiente del Atlántico, como de la vertiente del Pacífico. Por tal razón, el clima de la zona de estudio presenta unos cambios bruscos o variables, provocados por la influencia de la vertiente del Pacífico con un clima árido y tropical, el centro montañoso y la vertiente del Atlántico, cubierta por la Selva con el clima húmedo. Para caracterizar en forma cuantitativa el clima de la zona del Proyecto que pertenece a la cuenca del río Chotano y el área beneficiada de Cochabamba, se ha tomado como referencia entre otras la información climática registrada en la estación Cochabamba (Latitud 6° 27’ 37”, Longitud 78° 53’ 20”, altitud de 1,942 msnm), la caracterización climática de la zona de estudio es la siguiente:

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2.1.4.10

TEMPERATURA

La temperatura media anual del aire, según los datos registrados en la estación Cochabamba fluctúa entre 13.1°C y 26.4°C, siendo la temperatura máxima de hasta 34.6ºC y la mínima 11.4ºC. En la vertiente del Atlántico, en la zona de ubicación de las obras hidráulicas, la temperatura media anual del aire, medida en la estación meteorológica de Cochabamba es de 19.5° C. La temperatura mensual media, máxima y mínima del aire observada en estación son los siguientes: CUADRO N° 04 Temperatura del Aire Promedio, Máxima, Mínima (°C)

Fuente: SENAMHI

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2.1.4.11

HUMEDAD DEL AIRE

El promedio de la humedad relativa anual del aire en las estaciones meteorológicas adyacente a la zona de estudio se encuentra entre 92 % y 54 %. Las fluctuaciones mensuales de la humedad relativa mensual durante un año es media, alrededor del 25%, en cambio, la diferencia entre la humedad diurna y nocturna es notable, siendo la humedad máxima nocturna en la Vertiente del Pacífico de 75 % a 85 % y la mínima diurna, a las 13, de 45 a 55%. Los datos sobre la humedad relativa de las estaciones adyacentes al proyecto son los siguientes: CUADRO N° 05 Humedad Relativa Media Mensual y Anual (En %)

Fuente: SENAMHI

2.1.4.12

PRECIPITACIÓN

En las cuencas del rio Chotano, en la vertiente del Atlántico, las precipitaciones registradas durante el período desde 1992 hasta 2006, permite obtener distribución de precipitaciones dentro de la cuenca. La cantidad media mensual de precipitaciones según lo registrado en la estación Lajas es la siguiente: CUADRO N° 06 Precipitación Total Mensual (En mm/mes, mm/año)

Fuente: SENAMHI

2.1.4.13

VIENTO

Los vientos predominantes en la vertiente Atlántica durante todo el año tienen dirección Sur y Este, registrando en la estación Limón en la cual los vientos tienen dirección Sur como predominante, fluctúa entre 5 a 7 m/s alcanzando velocidades máximas de 25 m/s.. Según los datos de las estaciones meteorológicas de la vertiente del Pacífico, los vientos que predominan son los que soplan del Oeste y Sur - Oeste con velocidades medias anuales, de 2.1 a 2.2 m/s. En cuanto a los datos de observación sobre el viento de la estación meteorológica de Cochabamba se han registrado como velocidades máximas para el período de observaciones los siguientes:

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CUADRO N° 07 Velocidad De Vienta (En Km/día)

Fuente: SENAMHI

2.1.4.14

RESUMEN CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS PRINCIPALES

Como principales características morfológicas de las cuencas en estudio tenemos las siguientes: CUADRO N°08 PRINCIPALES CARACTERISTICAS MORFOLOGICAS

Fuente: Elaboración Propia

2.2

ANALISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA E HIDROMETRICA

2.2.1 RED METEOROLOGICA De acuerdo a la información disponible, la zona de estudio cuenta con 6 estaciones meteorológicas, las cuales registran principalmente el parámetro de precipitación. La ubicación de estas estaciones es la siguiente: CUADRO N° 09 RED METEOROLOGICA DE LA ZONA DE ESTUDIO

Fuente: SENAMHI – WEB SENAMHI

De acuerdo a los parámetros de medición, ubicación, cantidad de registros, para los diferentes análisis que realizará el estudio, y principalmente de acuerdo a la disponibilidad de venta de información del SENAMHI se ha seleccionado las siguientes estaciones: CONSORCIO COCHABAMB

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2.2.1.1 PARA PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (EN MM/MES) De acuerdo a las consideraciones antes señaladas, para el procesamiento de la precipitación total mensual se ha seleccionado 03 estaciones: CHOTA, CHOTANO-LAJAS y CHANCAY BAÑOS. 2.2.1.2 PARA PRECIPITACIÓN EN 24 HORA (EN MM/24H) De igual forma de acuerdo a la disponibilidad de información de este parámetro en el SENAMHI, para el procesamiento de la precipitación en 24 horas, se ha seleccionado 03 estaciones: CHOTA, CHOTANO - LAJAS y CHANCAY BAÑOS.

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2.2.2 TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROMETEOROLOGICA E HIDROMETRICA El procesamiento de la información requerida para el presente estudio consta de la precipitaciones totales mensuales las cuales serán utilizadas para determinar la disponibilidad hídrica de las cuencas en estudio, por otro lado se procesará los registros de precipitación en 24 horas los cuales se utilizarán en la determinación de los caudales máximos para el dimensionamiento de las obras de captación del proyecto. El tratamiento y características de la información es la siguiente: 2.2.2.1 PARAMETRO: PRECIPITACION MENSUAL (mm/mes) Este parámetro de precipitación total mensual se tiene registro en 03 estaciones del área de estudio, las cuales tienen similar series de tiempo, por ello el procesamiento de este parámetro es el siguiente: 2.2.2.1.1 ANÁLISIS DE CONSISTENCIA ANALISIS DE DOBLE MASA Para comprobar la consistencia de la información hidrometeorológica, se utiliza el método de Doble Masa. Esas variaciones pueden ser por un cambio en la ubicación del instrumental, una variación en las condiciones periféricas del lugar de medición o un cambio del observador que efectúa las lecturas. El método de doble masa considera que en una zona meteorológica homogénea, los valores de precipitación que ocurren en diferentes puntos de esa zona en períodos anuales o estacionales, guardan una relación de proporcionalidad que puede representarse gráficamente. Esa representación consiste en identificar la estación que queremos controlar, tomando los valores anuales y/o mensuales de precipitación. Luego deben contarse con por lo menos tres (3) estaciones vecinas cuyos registros anuales sean confiables y que llamaremos estaciones base, cuya serie de datos anuales debe coincidir con el de la estación a controlar. En cada mes o año, a partir del primero con registro, se promedian los valores de las estaciones base y se acumulan por años sucesivos, obteniéndose una precipitación media mensual o anual acumulada. Luego, en un sistema de ejes ortogonales, se grafica en ordenadas los valores de precipitación anual acumulada de la estación a controlar y en abscisas los de precipitación media anual acumulada de las estaciones base. Si los registros no han sufrido variaciones, los puntos se alinean en una recta de pendiente única, por lo tanto no será necesario efectuar correcciones. Si por el contrario hay variaciones en la pendiente de la recta, significa que parte de la serie contiene valores erróneos por lo cual el registro de datos debe ser corregido a partir del año en el que cambia la pendiente de la recta. Se obtiene en ese caso un Factor de Corrección que es proporcional a la variación de la pendiente de la recta. El factor de corrección se obtiene haciendo Pc/Pe, debido a que los registros anuales medidos han sido menores a los reales y deben corregirse a partir del año o mes del error, tomando los valores anuales sin acumular y afectándolos a cada uno por el factor de corrección

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El gráfico del análisis de doble masa o doble acumulación de las estaciones de mayor correlación con la estación base de Chotano - Lajas, es el siguiente: CUADRO N° 10 ANALISIS DE DOBLE MASA – ESTACIONES SELECIONADAS Precipitación Total Mensual (mm/mes)

GRAFICO N° 01

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GRAFICO N° 02

2.2.2.1.2 COMPLETADO Y EXTENSIÓN Para el procesamiento de la PRECIPITACION TOTAL MENSUAL, de acuerdo a la disponibilidad mensual de información de cada estación contados desde enero del año 1992, se ha seleccionado las estaciones con el mayor número de registros, considerando solo las que tienen más de 180 registros (mayor a 15 años), a fin de evaluar estadísticamente su correlación y establecer la regresión correspondiente. Como resultado de las 03 estaciones meteorológicas disponibles tenemos lo siguiente: CUADRO N° 11 CORRELACIÓN LINEAL ENTRE LAS PRINCIPALES ESTACIONES DE LA RED METEOROLOGICA Y=ax + b

Fuente: Elaboración Propia

Como se muestra en el cuadro, de acuerdo al análisis estadístico, la correlación entre las estaciones de interés para el proyecto con las otras estaciones y entre ellas son bajas, presentando R2 menor a 0.70, a excepción de la correlación entre las estaciones de Lajas – Lajas (VER DETALLE ANEXO), sin embargo así mismo se ha realizado el análisis de regresión con la ecuación polinomial para establecer la ecuación de regresión correspondiente, los resultados de este análisis son los siguientes: CUADRO N° 12 CONSORCIO COCHABAMB

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CORRELACIÓN POLINOMIAL ENTRE LAS ESTACIONES SELECIONADAS Y=a X2 + bX + c

Fuente: Elaboración Propia

Como resultado de este análisis estadístico, la correlación entre las estaciones de interés para el proyecto con las otras estaciones y entre ellas se mantiene muy bajos, presentando R2 menor a menor a 0.70, manteniendo las excepciones de la correlación con el modelo lineal, el detalle se muestra en el ANEXO. Con los resultados de la regresiones, se ha obtenido la correlación R2 = 0.71 de la estación Chancay baños y Lajas, que(de acuerdo los polígonos de thiessen son las que tiene la totalidad de influencia sobre la cuenca en estudio, ambas estaciones cuentan con 192 años (más de 16 años), los presentan las siguientes ecuaciones:

GRAFICO N° 03

Obtenida la ecuación de correlación, y teniendo en cuenta que esta información servirá exclusivamente para el cálculo de la oferta de la Qda. Tondora (ya que la cuenca del rio Chotano cuenta con registros hidrométricos), se ha seleccionada la estación CHOTANO LAJAS como la única estación de influencia en la cuenca en estudio, se ha completados y extendido los registros mensuales de esta estación, obteniendo lo siguiente:

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Fuente: Elaboración Propia

2.2.2.2 PARAMETRO: PRECIPITACION EN 24 HORAS De acuerdo a la evaluación de la información disponible en la base de datos de la SENAMHI (web), el parámetro de Precipitación en 24 horas en el ámbito de influencia de la zona de estudio se encuentra disponibles en las estaciones de Lajas, Chota y Chancay Baños, el detalle es el siguiente:

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CUADRO N° 14 PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS - ESTACION SELECCIONADAS (mm/24h)

Fuente: SENAMHI

ANALISIS DE CONSISTENCIA Utilizando correlación estadística simple se completaron algunos registros mensuales de la precipitación máxima en 24 horas, para posteriormente realizar el análisis de consistencia utilizando el método de doble masa o doble acumulación a fin de poder determinar la consistencia de los valores de la serie histórica de la información utilizada en el proyecto. El gráfico del análisis de doble masa o doble acumulación es el siguiente: CUADRO N° 15 ANALISIS DE DOBLE MASA – ESTACIONES SELECIONADAS Precipitación 24 horas (mm/24 horas)

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GRAFICO N° 04

Fuente: Elaboración propia

Así mismo, se realizó el análisis gráfico de la información de precipitación en 24 horas de las estaciones, observando que entre ambas estaciones mantienen una tendencia muy similar entre sus registros mensuales, considerando la información de ambas estaciones de buena calidad. La comparación de los registros se muestra en el siguiente gráfico: GRAFICO N° 05

Fuente: Elaboración propia

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2.3

DISPONIBILIDAD HIDRICA

2.3.1 DISPONIBILIDAD DE AGUA MENSUALIZADO Para la determinación de la disponibilidad de agua en la zona de estudio, de acuerdo a la información disponibles la evaluación se ha dividido en dos partes, el primero el determinar la disponibilidad del rio Chotano a través de los registros hidrográficos y el segundo utilizado el modelo determinístico – estocástico Lutz Scholz para determinar los caudales de la Qda. Tondora, el detalle es el siguiente: 2.3.1.1 DISPONIBILIDAD DEL RIO CHOTANO Teniendo en cuenta la disponibilidad de información de caudales medios mensuales del rio Chotano en la estación Lajas ubicada sobre el Rió Chotano aprox. a 500m. Aguas abajo de la localidad de Lajas, siendo la estación más alta de la cuenca del Río Chotano y la única ubicada en su cauce principal, actualidad es operada por el Servicio Nacional de Meteorología y Hidrología (SENAMHI), en la cual se tiene registros mensualizados desde el año 1959 hasta el 2006. Teniendo en cuenta que actualmente existe diferentes métodos de evaluación de la información hidrológica, la cual determina análisis mensuales o anuales, en el presente estudio se ha evaluado esta información a través de los métodos de Probabilidades Percentil, Palacios, Weibull, siendo los resultados los siguientes (El detalle se muestra en el ANEXO):

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REGISTROS DE CAUDALES PROMEDIOS MENSUALES (m3/s)

Fuente: SENAMHI

CUADRO N° 17 CONSORCIO COCHABAMB

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PROCESAMIENTO ESTADISTICO CAUDALES MEDIOS MENSUALES RIO CHOTANO PROBABILIDADES PERCENTIL

Fuente: Elaboración Propia

CUADRO N° 18 PROCESAMIENTO ESTADISTICO CAUDALES MEDIOS MENSUALES RIO CHOTANO METODO DE PALACIOS

Fuente: Elaboración Propia

CUADRO N° 19 PROCESAMIENTO ESTADISTICO CAUDALES MEDIOS MENSUALES RIO CHOTANO METODO DE WEIBULL CONSORCIO COCHABAMB

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Fuente: Elaboración Propia

CUADRO N° 20 ANALISIS DE PERSISTENCIA DEL RIO CHOTANO (Periodo 1958-2006)

Fuente: Elaboración Propia

2.3.1.1.1 ANALISIS DE DISPONIBILIDAD RIO CHOTANO DESPUES DE DERIVACION TUNEL CHOTANO SISTEMA TINAJONES Sistema Tinajones, el cual se ubica entre los departamentos de Cajamarca y Lambayeque, fue concebido inicialmente teniendo como área de irrigación el valle Chancay Lambayeque, con 129,300 hectáreas potencialmente aptas para la agricultura: 100,000 a regularse mediante riego por gravedad y 29,300 mediante el aprovechamiento de agua subterránea.

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El sistema hidrológico abarcaba, el río Chancay y sus afluentes, el río Chotano desde sus nacientes hasta la bocatoma de derivación al río Chancay; la cuenca del río Conchano y la del río Llaucano y sus afluentes. El sistema hidrológico Tinajones de uso múltiple tuvo como principales objetivos:  Regularizar el riego de aproximadamente 68,000 hectáreas en una Primera Etapa, aprovechando los aportes del actual sistema Chancay Chotano y asegurar y posibilitar la irrigación de tierras nuevas hasta aproximadamente 100,000 hectáreas en una segunda etapa, mediante obras de almacenamiento (Reservorio Tinajones, Chotano y Llaucano), de las derivaciones (túneles Conchano, Chotano y Llaucano) y las incorporaciones de nuevas fuentes de agua.  Mejoramiento de los sistemas de distribución del agua de riego tales como canales y bocatomas.  Recuperación de áreas agrícolas con problemas de salinidad y/o mal drenaje con la implantación de drenes principales, secundarios y terciarios.  Aprovechamiento hidroenergético, mediante la Central Hidroeléctrica de Carhuaquero, en la margen izquierda del Río Chancay aguas arriba del embalse Tinajones, caída de 449 metros y 75 Mw de potencia instalada. Aprovechando los recursos hídricos del Chancay y de los derivados a través del Túnel Trasandino Chotano, así como los derivables a través de los túneles Conchano y Llaucano para su funcionamiento pleno. El Túnel Conchano. Tiene una longitud de 4,213 m y un diámetro de 2.5 m, con una capacidad de conducción de 13 m3/s., la captación de agua se encuentra a 2,375 m.s.n.m. y la salida del túnel a 2,367 m.s.n.m. El área de influencia es de 2 km2. El Túnel Chotano tiene su captación de agua se ubica a 2,030 m.s.n.m. y su área de influencia es de 390 km2. La derivación es a través de dos túneles de una longitud de 397 y 150 m, y un túnel principal de 4,766 m de largo; así como de dos tramos de canales de 310 m y 374 m de largo entre túneles. El túnel tiene forma de herradura con una capacidad máxima de transvase de 31.5 m3/s y una sección de 9.7 m2, anualmente en promedio conduce un volumen de 210 millones de metros cúbicos. CUADRO N° 21

EVALUACION DE DISPONIBILIDAD DE EXCEDENTES RIO CHOTANO

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Con la información estadística de la disponibilidad del rio Chotano registrado en la estación Lajas y de los caudales derivados a través del Túnel Chotano, se ha evaluado en forma general los excedentes con una oferta al 75% de persistencia y promedio del rio Chotano, obteniendo los siguientes resultados: CUADRO N° 22 EXCEDENTES DEL RIO CHOTANO AL 75% DE PERSISTENCIA (En MMC)

CUADRO N° 23 EXCEDENTES DEL RIO CHOTANO - CAUDALES PROMEDIOS (En MMC)

El siguiente cuadro muestra el resumen de los resultados de la evaluación mensual de los excedentes del rio Chotano luego de efectuarse la derivación del caudal hacia la cuenca del rio Chancay a través del túnel Chotano, los resultados de la evaluación de 372 meses de registro (periodo 1976 al 2006, ambos registros), nos muestran que solo existe un 28% del tiempo con excedentes, mientas que si solo se considera los meses de avenidas de Septiembre a Abril, este porcentaje baja al 21.8%. (Ver el detalle en el ANEXO). CUADRO N° 24 RESULTADO DE EVALUACION MENSUAL DE LA DISPONIBILIDAD DE AGUA DEL RIO CHOTANO DESCONTANDO EL CAUDAL DERIVADO A TRAVES DEL TUNEL CHOTANO

Es necesario resaltar que la diferencias que existen entre los datos registrados en la estación Lajas y los caudales de transvase del túnel Chotano, puede deberse a errores permisibles (dentro del 5%) en la medición o registro de caudales, a caudales adicionales de las qdas. entre la estación Lajas y el túnel de derivación.

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2.3.1.2 DISPONIBILIDAD CUENCA DEL RIO CHOTANO BAJO TUNEL CHOTANO -LA QDA. TONDORA MODELO DETERMINÍSTICO – ESTOCÁSTICO LUTZ SCHOLZ Para aplicar el modelo, es necesario el procesamiento de la información pluviométrica, la cual se ha realizado aplicando el polígono de Thiessen, así mismo, es necesario desarrollar lo siguiente: 2.3.1.2.1 ECUACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO La ecuación fundamental de Fischer que describe el balance hídrico mensual en mm/mes es la siguiente: CMi = Pi - Di + Gi - Ai Donde: CMi = Caudal mensual Pi = Precipitación mensual sobre la cuenca Di = Déficit de escurrimiento Gi = Gasto de la retención de la cuenca Ai = Abastecimiento de la retención 2.3.1.2.2 COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO Se ha considerado el uso de la fórmula propuesta por L. Turc: C

PD P

Donde: C = Coeficiente de escurrimiento P = Precipitación Total anual D = Déficit de escurrimiento Para la determinación de D se utiliza la expresión:

Siendo: L = Coeficiente de Temperatura T = Temperatura media anual (°C) CONSORCIO COCHABAMB

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Dado que no se ha podido obtener una ecuación general del coeficiente de escorrentía para la toda la sierra, se ha desarrollado la fórmula siguiente, que es válida para la región sur:

Donde: C = Coeficiente de escurrimiento D = Déficit de escurrimiento P = Precipitación total anual EP = Evapotranspiración anual según Hargreaves r = Coeficiente de correlación La evapotranspiración potencial, se ha determinado por la fórmula de Hargreaves:

Donde: RSM = Radiación solar media TF = Componente de temperatura FA = Coeficiente de corrección por elevación TF = Temperatura media anual (°F) RA = Radiación extraterrestre (mm H2O / año) (n/N) = Relación entre insolación actual y posible (%) 50 % (estimación en base a los registros) AL = Elevación media de la cuenca Para determinar la temperatura anual se toma en cuenta el valor de los registros de las estaciones y el gradiente de temperatura de -6.0 °C 1/1000 m, determinado para la sierra. 2.3.1.2.3 PRECIPITACIÓN EFECTIVA Para el cálculo de la Precipitación Efectiva, se supone que los caudales promedio observados en la cuenca pertenecen a un estado de equilibrio entre gasto y abastecimiento de la retención. La precipitación efectiva se calculó para el coeficiente de escurrimiento promedio, de tal forma que la relación entre precipitación efectiva y precipitación total resulta igual al coeficiente de escorrentía.

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Para fines hidrológicos se toma como precipitación efectiva la parte de la precipitación total mensual, que corresponde al déficit según el método del USBR (precipitación efectiva hidrológica es el antítesis de la precipitación efectiva para los cultivos). A fin de facilitar el cálculo de la precipitación efectiva se ha determinado el polinomio de quinto grado:

donde: PE = Precipitación efectiva (mm/mes) P = Precipitación total mensual (mm/mes) ai = Coeficiente del polinomio CUADRO N° 25 COEFICIENTES PARA EL CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN EFECTIVA

Determinando la posible relación entre la precipitación efectiva y precipitación total:

Donde: C = Coeficiente de escurrimiento Q = Caudal anual P = Precipitación Total anual 2.3.1.2.4 RETENCIÓN DE LA CUENCA Bajo la suposición de que exista un equilibrio entre el gasto y el abastecimiento de la reserva de la cuenca y además que el caudal total sea igual a la precipitación efectiva anual, la contribución de la reserva hídrica al caudal se puede calcular según las fórmulas:

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Donde: CMi = Caudal mensual (mm/mes) PEi = Precipitación Efectiva Mensual (mm/mes) Ri = Retención de la cuenca (mm/mes) Gi = Gasto de la retención (mm/mes) Ai = Abastecimiento de la retención (mm/mes) Ri = Gi para valores mayores que cero (mm/mes) Ri = Ai para valores menores que cero (mm/mes) Sumando los valores de G o A respectivamente, se halla la retención total de la cuenca para el año promedio, que para el caso de las cuencas de la sierra varía de 43 a 188 (mm/año). 2.3.1.2.5 RELACIÓN ENTRE DESCARGAS Y RETENCIÓN Durante la estación seca, el gasto de la retención alimenta los ríos, constituyendo el caudal o descarga básica. La reserva o retención de la cuenca se agota al final de la estación seca; durante esta estación la descarga se puede calcular en base a la ecuación:

Donde: Qt = descarga en el tiempo t Qo = descarga inicial a = Coeficiente de agotamiento t = tiempo Al principio de la estación lluviosa, el proceso de agotamiento de la reserva termina, comenzando a su vez el abastecimiento de los almacenes hídricos. Este proceso está descrito por un déficit entre la precipitación efectiva y el caudal real. En base a los hidrogramas se ha determinado que el abastecimiento es más fuerte al principio de la estación lluviosa continuando de forma progresiva pero menos pronunciada, hasta el final de dicha estación. 2.3.1.2.6 COEFICIENTE DE AGOTAMIENTO Mediante la fórmula siguiente se puede calcular el coeficiente de agotamiento "a", en base a datos hidrométricos. Este coeficiente no es constante durante toda la estación seca, que va disminuyendo gradualmente. Con fines prácticos se puede despreciar la variación del coeficiente "a" durante la estación seca empleando un valor promedio. El coeficiente de agotamiento de la cuenca tiene una dependencia logarítmica del área de la cuenca. a = f (Ln AR)

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El análisis de las observaciones disponibles muestra, además cierta influencia del clima, la geología y la cobertura vegetal. Se ha desarrollado una ecuación empírica para la sierra peruana: En principio, es posible determinar el coeficiente de agotamiento real mediante aforos sucesivos en el río durante la estación seca; sin embargo cuando no sea posible ello, se puede recurrir a las ecuaciones desarrolladas para la determinación del coeficiente "a" para cuatro clases de cuencas: Cuencas con agotamiento muy rápido. Debido a temperaturas elevadas (>10°C) y retención que va de reducida (50 mm/año) a mediana (80 mm/año): a = −0.00252(LnAR)+ 0.034 Cuencas con agotamiento rápido. Retención entre 50 y 80 mm/año y vegetación poco desarrollada (puna): a = −0.00252(LnAR)+ 0.030 Cuencas con agotamiento mediano. Retención mediana (80 mm/año) y vegetación mezclada (pastos, bosques y terrenos cultivados): a = −0.00252(LnAR)+ 0.026 Cuencas con agotamiento reducido. Debido a la alta retención (> 100 mm/año) y vegetación mezclada: a = −0.00252(LnAR)+ 0.023 Donde: a = coeficiente de agotamiento por día AR = área de la cuenca (km2) EP = evapotranspiración potencial anual (mm/año) T = duración de la temporada seca (días) R = retención total de la cuenca (mm/año) 2.3.1.2.7 ALMACENAMIENTO HÍDRICO Tres tipos de almacenes hídricos naturales que inciden en la retención de la cuenca son considerados: - Acuíferos - Lagunas y pantanos - Nevados La determinación de la lámina "L" que almacena cada tipo de estos almacenes está dado por: CONSORCIO COCHABAMB

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LA = -750(I) + 315 (mm/año) Siendo: LA = lámina específica de acuíferos I = pendiente de desagüe: I