Caudal Del Rio Ica
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA” FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL INDICE 1. INTRODUCCION 2. MARCO TEORICO
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UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
INDICE
1. INTRODUCCION
2. MARCO TEORICO
3. DESARROLLO DEL TEMA ESPECÍFICO
4. APLICACIONES PRÁCTICAS O EJEMPLOS
5. CONCLUSIONES
6. GRAFICOS Y FOTOS
7. BIBLIOGRAFIA
MECANICA DE FLUIDOS I
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
INTRODUCCION En el presente trabajo desarrollaremos el régimen de caudales en la cuenca del rio características
ICA, dentro del cual presentaremos sus diferentes como
sus
antecedentes,
ubicación
geográfica,
hidrográfica, hidrológica, geomorfología, limites, situación del cauce y otros caracteres secundarios. El rio ICA presenta un caudal máximo de 250 m3/s, pero si esto llega a sobrepasar, lamentablemente la ciudad de ICA se inundaría y provocaría daños a la humanidad. El rio ICA como la mayoría de rios de la costa peruana se caracteriza por ser torrentoso, de régimen irregular, con variaciones notables con sus descargas mensuales y anuales. La variación estacional de sus descargas, se debe no solo al régimen de precipitaciones que ocurren en su cuenca húmeda, si no también al incremento de agua proporcionada por el sistema Choclococha, Orcococha y Ccaracocha. El periodo húmedo ocurre entre enero y abril, y los meses de estiaje suceden entre julio y setiembre (mínimo en agosto). Dentro del trabajo se han incluido algunos ejercicios de caudal, cuadros estadísticos de caudales en los diferentes años hasta el 2004, como también se ha complementado con fotos y mapas del rio
MECANICA DE FLUIDOS I
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
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MARCO TEORICO 1. ANTECEDENTES El Río Ica tiene una infraestructura de defensa ribereña que desde hace aproximadamente 25 años no se han realizado trabajos de mantenimiento
y
conservación;
esto
ha
conllevado
a
que
paulatinamente se vayan deteriorando. El problema se ha visto agravando en los últimos años como consecuencia de las fuertes descargas ocurridas con gran cantidad de material en suspensión, que llegaron a erosionar las defensas ribereñas a tal punto que se produjeron desbordes y quiebras, afectando áreas de cultivo, infraestructura de riego, red vial y centros poblados. 2. UBICACIÓN GEOGRAFICA El valle del río Ica cuenta con 30720 hectáreas de área agrícola neta y 37800 hectáreas de área total global y se halla ubicada en la Costa Central del Perú, en el sector central del departamento de Ica. Fisiográficamente, este valle esta constituido principalmente por el llano aluvial del Río Ica y por sus abanicos circundantes. Geográficamente, sus puntos extremos se encuentran entre los paralelos 13º 28” y 14º 53” de Latitud Sur y los meridianos 74º 58” y 75º 54” de Longitud Oeste de Greenwich. 3. UBICACIÓN HIDROGRAFICA El Sistema hidrográfico de la cuenca del Río Ica cuenta con un área de drenaje total de 7711 Km2, de los cuales 2234 Km2 están situados por encima de la costa 2500 m.s.n.m. corresponden a la cuenca húmeda o imbrifera, lo restante, al área de cuenca seca. MECANICA DE FLUIDOS I
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
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El río Ica esta conformado por la confluencia d los ríos Tambo y Jatunchaca. El río Tambo nace en la laguna Parionacocha a unos 4300 m.s.n.m. y corre en dirección sur-este hasta la confluencia con el río jantuchaca en Tinacocca, el cual se forma con la confluencia de los ríos Olaya y santiago cerca de Santiago de Chocorvos. A partir de este punto ya con el nombre de RIO ICA, describe un cuarto de círculo para tomar el rumbo sur pasando por Tiraxi, la Achirana e Ica. De Ica
en adelante el río fluye, sin variar
mayormente en dirección hasta descargar finalmente en le Océano Pacifico. La longitud total de cauce es de 220 km aproximadamente; considerados desde Pariona hasta su desembocadura. En los primeros 70 km. La gradiente del río es de 5%, la que va reduciéndose hasta 3% en la Achirana, y de este punto en adelante es
de
0.2%
(dos
por
mil).
El
rió
presenta
características
hidrogeomorfologicas, tales como una notable desviación del cauce hacia el sur, a partir de las cercanías de la localidad de Ica. Alineamientos rectos del cauce en determinados sectores coinciden con zonas tectolineales y formación de típicas depresiones.
Características del sistema hidrográfico de la cuenca del RIO ICA NOMBRE DEL RIO
AREA DE LA CUENCA (Km2) HUMEDAD SECA TOTAL
1. Tambo
LONGITUD
PENDIENTE
Km
PROMEDIO
451
12
463
54.5
4.6
115
_
115
47.0
10.0
2. Jatunchaca
819
33
852
54.2
4.6
a. Olaya
349
_
349
40.1
4.2
b. Santiago
332
_
332
41.4
4.1
a. capillas
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3. Huacceyoc
38
32
70
20.1
9.4
4. Tombillos
182
72
254
32.6
9.0
5. Trapiche
49
76
125
32.5
5.7
1688
431
2119
91.1
4.3
32
144
176
34.1
7.1
352
618
790
57.1
6.1
118
376
494
71.1
4.7
2234
5477
7711
320.0
0.2
6. Ica (hasta
la
Achirana) 7. Cansa 8. Yauca del Rosario 9.Tingue 10. Ica ( hasta la desembocadura)
4. LIMITES El Río Ica limita: Por el Norte: con la bocatoma de la Achirana, ubicada en el distrito de los Molinos. Por el Sur: con el puente Ocucaje, ubicado en el caserío de Barrio Nuevo del distrito de Ocucaje. Por el Este: con los distritos de Ocucaje, Santiago, Pueblo Nuevo, Los Aquijes, Parcona, La Tinguiña y Los Molinos. Por el Oeste: con los distritos de Ocucaje, Santiago, Pueblo Nuevo, Ica y San Juan Bautista.
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DESARROLLO DEL TEMA ESPECÍFICO 1. CARACTERISTICAS GENERALES El Río Ica presenta un régimen de fuerte variación estacional, teniendo un periodo de avenidas, que dura de enero a marzo y que es consecuencia de las precipitaciones en la cuenca húmeda: y otro periodo de estiaje que dura de junio a setiembre. Además de esto existen dos periodos de transición: la primera entre los meses de abril y mayo, y el otro entre octubre y diciembre. La extensión total de la cuenca es de 7711 Km 2 de los cuales solamente 2234 Km2 corresponden a la cuenca húmeda o imbrifera cuyo limite inferior se ha fijado en los 2500 m.s.n.m. El total de la cuenca húmeda cuyo aporte es controlado por la estación de aforo La Achirana es de 1688 Km2 a la que se le suma los 392 Km2 que corresponden a la cuenca adicionada por la derivación trasandina de Choclococha. Las nacientes de las quebradas de Cansas, Yauca del Rosario y Tinguiña representan 502 Km2 de cuenca humedad no controlada por la estación La Achirana. Estas quebradas que desembocan al cauce del río Ica por su margen Izquierda, aportan al río durante los años de excesiva precipitación y no existen registros de estos aportes aunque se tiene referencia de ellos por los daños causados a poblaciones y áreas de cultivo. 2. HIDROLOGIA 2.1. REGIMEN ANUAL DE LA ESCORRENTIA EN EL RIO ICA En cuanto al régimen anual de la escorrentía en el río Ica, los valores extremos anuales, en los años 1922, 1946 y 1995 presentan volúmenes superiores altos a 600 MMC (634,744 y 643).
MECANICA DE FLUIDOS I
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
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Mientras que en los 31, 47, 90 y 92 reportan años secos con volúmenes muy inferiores a los MMC (61, 78, 72 y 31 MMC). Las descargas máximas diarias medias indican valores para 1934 de 320 m3/s, para 1975 se reportan 165 m3/s y una máxima de 412 m3/s, y 1983 (fenómeno El Niño) la media máxima es de 80 m3/s a la que le correspondería una máxima instantánea de 420 m3/s. En el año 1998 se reporta una máxima instantánea de 78.3 m 3/s según estudios realizados por la PETACC. INFORMACION BASICA
El presente estudio y evaluación de los recursos hídricos en la cuenca del río Ica, se extrajo de un acápite de estudios anteriores efectuados por la empresa constructora LAGESA en el año de 1984, que estuvo a cargo la supervisión de la construcción de las defensas ribereñas en el rió Ica . La información básica de los caudales máximos considerada para el análisis fue la estación “La Achirana”, periodo 1922-1976 se obtuvo los siguiente resultado ( para un periodo de 50 años): Periodo de retorno
Descarga máxima
(años)
(M3/seg.)
50
372 ( gumbel) 337 (log.pearson)
Posteriormente se obtuvieron las siguientes descargas extremas para diferentes periodos de retorno característicos: Periodo de retorno y descarga máxima (LAGESA)
PERIODO DE RETORNO MECANICA DE FLUIDOS I
DESCARGA MAXIMA ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
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(m3/seg) 202 248 350 393 435 492 534
(AÑOS) 5 10 50 100 200 500 1000
Luego en el año 2000 la institución PETACC, realiza el estudio de factibilidad para la solución de la problemática de desbordes e inundaciones del río Ica y quebradas. Se dieron los siguientes resultados: PERIODO DE RETORNO
DESCARGA MAXIMA
(AÑOS) 10 20 50 200 500 1000
(m3/seg ) 334 403 483 628 716 783
2.2. ANALISIS ESTADISTICO DE LOS CAUDALES MAXIMOS INSTANTANEO. Para
la
determinación
del
caudal
pico
o
descarga
máximo
instantáneo para diferentes periodos de retorno se empleo el método de Fuller, empleando las formulas: Q
mxi
= Qmx * f
2.66 F = 1 + n −1 A
Donde: MECANICA DE FLUIDOS I
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Q
mxi =
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caudal o descarga máxima instantánea (m3/seg).
Qmx = caudal o descarga máxima (m3/seg). A = área de cuenca, punto de interés. (Km2) F = factor de Fuller. Para la cuenca del río Ica, hasta la estación de aforo “LA ACHIRANA”, el área es de 2511 km2 aplicando la formula de Fuller, se obtiene un valor ajustado de f: F = 1.15 Luego los valores de caudales máximos anuales y caudales picos o descargas máximas anuales instantáneas para diferentes periodos de retorno en el río Ica serian:
LAGESA PERIODOS DE
DESCARGA MAXIMA
DESCARGA MÁXIMA
RETORNO (años)
ANUAL
INSTANTANEA
5 10
( m3/seg) 202 248
(m3/seg) 232 285
MECANICA DE FLUIDOS I
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50 100 200 500 1000
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
350 393 435 492 534
403 452 500 566 614
PETACC PERIODOS DE
DESCARGA MAXIMA
DESCARGA MÁXIMA
RETORNO (años)
ANUAL
INSTANTANEA
10 20 50 200 500 1000
( m3/seg) 334 403 483 628 716 783
(m3/seg) 384 463 555 720 823 900
El caudal máximo promedio (Q = 420 m3/seg) obtenido para el tramo La Achirana, representativo al río Ica, en comparación con los valores obtenidos estaría asociado por similitud con el caudal correspondiente a un periodo de retorno de 100 años (descarga máxima anual: 393 m3/seg y descarga máxima instantánea: 452 m3/seg) A fin de tener una idea de las estaciones en la cuenca alta se cuenta con estaciones metereologicas como: La estación de Huamani ubicada en la cabecera del valle registra las descargas medias mensuales del río Ica desde 1921 hasta 1948, a partir de ese año fue sustituido por el de los Molinos , ubicada sobre el caudal la Achirana, esta estación es la única en la actualidad que afora la producción hídrica de la cuenca del río Ica.
DESCARGAS MAXIMAS INSTANTANEAS MECANICA DE FLUIDOS I
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Estación de aforo RIO ICA (La Achirana) AÑO
DESCARGA
1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983
(m3/seg) 205.000 196.156 114.207 280.000 235.220 202.420 412.028 300.000 199.248 87.315 110.669 195.477 324.292 263.959 415.220
FECHA 06-MAR 26-ENE 12-MAR 08-MAR 07-MAR 27-ENE 15-MAR 03-FEB 19-FEB 19-FEB 06-MAR 25-ENE 11-MAR 11FEB 18-ENE
AÑO 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
DESCARGA
FECHA
(m3/seg) 250.000 273.312 425.146 178.302 190.268 176.522 375.146 276.366 41.258 103.959
11-MAR 24-FEB 23-ENE 08-FEB 03-FEB 21-FEB 16-MAR 25-ENE 26-DIC 31-ENE
97.860 1050.000
24-DIC 29-ENE
RIO ICA
DESCARGAS MÁXIMAS INSTANTANEAS DEL RÍO ICA (1922 - 1998)
AÑO
Q (m3/s)
1922 1923 1924 1925 1926 1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 MECANICA DE FLUIDOS I
AÑO 234.5 238.0 156.4 181.7 125.1 161.2 117.1 162.4 129.3 88.0 253.0 287.5 368.0 196.7
1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962
Q (m3/s)
AÑO 226.8 67.5 245.0 154.2 316.8 169.1 283.5 120.0 176.4 47.3 92.1 79.5 250.0 132.9
Q (m3/s)
1976 1077 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
300.0 219.0 63.7 120.0 195.4 126.9 263.5 420.0 250.0 273.3 425.1 115.6 116.7 113.6
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”
1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948
176.2 91.3 186.9 176.2 73.8 59.0 316.2 273.1 260.6 91.0 341.0 50.3 153.6
1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
300.0 112.2 168.0 140.0 350.0 52.7 205.0 180.0 114.2 280.0 235.0 202.4 412.0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
El recurso hídrico superficial proviene de los aportes no regulados de la cuenca natural del río Ica, y de los aportes regulado y no regulado del Sistema Choclococha (el primero de los embalses Orcococha, Choclococha y Caracocha, y el segundo de la cuenca no regulada del Canal Choclococha). La disponibilidad hídrica media en la Cuenca Natural del río Ica, en términos de volúmenes totales anuales promedio, han sido: Para el año 1970: 320.8 MMC = 10.2 m3/s Para el año 2000: 287.7 MMC = 9.1 m3/s Se aprecia una disminución de 11% de los recursos superficiales
Masa de agua río Ica (MMC) AGO SET OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL ACUMULADO 02 / 03 0.4
9.4
17.8 30.6 20.2 31.3 43.0 73.3 32.2 12.9 1.7
0.6 273.3
01 / 02 0.2
0.1
15.1 18.8 17.9 34.5 70.1 87.5 46.5 3.0
0.3
0.1 294.1
Normal 0.1
1.5
7.7
12.9 21.5 46.0 70.5 60.2 24.0 10.7 0.7
0.1 255.9
MECANICA DE FLUIDOS I
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
123.5 124.5 19.0 53.0 148.8 300.0 162.2 62.5 900.0
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DESCARGAS DIARIAS (m3/s) CAMPAÑA 2002 - 2003 RIO: Ica ESTACION DE AFORO: Ica Latitud: 13º 56 ' 00 " Sur Longitud: 75º 41' 00 " Oeste Altitud: 500 m.s.n.m. 2002 DIA/MES
AGO
SET
OCT
2003 NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY JUN JUL
1
0.2
1.6
7.2
6.7
7.8
16.5
7.9
21.5
38.2
8.5
1.0
0.3
2
0.2
1.6
7.2
7.0
12.8
15.9
18.5
67.3
30.8
7.7
1.0
0.3
3
0.2
1.6
7.3
6.6
10.4
14.5
13.3
43.1
21.3
10.2
1.0
0.3
4
0.2
1.6
7.0
6.7
7.9
7.1
7.1
34.0
21.7
8.3
1.0
0.3
5
0.2
1.6
6.4
6.7
6.7
8.2
8.1
33.3
21.6
8.1
1.0
0.2
6
0.2
1.6
7.0
6.8
5.9
7.8
8.6
26.9
25.2
7.8
1.0
0.2
7
0.2
1.6
7.2
6.9
5.5
8.3
8.4
23.1
13.9
7.6
1.0
0.2
8
0.2
1.6
6.3
7.0
5.4
10.1
9.2
32.6
12.1
7.6
1.0
0.2
9
0.2
1.6
6.2
6.9
5.2
14.6
20.0
18.8
12.1
7.0
1.0
0.2
10
0.2
1.6
8.9
6.9
5.2
19.5
12.0
13.9
11.6
7.0
1.0
0.2
11
0.2
1.6
6.9
6.9
5.5
20.9
9.7
25.0
9.8
7.0
1.0
0.2
12
0.2
1.6
6.6
6.6
6.0
21.2
26.5
38.2
12.8
7.0
1.0
0.2
MECANICA DE FLUIDOS I
ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”
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13
0.2
1.6
6.8
6.7
6.1
20.0
20.6
41.0
13.5
7.0
0.8
0.2
14
0.2
1.6
6.6
6.8
6.0
11.1
17.3
32.4
6.8
7.0
0.7
0.2
15
0.2
1.6
6.2
6.8
6.0
6.1
43.0
19.7
6.4
7.0
0.4
0.2
16
0.2
1.6
6.1
8.5
6.1
3.9
41.8
15.1
9.3
7.0
0.4
0.2
17
0.2
3.1
6.2
6.8
6.4
3.1
21.6
13.6
9.3
7.0
0.4
0.2
18
0.2
5.3
6.2
6.9
8.5
3.2
14.7
25.8
7.9
7.0
0.4
0.2
19
0.2
5.6
5.9
9.0
8.2
5.4
8.9
26.4
7.3
1.0
0.4
0.2
20
0.2
5.8
5.9
11.7
6.5
8.1
8.4
23.7
6.9
1.0
0.4
0.2
21
0.2
6.0
6.1
22.3
6.7
8.6
7.7
17.1
6.8
1.0
0.4
0.2
22
0.2
6.2
6.6
31.0
8.0
7.7
14.8
13.1
6.6
1.0
0.4
0.2
23
0.2
6.2
6.4
35.6
6.8
7.4
20.1
15.8
6.0
1.0
0.4
0.2
24
0.2
6.3
6.1
31.2
6.4
7.3
16.8
29.2
7.5
1.0
0.4
0.2
25
0.2
6.4
6.9
19.7
6.4
26.4
56.5
19.5
7.5
1.0
0.3
0.2
26
0.2
6.4
7.6
13.4
7.5
17.6
26.0
16.1
7.4
1.0
0.3
0.2
27
0.2
6.4
4.9
14.3
7.1
20.8
15.9
25.9
7.8
1.0
0.3
0.2
28
0.2
6.5
6.9
16.5
8.1
10.5
14.7
24.8
8.6
1.0
0.3
0.2
29
0.2
6.6
7.0
15.3
12.2
12.6
36.9
7.9
1.0
0.3
0.2
30
0.2
6.7
6.7
10.3
12.7
7.3
39.8
7.8
1.0
0.3
0.2
31
0.2
13.8
10.9
34.6
TOTAL
4.7
108.2 206.0 354.4 233.8 362.5 498.1 848.3 372.3 148.7 19.3 6.6
PROM
0.2
3.6
6.6
11.8
7.5
11.7
17.8
27.4
12.4
4.8
0.6
0.2
MASA MMC 0.4
9.4
17.8
30.6
20.2
31.3
43.0
73.3
32.2
12.9
1.7
0.6
Masa N.
0.1
1.5
7.7
12.9
21.5
46.0
70.5
60.2
24.0
10.7
0.7
0.1
Va. (%)
302
523
131
137
-6
-32
-39
22
34
20
138
472
6.8
1.0
0.2
Fuente: Dirección Regional de Información Agraria - ATDR
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2.3. VOLUMEN TOTAL DE TRANSPORTE DEL CAUCE DEL RIO ICA 2.3.1 Antecedentes.El RIO ICA tiene un comportamiento hidrológico muy particular en cuanto a la capacidad de respuesta de la cuenca a la precipitación, caracterizándose
por
ser
violenta
inmediata.,
lo
que
origina
eventualmente la perdida de terrenos agrícolas en las inmediaciones del cauce y sobre todo el peligro siempre latente de desborde e inundaciones en la zona urbana de la ciudad de ICA próxima al cauce, tal como sucedió en los años 1995 y 1998. MECANICA DE FLUIDOS I
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2.3.2. Volumen total del transporte del cauce río ICA Para el periodo 1922-1994, los aportes de al cuenca no regulada del RIO ICA y sistema de Choclococha presenta un volumen total anual promedio de 288.17 MMC. Considerando solo los aportes de la cuenca no regulada del RIO ICA (volumen total anual promedio de 258.36 MMC). Se obtiene un rendimiento unitario de 153.057 m3/km2 o 4.85 1/s/km2. El sistema Choclococha en 36 años de operación (1959-1994), habría aportado un volumen total anual promedio de 62.16 MMC. 2.3.3. En cuanto al régimen anual de la escorrentía en el RIO ICA En cuanto al régimen anual de la escorrentía en el RIO ICA, los valores extremos anuales en los años 1922,1946 y 1995 presentan volumen superiores a los 600 MMC(634,744 y 643), mientras que en los 31,47,90 y 92 reportan años secos con volúmenes muy inferiores a los 100 MMC( 61,78,72 y 31 MMC).
3.- IDENTIFICACION DE LOS PROBLEMAS EN EL RIO ICA.Con este encabezamiento nos referimos al conjunto de hecho que han venido registrándose ya hace algún tiempo, que nos permiten evaluar objetivamente los daños causados, para identificar el problemas
de
las
eminentes
inundaciones,
hemos
creído
necesarios observar los siguientes puntos más principales:
El comportamiento del río ICA
El registro de caudales e inundaciones
El riesgo de inundaciones.
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La necesidad de un sistema de protecciones decir, de un
sistema hidráulico que asegure la suficiencia del río en transportar caudales mayores. 3.1. Comportamiento del RIO ICA El río Ica, como se dijo antes, ha tenido a través de la historia un comportamiento
bastante
regular,
con
años
tranquilos
transportando caudales bajos y moderados, así como años mas tensos en los cuales su capacidad de transporte de caudal ha sido fácilmente sobrepasada, con la consecuente inundación, entonces queda claro que no pueda predecirse una ausencia total de inundaciones por largo tiempo, sino mas bien existe la posibilidad, de que una vez mas el cauce del río resulte insuficiente para trasportar todo su caudal, y esto tenga que registrarse en la extensa lista de inundaciones por desborde del río ICA. Ciertamente se han hecho varios esfuerzos para detener este problema, pero ninguno de estos esfuerzos fue suficiente. No solo por la desidia de las autoridades
sino también por que aquellas
épocas no se contaba con los conocimientos hidráulicos que hoy tenemos. 3.2. Registro de Caudales e Inundaciones. •
Registro
de
caudales
notable.-
hablamos de caudales especialmente grandes que se han registrado aunque no necesariamente con la presencia de inundaciones. Estos sobrepasaron los 250 m3/s.
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CAUDALES NOTABLES Caudal ( m3/seg) 253.00 287.50 368.00 316.20 273.10 260.60 341.00 316.00 283.50 250.00 300.00 350.00 280.00 412.00 300.00 263.60 420.00 250.00 273.30 425.10 300.00 900.00 Fuente: ministerio de agricultura. ICA
Año 1932 1933 1934 1942 1943 1944 1946 1953 1955 1961 1963 1967 1972 1975 1976 1982 1983 1984 1985 1986 1996 1998
•
inundaciones.- no siempre se registran inundaciones cada vez que se presentan caudales altos. Sino que los
desastres
escurrían
en
forma
intempestiva
hasta
con
caudales moderados y aun bajos. He aquí el registro de inundaciones Registro de Inundaciones Año 1928 1933 1942 1946 1953 1961 MECANICA DE FLUIDOS I
Caudal (m3/s) 117.1 287.5 316.2 341.0 316.8 250.0 ANALISIS DE REGIMEN DE CAUDAL DEL RIO ICA
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1963 1967 1975 1981 1986 1998
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300.0 350.0 412.0 126.9 425.1 900.0 Fuente: Ministerio de Agricultura-Ica
4. INSEGURIDAD PERMANENTE DEL RIO ICA El descurriento de agua nueva en el río Ica en los meses de diciembre a marzo de cada año se supera un volumen superior a los 250 m3/seg por debajo del puente Tacama en el distrito de san Juan Bautista, la ciudad de Ica se inunda afectando la economía y destruyendo las pertenencias que fueron obtenidas con tanto esfuerzo por los habitantes de esta bendita tierra iqueña. Las inundaciones que sucedieron en la provincia de ICA ocurrieron por la negligencia de los gobernantes de turnos y hasta la fecha el actual gobierno de todas las sangres vive de espalda a una realidad caótica que en cualquier momento se podría repetir con mas intensidad que el pasado 29 de enero de 1998. Inundaciones más notables en ICA:
8 de marzo de 1963: la perdida de 200 millones de soles de la
época.
16 de marzo de 1994; viviendas destruidas 420 y afectadas
2000.
29 de enero de 1998: 120000 damnificados, 420 millones de
dólares en daños materiales en; 5000 viviendas destruidas y 12 semi destruidas, 1600 comerciantes perdieron toda su mercadería, 3 mercados colapsaron, 10 centros educativos destruidos y 1250 hectáreas de tierra de cultivo inundad de lodo, 5 desmotadora de algodón colapsaron, 5 fabricas de espárragos inundad de lodo, 80% del agua y desagüe y la defensa ribereña colapso.
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5. GEOMORFOLOGIA, GEOLOGIA Y GEOTECNIA DE RIO ICA 5.1. GEOMORFOLOGIA.Este elemento de análisis de la geomorfología del RIO ICA es de mucha importancia para los trabajos de diseño de las pobras
de
prevención
y
control.
Por
consiguiente
en
coordinación con la junta de usuarios del río y la ATDRI se realizo el recorrido del río Ica desde la parte alta de la cuenca hasta la zona de Callando, el final de la cuenca con las siguientes evaluaciones Características geomorfológicas e hidráulicas El RIO ICA, tiene un área de cuenca de 7711 km2 de los cuales 2234 km2 representa la cuenca húmeda y 5477 km2 a la cuenca seca. Tiene un curso principal de 220 km2. Con una pendiente promedio de 2%. La cuenca del RIO ICA tiene en área total y húmeda de 2511 km2 y 2080 km2 respectivamente, distribuida en la cuenca propia del río Ica – vertientes del pacifico – aguas arriba de la Bocatoma y estación hidrométrica “La Achirana”, con área propia del RIO ICA de 2119 km2 y húmeda de 1688 km2. Cursos de agua, tipo de flujo y lecho. El RIO ICA con mayor o menor incidencia, presenta un lecho móvil, con varios canales que se unen y se separan en tramos pequeños hasta 5 km en promedio, tanto en la parte alta como en la parte baja.. el tiempo de escurrimiento no es perenne, con pendientes fuertes 4.30%
y
pendiente
hasta la bocatoma la Achirana de suave
promedio
de
2%
hasta
la
desembocadura. El ancho promedio del río varía cerca de 50 a 100 m.
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Los torrentes o cursos de agua varían en su longitud, con pendientes variables y régimen variado, según las épocas de estiajes y de máxima avenidas. En las épocas de avenidas cuando el RIO ICA presenta los mayores caudales y deacuerdo a su potencia bruta adquirida, se destaca dos tipos de flujos que son los que determinan los desplazamientos o modificaciones del lecho: Flujo central: desde los molinos hasta la bocatoma de San Jacinto, el flujo es central turbulento variable en dimensiones. Produciendo erosión en un punto y sedimentación en el lado opuesto. Flujo lateral: desde la bocatoma San Jacinto hasta Ocucaje, el flujo es lateral erosivo en menor grado produciéndose las sedimentaciones denominadas de deposición. 5.2. GEOLOGIA.Se puede considerar que la zona del RIO ICA, formo parte de un ámbito en el cual sucedieron diversos eventos geológicos , movimientos orogénicos y epinogenicos, que dieron como resultado
la
formación
de
cordillera
y
el
desarrollo
de
estructuras geológicas de diversas magnitudes, tales como fallas y plieges . en el sector andino de la cuenca. Las rocas que forman la secuencia estratigráfica de la cuenca del RIO ICA son principalmente Calizas, arenisca lutitas, enarcitas, tufos, y derrames volcánicos, etc. Las rocas ígneas intrusivas forman la denominada Cordillera de la costa.
5.3. GEOTECNIA.-
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La zona del valle de ICA se ve fuertemente afectada por la presencia de fuertes huaycos
en la parte media y alta de la
cuenca. Uno de los problemas importante del RIO ICA
es la gran
cantidad de arrastre de sedimentos que existen en su cauce y que no cuenta en una estadía adecuada y sistema de mediciones Otro fenómeno de regular importancia es el de la socavacion en la que por efecto de la dinámica externa destruye orillas y terreno de cultivos, lo cual es fácilmente apreciable.
APLICACIONES PRÁCTICAS EJEMPLO 1 Tenemos que tener en claro que es de suma importancia conocer el comportamiento hídrico del río, ya que este nos permitirá estimar, con suficiente precisión, el caudal a considerarse en el diseño de una obra hidráulica. Par determinarlo debemos de partir de un conjunto de hechos observados, analizarlos y en este análisis, establecer las normas
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sistemáticas que gobiernan tales hechos. Es precisamente este ultimo camino el que debemos tomar en la estimación de caudales de diseño. Para esto utilizaremos el método de Gumbel, en el calculo de caudal de diseño. Según este método, si consideramos un periodo de vida util de una estructura “n” de 20 años, y para tal periodo un riesgo de falla aceptable “J” (%) de 10 %, por lo tanto debemos calcular el caudal de diseño para un periodo de retorno “T” de: T −1 = 1 − (1 − j )i / n
T −1 =1 − (1 − 0.1)1 / 20
de donde T = 190 años el calculo se reduce a reemplazar datos en : Qt = Qm- σ(0.45+ 0.7797 Ln(LnT-Ln(T-1))) En donde: QT es el caudal correspondiente al periodo de retorno T, y como: T= 190 años, podemos simplificar la expresión: Q190 = Qm + (1.84) σ …………………………………………..(*) Siendo Qm el caudal promedio de todos los datos registrados y σ la desviación estándar de los mismos.
DESCARGAS MAXIMAS EXTREMAS (m3/s) Año 1922 1923 1924 1925 1926 1927 1928 1929
Caudal 234.60 238.00 156.40 181.70 125.10 161.20 117.10 162.40
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Año 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958
Caudal 245.00 154.20 316.80 169.10 283.50 120.00 176.40 47.30
Año 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987
Caudal 195.40 126.90 263.60 420.00 250.00 273.30 425.10 115.60
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1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 1950
129.30 88.00 253.00 287.50 368.00 196.70 176.20 91.30 186.90 176.20 73.80 59.00 316.20 273.10 260.60 91.00 341.00 50.30 153.60 226.80 67.60
1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979
92.10 79.50 250.00 132.90 300.00 112.20 168.00 140.00 350.00 52.70 205.00 180.00 114.20 280.00 235.00 202.40 412.00 300.00 219.00 63.70 120.00
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1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
116.70 113.60 123.50 124.50 19.00 53.00 148.80 300.00 162.20 62.50 900.00
A partir de estos datos, obtenemos: Qm= 194.3 m3/s σ= 125.6 Finalmente, reemplazando en (*), obtenemos el caudal de diseño: Q190 = 194.30 + (1.84)(125.60) Q190 = 425.4 m3/s EJEMPLO 2 Calcular el caudal de la crecida a través de un tramo de un río de 500 ft. teniendo valores conocidos de las áreas con agua, transportes y coeficientes de energía de las secciones extremas agua arriba y aguas abajo. La caída de la superficie en el tramo se encontró a 050 ft. Solución MECANICA DE FLUIDOS I
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Las áreas con aguas, trasporte y coeficiente de energía para las dos secciones extremas del tramo son: Au = 11070
Ku = 3.034 x 10
Ad = 10990
Kd = 3.103 x 106
El promedio
6
σu =1.134 σd =1.177
K = 3.0316 x10 6 x3.103 x10 6 = 3.070x106
Par la primera aproximación, sumamos Hf = 0.50 ft entonces: S = 0.50/ 500= 0.0010
s
= 0.0316 y
Q=K
s
= 3.070 x106 x 0.0316 = 97000 cfs
Para la segunda parte aproximación, asumamos Q = 97000 cfs. Entonces las alturas de velocidad en las dos secciones extremas son :
(vu ) 2 (97000 / 11070 ) 2 2g σu 2 g = 1.134 = 1.354
(Vd ) 2 (97000 / 10990 ) 2 1.424 2 g 2 g − σd = 1.177 = 0.070
ya que vu, el flujo se esta contrayendo y K = 1.0 de aquí. hf = 0.5000-0.070 = 0.430, S = 0.430/500 = 0.00086
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s
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= 0.0293 y
Q = 3.070 x 106 x 0.0293 = 90000 cfs. Similarmente se hacen otras aproximaciones, como se indican en el cuadro siguiente. La carga estimada que se encontró es de 91000 cfs. Aproxi
Supuesto
mación
Q
F
(vu ) 2 σu 2 g
σd
hf
S
√S
CALCULA DO
(Vd ) 2 2g
1º 0.5
2º 3º 4º 5º
0.5
0.001
0.0316
97000
97000
0.5
1.354
1.424.
0.43
0.0008
0.0293
90000
90000
0.5
1.165
1.225
0.44
0.00088
0.0297
91000
91200
0.5
1.195
1.258
0.437
0.00087
0.0296
91200
91000
0.5
1.190
1.253
0.437
0.00087
0.0296
91000
CONCLUSIONES
•
Podemos concluir manifestando, que el río Ica en la actualidad se encuentra en un estado de abandono, ya que las personas que viven cerca al río, lo utilizan como lugar para arrojar basuras, incluso lo usan como urinario; pero
para
solucionar
estos
problemas,
nuestras
autoridades tienen que darle la debida importancia al río MECANICA DE FLUIDOS I
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e incluso poner multas a las personas quieran contaminar el río Ica. •
Es importante realizar cada cierto periodo la optimización del cauce, para conseguir la máxima eficiencia hidráulica en las obras realizadas en el río, para que cuando se produzca el aumento del caudal, estos pueden trabajar eficientemente y evitar las inundaciones que provocaría perdidas personales.
•
Una de los problemas más importantes del río Ica es la cantidad de arrastre que existen en su cauce, lo cual en el periodo regular el caudal generaría el colapso debido a la acumulación de partículas en el río.
BIBLIOGRAFIA
•
Tesis: “ Rediseño del río Ica en el tramo entre el dique Baraja y el puente de la Av. Grau” Espino Matta, Carlos Enrique
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•
Tesis: “ Sistema de Muro Inundaciones en el Rio Ica”
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de
Contención
contra
Cueva Garibay, Abel Eduardo
•
Expediente Técnico del Valle de Ica Ministerio de Agricultura
•
Hidráulica de los Canales Abiertos Ven Te Chow
•
www.google.com Internet
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Este trabajo se lo dedicamos a nuestros queridos padres que cada día se esfuerzan más para que podamos
alcanzar
nuestros
objetivos deseados.
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