• Author / Uploaded
• Guido Yahuira

Citation preview

MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE CHUMBIVILCAS

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA DEL DISTRITO DE SANTO TOMAS DE LA PROVINCIA DE CHUMBIVILCAS

CUSCO MARZO DEL 2016

ESTUDIO HIDROLOGICO

Contenido 1.

ESTUDIO HIDROLOGICO .............................................................................................................5

1.1.

RESUMEN EJECUTIVO .............................................................................................................5

1.2.

INTRODUCCION ......................................................................................................................6

2.

ANTECEDENTES ..........................................................................................................................6

3.

GENERALIDADES.........................................................................................................................7

3.1.

Ubicación ................................................................................................................................7

3.2.

Metodología De Trabajo .........................................................................................................8

4. EVALUACION DEL DRENAJE NATUAL E INFRAESTRUCTURA EXISTENTE EN EL AREA DEL PROYECTO ..........................................................................................................................................9 4.1.

Sistema de Drenaje Transversal .............................................................................................9

4.1.1. 5.

Puentes...............................................................................................................................9

DELIMITACION DE LAS MICROCUENCAS DEL PROYECTO..........................................................10

5.1.

Morfología de las microcuencas en estudio .........................................................................10

5.2.

Parámetros de forma de las microcuencas estudiadas ........................................................11

5.2.1.

Forma de la microcuencas ................................................................................................12

5.2.1.1.

Ancho promedio ...........................................................................................................12

5.2.1.2.

Coeficiente de compacidad (Kc) ...................................................................................12

5.2.1.3.

Factor de forma (Ff) ......................................................................................................13

5.2.2.

Sistema de drenaje ...........................................................................................................14

5.2.2.1.

Grado de ramificación ..................................................................................................14

5.2.2.2.

Pendiente media del cauce principal de la microcuenca ..............................................14

5.3.

Climatología del área de estudio ..........................................................................................16

5.3.1.

Temperaturas (°C) ............................................................................................................16

5.3.2.

Precipitación (mm) ...........................................................................................................19

5.3.3.

Humedad Relativa (%) ......................................................................................................21

5.3.4.

Evaporación Media Diaria (mm) .......................................................................................23

6.

ANALISIS DE LA INFORMACION PLUVIOMETRICA .....................................................................24

6.1.

Red de estaciones meteorológicas .......................................................................................24

6.2.

Registros de precipitación ....................................................................................................25

6.3.

Tratamiento de la información de precipitación ..................................................................27

2

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

6.3.1.

Aspectos generales ...........................................................................................................27

6.3.2.

Análisis de homogeneidad o consistencia en registros de precipitación ..........................28

6.3.2.1.

Análisis de consistencia ................................................................................................28

6.3.2.2.

Análisis de doble masa .................................................................................................29

6.3.2.3.

Análisis estadístico de saltos y tendencias....................................................................30

6.3.3.

Distribución espacial de la precipitación ..........................................................................31

6.3.4.

Determinación y Elección precipitación de trabajo ..........................................................33

6.4.

Probabilidad de ocurrencia de la precipitación máxima en 24 horas ...................................33

6.5.

Funciones de distribución de probabilidades .......................................................................34

6.6.

Verificación De Las Distribuciones, Modelos ........................................................................35

6.6.1.

Pruebas de ajuste. ............................................................................................................35

6.6.1.1.

Prueba De Smirnov-Kolmogorov ..................................................................................35

6.6.1.1.1.

Ajuste de una serie de datos a la distribución normal ..................................................36

6.6.1.1.2.

Ajuste de una serie de datos a la distribución log normal de 2 parámetros .................38

6.6.1.1.3.

Ajuste de una serie de datos a la distribución lognormal de 3 parámetros ..................39

6.6.1.1.4.

Ajuste de una serie de datos a la distribución Gamma de 2 parámetros .....................41

6.6.1.1.5.

Ajuste de una serie de datos a la distribución Gamma de 3 parámetros .....................47

6.6.1.1.6.

Ajuste de una serie de datos a la distribución Gumbel .................................................47

6.6.1.1.7.

Ajuste de una serie de datos a la distribución logGumbel o distribución de Fréchet ...47

6.6.1.2.

SELECCIÓN DEL METODO ESTADÍSTICO APROPIADO....................................................48

6.6.1.3.

CURVAS DE INTENSIDAD-DURACIÓN Y FRECUENCIA (IDF) ...........................................49

7.

ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS ...........................................................................................50

7.1.

Introducción .........................................................................................................................50

7.2.

Estimación De Las Descargas Máximas Probables ................................................................50

7.2.1.

Generalidades ..................................................................................................................50

7.2.2.

Método Racional ..............................................................................................................51

7.2.2.1.

Intensidad Máxima de la Precipitación (mm/hora) ......................................................52

7.2.3. Metodología propuesta del U.S. SOIL CONSERVATION SERVICE (METODO SCS) para estimar la escorrentía ......................................................................................................................52 7.2.3.1.

Grupo hidrológico de suelos .........................................................................................54

7.2.3.2.

Grupo hidrológico de suelos .........................................................................................54

7.2.3.3.

Determinación de curva numero ..................................................................................55

3

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

7.2.3.4.

Condición precedente ..................................................................................................55

7.2.3.5.

Determinación de escorrentía ......................................................................................55

7.2.3.6.

Gasto unitario ...............................................................................................................55

7.2.3.7.

Tiempo de Concentración.............................................................................................58

7.2.3.8.

Estimación de Caudal Máximo......................................................................................58

7.3.

Caudales Máximos Probables Calculados .............................................................................58

7.4.

Hidráulica Fluvial ..................................................................................................................58

7.4.1.

Rugosidad del lecho de las corrientes naturales: .............................................................59

7.4.2.

Caudal Formativo o Dominante: .......................................................................................59

7.4.3.

Cauce Estable: ..................................................................................................................60

7.4.4.

Modelamiento hidráulico en Hec Ras. ..............................................................................61

7.4.4.1. 7.4.5. 7.5.

Selección de datos que se requiere para el modelamiento en Hec-Ras .......................62 Resultados ........................................................................................................................63

Capacidad De Arrastre ..........................................................................................................67

7.5.1.

Socavación General Estimada ...........................................................................................68

a)

Tipos de Socavación .................................................................................................................74

b)

Socavación General del Cauce ..................................................................................................69

8.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL ESTUDIO .............................................................74

1.1.

Conclusiones ........................................................................................................................74

1.2.

Recomendaciones ................................................................................................................75

9.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.................................................................................................76

10.

PANEL FOTOGRAFICO ...........................................................................................................77

11.

PLANOS ................................................................................................................................79

4

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

1. ESTUDIO HIDROLOGICO 1.1. RESUMEN EJECUTIVO El presente corresponde a los estudios básicos de inversión pública, que se ejecutara por la municipalidad provincial de chumbivilcas. Con el objetivo de mejorar y garantizar una la transitabilidad de las vías existentes, que comunican a distritos y anexos de la provincial de Chumbivilcas. La vía existente corresponde a nivel de trocha carrozable ( vías vecinales) que garantiza una adecuada transitabilidad por lo que se ve interrumpida cada vez que ingresan avenidas en épocas de lluvias. La municipalidad provincial de Chumbivilcas respondiendo a la necesidad inherente de mejores condiciones de transitabilidad por parte de la población beneficiaria del distrito y anexos colca, saywa por parte de sus autoridades representativas los alcaldes de las municipalidades distritales, quienes participan activamente. El estudio de hidrología que se ha desarrollado es parte de los estudios básicos que se requiere para ejecutar el proyecto planteado. El presente Estudio Hidrológico tiene como objetivo estudiar las cuencas generadoras de los flujos de descarga superficial, con el fin de precisar su caudal y tipo de flujo con respecto a la obra proyectada, es también parte de este estudio analizar el drenaje superficial que tiene como finalidad alejar las aguas de la carretera para evitar el impacto negativo de las mismas sobre su estabilidad, durabilidad y transitabilidad. En el sector de estudio la vía proyectada es atravesada por la quebrada correspondiente a 01 micro cuencas de diferente tamaño, existiendo actualmente infraestructura construida, siendo necesario proyectar infraestructura para asegurar el tráfico de esta red vial.

5

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

1.2. INTRODUCCION El presente estudio está orientado a determinar el caudal máximo de diseño asociados a las quebradas y ríos que interceptan la vía proyectada, con el fin de determinar el diseño adecuado de la infraestructura de drenaje. Estudiar las cuencas generadoras de los flujos de descarga superficial, con el fin de precisar su caudal y tipo de flujo con respecto a la obra proyectada es también parte de este estudio, así como el drenaje superficial que tiene como finalidad alejar las aguas de la carretera para evitar el impacto negativo de las mismas sobre su estabilidad, durabilidad y transitabilidad. El adecuado drenaje es esencial para evitar la destrucción total o parcial de la carretera y reducir los impactos indeseables al ambiente debido a la modificación de la escorrentía a lo largo de éste. El drenaje superficial comprende, la recolección de las aguas procedentes de la plataforma y sus taludes, la evacuación de las aguas recolectadas hacia cauces naturales, y la restitución de la continuidad de los cauces naturales interceptados por la carretera. La principal información hidrológica empleada para el presente estudio es la proveniente de la estación meteorológica de Lutto la más cercana a la zona de proyecto. 2. ANTECEDENTES La municipalidad provincial de chumbivilcas inicia los estudios de este proyecto contemplados en sus diferentes etapas: Perfil y expediente técnico, dentro de estos estudios se encuentran el desarrollo de los estudios básicos de Geología, Geotecnia, Diseño vial, Estudio Económico, Hidrología entre otros. No existen estudios de hidrología anteriores sobre el área, más bien se tendrá en cuenta algunos desarrollados por la zona.

6

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

3. GENERALIDADES 3.1. Ubicación Ubicado en la región sur oriental del Perú, comprende zonas andinas y parte de la selva alta. Limita al norte con Ucayali, al sur con Arequipa y Puno, al este con Madre de Dios y Puno y al oeste con Arequipa, Apurímac, Ayacucho y Junín. 

Creación: Se pierde en la antigüedad.



Superficie: 71,891 km².



Latitud Sur: 11º 13´19"



Longitud oeste: entre meridianos 72º 59´52" y 73º 57´ 45"



Densidad demográfica: 16,3 hab. /km².



Población: Total: 1 171.403 habitantes (Censo 2007).



Capital del Departamento: Cuzco (3.399 msnm)



Distritos: 108.



Clima: Su clima es frío y seco de mayo a diciembre y lluvioso en los meses de enero hasta abril. La temperatura media en la capital es de 12 °C siendo la máxima de 18 °C y la mínima alrededor de 4 °C más o menos. En la selva amazónica es tropica FIGURA Nº 1 UBICACIÓN DEL PROYECTO DE PUENTE

ZONA DEL PROYECTO

7

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

El puente a construirse se ubica de la siguiente manera: -

Puente colca esmeralda, UTM: 814179.11 E, 8406136.91 N a 3216 msnm. Cuadro Nº 1 UBICACIÓN Región Departamento Provincia Distrito Sector

CUSCO CUSCO CHUMBIVILCAS SANTO TOMAS COLCA

3.2. Metodología De Trabajo El presente trabajo ha sido orientado y realizado mediante la ejecución secuencial de las siguientes actividades y con la participación de un equipo técnico-profesional especialista en trabajos de esta naturaleza.  Coordinaciones Preliminares; realizadas en el ámbito de las microcuencas, actividad que consideramos importante puesto que posibilita una inicial participación interinstitucional.  Recolección de Información Básica  Reprogramación de Actividades  Campo FASE I : - Reconocimiento de las microcuencas en Campo.  Campo FASE II : - Evaluación Hidrológica de las microcuencas: Delimitación hidrográfica, Fisiografía, Geomorfología. - Inventario de Fuentes de Agua Superficial. - Evaluación de Estaciones Hidrometeorológicas.  Trabajos de gabinete : - Procesamiento de la Información. - Cálculos e inferencias hidrológicas. - Elaboración de Mapas Temáticos de las Cuencas. - Informe Final de Resultados. Cabe resaltar que las dos anteriores actividades de campo y gabinete han sido llevadas de forma alternada, considerando que todo estudio hidrológico está validado con

8

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

información de campo. Las metodologías y/o técnicas de recolección de datos y manejo de información que han contribuido de sobremanera en el desarrollo del estudio son:  Métodos de recolección de Información: - Observación sistemática - Técnica documental - Análisis bibliográfico - Entrevista  Herramientas: - Software de Sistema de Información Geográfica. Software Estandarizado de tratamiento y procesamiento de información hidrológica. 4. EVALUACION DEL DRENAJE NATUAL E INFRAESTRUCTURA EXISTENTE EN EL AREA DEL PROYECTO Este ítem describe en forma general la evaluación del sistema de drenaje natural que cruzara la vía proyectada con el fin de determinar su vulnerabilidad a la escorrentía superficial, y proveer la construcción de puentes (este inventario es presentado en detalle en los estudios de ingeniería correspondientes). Así mismo estudiar las cuencas donde son interrumpidos sus flujos de descarga por la carretera, con el fin de precisar su caudal y tipo de flujo con respecto a la vía proyectada. Se ha evaluado in situ, el sistema de drenaje natural que atravesará la carretera proyectada y se han inventariado los puntos críticos que seguidamente se detallan para cada sistema de drenaje para proponer soluciones complementarias para el mejoramiento de los sistemas de drenaje sobre la base de las condiciones actuales del área del Proyecto e infraestructura existente. 4.1. Sistema de Drenaje Transversal El Sistema de Drenaje Transversal, comprende la evacuación de flujos de cursos naturales (ríos, quebradas, acequias, canales de riego, etc.) y la recolección del flujo del sistema de drenaje longitudinal incluye a las estructuras tipo, badén y alcantarillas. 4.1.1. Puentes Los puentes proyectados son sobre vías existentes cuyos nombres, se han definido de acuerdo al lugar. La luz de los puentes será definida en los capítulos posteriores.

9

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

5. DELIMITACION DE LAS MICROCUENCAS DEL PROYECTO En el sector de estudio la vía existente es atravesada por diferentes quebradas correspondientes a microcuencas de diferente tamaño, no existiendo actualmente infraestructura construida, siendo necesario proyectar infraestructura en esta red vial. De las diferentes quebradas que atraviesan la carretera, estas quebradas en su mayoría son pequeñas, destacando para nuestro estudio 01 quebradas de regular tamaño que requerirán infraestructura adecuada como puente. Cabe destacar que estas quebradas son intermitentes referidos al caudal que pudiera transportar. Normalmente la quebrada solo se activa en los períodos húmedos correspondientes a los meses de Diciembre a Abril. Para una correcta interpretación de la delimitación de las cuencas y quebradas estudiadas, es necesario realizar un estudio geomorfológico, que se centra en el estudio de las formas del relieve, pero dado que estos son el resultado de la dinámica geográfica en general, estudia como insumos por un lado, fenómenos atmosféricos, climáticos, hidrográficos, biológicos y geológicos. Esta disciplina es estudiada en mayor o menor medida dentro de la geografía, la arqueología, la geología, la ingeniería civil y ambiental. Para el presente estudio nos limitaremos al estudio de la morfología de las cuencas que involucra el proyecto. Las 01 quebradas identificadas en campo, se han delimitado 01 micro cuencas que varían en tamaño e importancia en base a la cartografía existente, fotografías satelitales y visitas de campo. A continuación se hará una descripción de la morfología de los 01 microcuencas delimitadas. 5.1. Morfología de las microcuencas en estudio La morfología de una cuenca queda definida por su forma, relieve y drenaje, para lo cual se han establecido una serie de parámetros, que a través de ecuaciones matemáticas, sirven de referencia para la clasificación y comparación de cuencas. Para un mejor estudio de las cuencas se han establecido los siguientes parámetros: -

Parámetros de forma

-

Parámetros de relieve

-

Parámetros de red hidrográfica.

Las características físicas desempeñan un papel esencial en la respuesta hidrológica de la cuenca.

Recíprocamente

el

carácter

hidrológico

de

la

misma

contribuye

considerablemente a formar sus características físicas. Entonces, esta interrelación

10

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

debería suministrar la base para predecir cuantitativamente la respuesta hidrológica, a partir de aquellos parámetros físicos que son fáciles de medir. En este sentido esta geodinámica externa en referencia a la topología, ha favorecido el desarrollo de un retículo de drenaje bien organizado de fuerte pendiente, a lo largo del cual se realizan los fenómenos tanto erosivos como de sedimentación. Esta situación es consecuencia del régimen fluvial, el cual, durante la estación húmeda, poco más de tres meses, presenta crecidas que determinan el transporte veloz de grandes cantidades de materiales, destacando el arrastre de rocas de tamaño considerable y el lodo que incrementa el poder erosivo, mientras que en la estación seca el agua tiende a discurrir por el cauce principal con un caudal base mínimo variable en algunas microcuencas, evidenciando la presencia de manantiales en la cabecera de cuenca. 5.2. Parámetros de forma de las microcuencas estudiadas El contorno de las microcuencas delimitadas define la forma y superficie de éstas, lo cual posee incidencia en la respuesta, en el tiempo que poseerá dicha unidad, y en lo que respecta al caudal evacuado. Así pues las microcuencas identificadas en su mayoría de característica ovalada, tendrá un diferente tiempo de concentración que una microcuencas circular, al igual que el escurrimiento manifestará condiciones disímiles. Por ejemplo, en una cuenca circular, el agua recorre cauces secundarios antes de llegar a uno principal; en una cuenca alargada, se presenta en general un solo cauce que es el principal y por ende, el tiempo de concentración será menor que el anterior caso. Por ello se hace necesario establecer algún parámetro, que permita evaluar la uniformidad o irregularidad de los contornos de la cuenca Es importante mantener la consideración que la geomorfología en una cuenca está representada por parámetros de carácter estático y sus características hidrológicas son altamente estocásticas. Se ha determinado los valores de los parámetros de forma y relieve de las 48 microcuencas; Los índices más empleados para representar esta característica de las microcuencas son las siguientes:

11

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

5.2.1.

Forma de la microcuencas

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. Es expresada por parámetros, tales como el Ancho Promedio, Coeficiente de Compacidad y el Factor de forma. 5.2.1.1.

Ancho promedio Es la relación entre el área de la cuenca y la longitud mayor del curso del río, la expresión es la siguiente:

Dónde: Ap = Ancho promedio de microcuenca (Km) A = Área de la microcuenca (km2) L = Longitud del Cauce Principal (Km) 5.2.1.2.

Coeficiente de compacidad (Kc) O índice de Gravelius, constituye la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia cuya área - igual a la de un círculo - es equivalente al área de la cuenca en estudio. Su fórmula es la siguiente:

Siendo: Kc = Coeficiente de Compacidad (Km/Km2) P = Perímetro de la cuenca (Km) A = Área de la cuenca (Km2) Una cuenca se aproximará a una forma circular cuando el valor Kc se acerque a la unidad, Cuando se aleja de la unidad, presente una relación irregular con relación al círculo.

12

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Si este coeficiente fuera igual a la unidad, significa que habrá mayores oportunidades de crecientes debido a que los tiempos de Concentración, Tc (duración necesaria para que una gota de agua que cae en el punto más alejado de aquella, llegue a la salida o desembocadura), de los diferentes puntos de la cuenca serían iguales. De igual modo, cuanto mayor sea el valor de Kc, también será mayor el tiempo de concentración de las aguas y por tanto, estará menos propensa a una inundación. Generalmente en cuencas muy alargadas el valor de Kc, es mayor que 2. Un valor de Kc. Igual a 1.33 nos indica una cuenca de forma oval - oblonga, siguiendo el desarrollo de su curso principal, debiendo estar más expuesta a las crecientes que una cuenca de forma redondeada. 5.2.1.3.

Factor de forma (Ff) Es otro índice numérico con el que se puede expresar la forma y la mayor o menor tendencia a crecientes de una cuenca. Es la relación entre el ancho promedio de la cuenca (Am) y la longitud del curso de agua más largo (L). La expresión es la siguiente

Siendo: Ff = Factor de Forma adimensional Ap = Ancho promedio de la cuenca (Km) L = Longitud del curso más largo (Km) Una microcuenca con Factor de Forma bajo, está sujeta a menos crecientes que otra del mismo tamaño pero con un Factor de Forma mayor. Con este valor de Ff , la Microcuenca está sujeta a crecientes continuas regulares. Para un círculo, Ff = 0.79; para un cuadrado con la salida en el punto medio de uno de los lados, Ff = 1, y con la salida en una esquina, Ff = 0.5 (Minteguietal, 1993).

13

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

5.2.2. Sistema de drenaje El sistema de drenaje de una cuenca está conformado por un curso de agua principal y sus tributarios: observándose por lo general, que cuanto más largo sea el curso de agua principal, más llena de bifurcaciones será la red de drenaje. Con la finalidad de determinar las características de dicha red, se definen los siguientes índices: 5.2.2.1.

Grado de ramificación Para definir el grado de ramificación de un curso de agua principal (Según Horton), se ha considerado el número de bifurcaciones que presentan sus tributarios, asignándole un orden a cada uno de ellos en forma creciente desde el curso principal hasta el encuentro con la divisoria de la cuenca.

5.2.2.2.

Pendiente media del cauce principal de la microcuenca 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 del río es un parámetro empleado para determinar la declividad de un curso de agua entre dos puntos. Se determina mediante la siguiente expresión:

Siendo: Ic = Pendiente media del río L = longitud del río HM y Hm = Altitud Máxima y mínima del lecho del río, referidas al nivel medio de las aguas del mar. La fuerte pendiente asociado a la impermeabilidad del suelo por la evidencia de afloramientos rocosos en su gran mayoría hace presumir que se presentara unas crecidas inmediatas y el transporte veloz de grandes cantidades de materiales, lodo y rocas. En los cuadros siguientes se presentan los parámetros morfológicos de las 03 microcuencas para obras puentes y/o pontones.

14

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Cuadro Nº 2 PARÁMETROS MORFOLÓGICOS Altura MICROCUENCAS

15

Superior

Inferior

(DISEÑO)

(m)

(m)

COLCA

5100.00

2069.00

Desnivel del Cauce

Longitud del Cauce

H (m)

L (m)

3031.00

12768.15

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

Perimetro de Pendiente Cuenca

Area de Drenaje A (m2)

A (Km2)

45709924.78

45.71

A (Ha) 4570.99

P (m) 31660.29

S (m/m) 0.24

Ancho Promedio Microcuenca

Coef.de Compacidad

Fator de Forma

Pendiente Media del Cauce

Ap(Km)

Kc(km/km2)

FF

%

3.58

1.32

0.28

24%

ESTUDIO HIDROLOGICO

5.3. Climatología del área de estudio El año se divide en cuatro estaciones astronómicas en función de la actividad atmosférica y de la circulación de masas de aire, no obstante desde el punto de vista climatológico, la zona de estudio tiene una estación húmeda (Noviembre a Marzo), otra seca (Junio a Agosto) y dos periodos de transición (Septiembre – Octubre y Abril – Mayo). Los principales parámetros climáticos que definen o caracterizan el clima de la cuenca son: precipitación, temperatura, humedad relativa y evaporación; son los de mayor importancia en cuanto a la tipificación o caracterización de la climatología de las microcuencas de las quebradas del río Tambo. Estos parámetros provienen de los registros históricos de las distintas estaciones meteorológicas instaladas cercanas a las microcuencas en estudio. La ubicación geográfica de las estaciones meteorológicas utilizadas se presenta en el Plano N° 02 Estas estaciones están a cargo del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). En los Anexos se presenta la información meteorológica histórica de los parámetros arriba indicados. Los registros de temperatura utilizados en el presente estudio es la información recopilada y adquirida de instituciones de la región y el SENAMHI, respectivamente. La longitud de registro varía desde 9 a 30 años. Con la información meteorológica disponible se ha realizado un análisis de la frecuencia distribución de los valores de temperaturas medias, máximas y mínimas. 5.3.1. Temperaturas (°C) La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica (ver más abajo), que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por la partícula. Y actualmente, al contrario de otras cantidades termodinámicas como el calor o la entropía, cuyas definiciones microscópicas son válidas muy lejos del equilibrio térmico, la temperatura sólo puede ser medida en el equilibrio, precisamente porque se define como un promedio.

16

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

 TEMPERATURA MAXIMA Cuadro Nº 3 REGISTRO DE TEMPERATURA MAXIMA – ESTACION LUTTO AÑO

ENE

FEB MAR ABR MAY JUN

JUL

AGO SET OCT NOV DIC

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 PROM

22.9 23.6 23.7 24.0 24.1 24.8 25.7 26.6 27.6 24.6 24.6 25.6 24.8 22.4 26.4 24.3 21.0 24.1 25.7 25.7 24.1 24.7 24.6

23.0 23.0 22.5 26.7 25.5 20.1 25.2 26.4 27.7 25.6 23.4 26.2 24.3 24.6 26.3 20.9 21.2 23.3 23.6 25.4 24.8 24.9 24.3

23.2 23.6 23.9 24.1 23.7 24.0 24.7 25.7 22.1 24.1 25.1 24.0 24.1 25.6 24.4 23.1 22.9 24.9 23.8 24.4 24.1 25.1 24.1

23.4 24.0 24.5 25.4 24.9 24.2 24.2 24.2 24.1 25.2 25.1 25.1 24.5 25.8 24.4 24.3 24.5 26.2 25.6 25.7 24.9 25.9 24.8

22.8 23.0 23.3 25.4 24.3 21.1 25.8 26.6 27.3 24.4 24.8 23.9 24.1 24.2 26.8 21.5 22.7 22.8 24.6 24.6 25.8 24.8 24.3

23.5 24.2 24.8 25.3 24.3 25.0 25.6 26.0 26.3 25.0 24.5 25.4 24.1 24.4 25.3 23.7 23.3 24.1 24.0 25.5 24.8 25.8 24.8

23.7 24.1 24.4 24.9 24.7 24.8 24.8 24.9 25.0 25.0 25.6 29.5 23.9 25.0 25.3 23.5 23.1 23.9 25.1 25.8 25.2 25.2 24.9

23.0 23.5 24.0 25.2 23.5 23.4 25.3 23.0 24.7 25.2 24.9 24.4 23.5 24.0 24.2 23.1 23.2 24.7 24.7 25.4 25.7 24.8 24.2

24.7 25.2 25.8 26.0 24.2 24.8 25.9 27.0 25.8 26.1 26.5 26.2 25.2 25.5 24.8 23.9 24.8 24.9 25.7 26.6 26.0 25.4 25.5

24.0 25.8 25.5 26.1 25.7 25.7 26.3 26.9 26.6 26.2 26.5 26.5 25.1 26.0 25.5 23.9 26.6 26.0 26.5 26.9 26.2 25.7 25.9

24.4 24.8 25.7 26.2 25.8 26.3 25.6 27.1 26.9 26.1 26.7 26.4 25.3 25.9 24.7 24.1 26.3 25.6 26.0 27.0 26.2 25.4 25.8

25.4 23.9 24.9 26.1 24.6 25.8 26.6 27.4 25.6 25.6 26.1 26.5 25.0 26.8 24.7 23.7 26.2 26.4 26.1 25.8 26.0 25.7

TOTAL PROM ANUAL ANUAL 284.0 23.7 288.7 24.1 293.0 24.4 305.4 25.5 295.3 24.6 290.0 24.2 305.7 25.5 311.8 26.0 309.7 25.8 303.1 25.3 303.8 25.3 309.7 25.8 293.9 24.5 300.2 25.0 302.8 25.2 280.0 23.3 285.8 23.8 296.9 24.7 301.4 25.1 308.8 25.7 303.8 25.3 277.7 25.2 24.9

FUENTE: SENAMHI Gráfico Nº 1 DISTRIBUCION MENSUAL DE TEMP. MAXIMA – EST. LUTTO

17

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Grafico Nº 2 DISTRIBUCION ANUAL DE TEMP. MAXIMA – EST. LUTTO

 TEMPERATURA MINIMA Cuadro Nº 4 REGISTRO DE TEMP. MINIMA – ESTACION LUTTO AÑO 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 PROM

18

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC 7.4 5.7 7.7 9.7 12.5 11.2 11.2 11.6 11.9 14.7 12.0 10.6 9.6 8.7 10.6 6.3 6.5 3.9 8.8 9.0 8.5 10.5 9.5

7.3 7.1 7.4 12.2 11.9 11.8 10.1 10.4 10.6 15.1 11.9 10.4 9.9 8.5 9.6 7.5 6.1 5.9 11.7 9.7 8.8 10.8 9.8

7.8 7.1 6.3 11.5 11.7 11.3 10.8 10.8 10.7 10.9 11.1 10.6 9.3 8.2 8.4 7.0 5.7 5.2 11.0 8.9 8.1 10.6 9.2

5.1 5.4 5.7 10.7 10.9 10.1 9.3 9.2 9.2 9.8 10.5 9.4 8.8 7.2 7.1 6.0 5.2 2.4 8.4 7.3 7.0 9.9 7.9

4.2 3.9 3.4 3.6 3.4 6.2 3.0 3.0 2.8 9.7 9.8 9.4 10.2 8.3 9.0 9.6 7.9 8.6 9.1 8.1 5.7 9.4 5.2 3.3 9.5 7.5 6.3 9.6 8.6 7.6 9.6 9.6 8.9 8.6 7.8 7.5 8.3 6.3 6.4 6.6 5.2 6.9 6.5 6.0 5.6 4.2 3.4 4.1 4.0 2.9 2.7 -1.2 -1.7 -2.0 6.4 5.4 5.4 6.1 5.5 5.2 6.0 5.0 5.2 8.6 6.8 6.9 6.9 5.8 5.7

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

4.0 3.7 6.0 5.3 4.0 4.3 4.3 5.2 3.9 4.9 4.3 5.6 9.7 9.7 10.3 10.9 8.8 9.5 9.6 9.4 6.6 7.8 9.6 11.0 7.3 8.7 9.9 10.6 7.6 9.6 10.2 12.6 8.0 10.3 10.4 12.8 8.3 10.2 10.5 10.6 8.6 10.2 9.4 9.7 8.2 9.6 8.4 9.5 7.1 6.7 6.6 7.7 6.9 8.1 7.3 7.6 5.0 5.1 5.9 5.7 4.9 3.6 4.6 3.3 3.7 2.7 1.2 -0.2 0.4 1.9 2.4 6.4 5.9 6.2 7.0 7.4 5.0 5.8 6.7 6.6 6.7 7.6 8.0 8.2 7.6 8.7 9.3 10.3 6.3 7.0 7.4 8.0

5.7 6.7 7.1 11.3 10.3 10.2 10.8 11.4 12.4 11.5 11.2 9.5 8.3 8.8 5.9 4.5 2.3 8.4 7.8 7.7 9.6 8.6

TOTAL PROM ANUAL ANUAL 63.8 5.3 63.0 5.3 61.7 5.1 124.9 10.4 122.1 10.2 115.7 9.6 111.6 9.3 111.3 9.3 119.6 10.0 127.4 10.6 122.7 10.2 110.1 9.2 95.0 7.9 90.0 7.5 81.4 6.8 59.4 5.0 42.8 3.6 32.0 2.7 91.4 7.6 83.5 7.0 88.7 7.4 100.0 9.1 7.7

ESTUDIO HIDROLOGICO

Grafico Nº 3 DISTRIBUCION ANUAL DE TEMPERATURA MINIMA – EST. LUTTO

Grafico Nº 4 DISTRIBUCION ANUAL DE TEMPERATURA MINIMA – EST. LUTTO

5.3.2. Precipitación (mm) En meteorología, la precipitación es cualquier forma de hidrometeoro que cae de la atmósfera y llega a la superficie terrestre. Este fenómeno incluye lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo, pero neblina ni rocío, que son formas de condensación y no de precipitación. La cantidad de precipitación sobre un punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o monto pluviométrico.

19

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Cuadro Nº 5 REGISTRO DE PRECIPITACIONES (mm) – ESTACION LUTTO AÑO

ENE

FEB

1984 29.8 81.3 1985 6.3 75.3 1986 26.5 64.0 1987 70.7 4.0 1988 33.4 5.8 1989 17.1 120.5 1990 15.2 4.3 1991 7.6 2.1 1992 0.0 0.0 1993 71.2 8.4 1994 52.4 53.2 1995 32.6 0.0 1996 10.8 22.5 1997 75.0 45.9 1998 42.6 32.4 1999 11.1 136.1 2000 118.5 64.6 2001 44.6 213.8 2002 24.7 86.6 2003 5.9 6.9 2004 2005 PROM

44.6 35.5 35.3

38.2 29.4 49.8

MAR ABR MAY JUN

JUL

AGO

SET

OCT NOV

DIC

47.3 0.0 25.8 0.0 4.4 0.0 1.2 0.0 15.7 0.0 0.0 0.0 34.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 16.5 0.0 4.2 0.0 94.0 0.0 2.5 2.8 58.2 12.0 4.6 0.0 73.0 7.1 42.0 1.3 54.2 3.6 35.5 0.5 15.0 0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

5.5 0.0 5.5 0.0 0.0 0.0 3.8 0.0 0.0 0.0 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 18.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.8 0.0 0.0 8.4 21.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 11.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.0 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.4 0.0 1.6 0.0 0.0

9.2 0.0 1.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 1.8 1.8 0.3 0.0 0.0 0.0 7.4 0.0

0.0 16.8 31.1 0.0 3.9 0.0 0.0 0.0 37.9 3.4 8.2 1.2 5.2 14.9 8.1 7.4 6.0 0.0 13.6 9.8

6.4 16.2 25.0

0.0 0.0 0.1

0.0 0.0 1.0

0.0 0.0 0.3

0.0 0.0 1.1

0.5

0.0 0.2 1.3

2.4 0.0 0.6

0.0 0.0 1.7

0.0 5.6 1.4

8.0

TOTAL PROM ANUAL ANUAL 178.6 14.9 128.0 10.7 129.2 10.8 79.9 6.7 58.8 4.9 137.6 11.5 62.1 5.2 9.7 0.8 42.1 3.5 117.7 9.8 118.0 9.8 129.8 10.8 48.4 4.0 237.8 19.8 88.0 7.3 236.8 19.7 233.0 19.4 317.8 26.5 182.4 15.2 37.6 3.1 92.1 86.9

7.7 7.9 10.5

Gráfico Nº 5 DISTRIBUCION MENSUAL DE PRECIPITACION – EST. LUTTO

20

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Gráfico Nº 6 DISTRIBUCION ANUAL DE PRECIPITACION – EST. LUTTO

5.3.3. Humedad Relativa (%) La humedad del aire es un factor que sirve para evaluar la comodidad térmica del cuerpo vivo que se mueve en cierto ambiente. También es importante, tanto la del aire como la de la tierra, para el desarrollo de las plantas. La cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad. La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura.

21

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Cuadro Nº 6 REGISTRO DE HUMEDAD RELATIVA (%) – ESTACION LUTTO

1984 1985 1986

71 64 77

77 77 88

75 81 87

62 71 79

50 51 52

55 52 50

43 48 52

42 44 46

48 44 41

55 68 41

55 66 49

TOTAL PROM ANUAL ANUAL 54 687 57 73 739 62 61 723 60

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998

72 66 59 56 53 50 61 59 61 58 72 66

60 63 76 59 54 48 54 67 60 67 67 63

58 60 70 61 54 47 65 57 66 59 67 55

52 54 52 51 51 51 53 48 54 50 64 49

44 44 46 48 49 50 50 34 49 41 61 52

36 37 36 50 49 57 42 27 41 34 50 45

39 34 33 34 35 53 34 25 34 38 40 44

44 36 42 43 44 44 40 39 36 42 45 43

45 44 36 44 48 53 36 41 47 43 48 46

42 46 42 46 50 45 40 39 40 47 42 46

45 48 43 50 56 49 45 45 41 47 44 47

50 53 53 54 56 59 53 52 44 57 50 52

587 585 588 596 599 606 573 533 573 583 650 608

49 49 49 50 50 51 48 44 48 49 54 51

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 PROM

53 73 64 56 60 67 65 63

75 73 75 70 66 68 66 67

72 66 72 69 68 68 64 66

57 61 63 66 61 66 60 58

53 58 53 57 54 66 61 51

49 55 51 53 51 63 59 47

49 53 51 52 51 58 56 43

46 50 49 48 48 56 54 45

44 52 49 48 47 57 57 46

51 50 45 45 45 51 57 47

50 50 48 49 45 51 59 49

55 54 52 52 55 55

654 695 672 665 651 726 658

55 58 56 55 54 61 60 53

AÑO

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

54

Gráfico Nº 7 DISTRIBUCION MENSUAL DE HUMEDAD RELATIVA – EST. LUTTO

22

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Gráfico Nº 8 DISTRIBUCION ANUAL DE HUMEDAD RELATIVA – EST. LUTTO

5.3.4. Evaporación Media Diaria (mm) En hidrología, la evaporación es una de las variables hidrológicas importantes al momento de establecer el balance hídrico de una determinada cuenca hidrográfica o parte de esta. En este caso, se debe distinguir entre la evaporación desde superficies libres y la evaporación desde el suelo. La evaporación de agua es importante e indispensable en la vida, ya que el vapor de agua, al condensarse se transforma en nubes y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Cuadro Nº 7 REGISTRO DE EVAPORACION MEDIA DIARIA (mm) – ESTACION LUTTO AÑO 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 PROM

23

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC TOTAL PROM. ANUAL ANUAL 3.8 2.3 2.9 3.7 3.0 2.3 2.5 2.9

2.4 2.1 2.5 2.5 2.9 2.6 2.4 2.5

2.2 2.8 2.5 2.8 2.7 2.8 2.6 2.6

3.0 3.0 2.7 2.5 2.7 2.4 2.8 2.7

3.3 3.2 2.9 2.4 2.6 2.5 2.7 2.8

3.5 3.4 3.1 2.4 2.6 2.7 2.6 2.9

3.8 3.7 3.1 2.2 2.7 2.5 2.7 3.0

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

4.0 4.0 3.5 2.7 2.8 2.6 2.7 3.2

3.8 4.4 3.8 2.9 2.9 2.9 2.8 3.4

3.5 4.6 3.8 2.8 3.0 3.2 2.7 3.4

2.4 3.7 4.4 3.9 3.9 3.6 3.0 3.0 3.0 2.7 3.1 3.1 2.8 3.2 3.3

39.4 41.8 38.3 32.9 33.6 32.7 29.3

3.3 3.5 3.2 2.7 2.8 2.7 2.7 3.0

ESTUDIO HIDROLOGICO

Gráfico Nº 9 DISTRIBUCION MENSUAL DE EVAPORACION – EST. LUTTO

Gráfico Nº 10 DISTRIBUCION ANUAL DE EVAPORACION – EST. LUTTO

6. ANALISIS DE LA INFORMACION PLUVIOMETRICA 6.1. Red de estaciones meteorológicas El ámbito del estudio, se enmarca en la cuenca del Rio Apurimac. En este sentido, se ha estimado por conveniente seleccionar un número de estaciones meteorológicas que dispongan de información pluviométrica y que se ubiquen cercanas a las microcuencas consideradas, cubriendo así espacialmente el área de estudio. La red de estaciones meteorológicas ubicadas en la cuenca del Apurimac y cuyos registros de precipitación se han consignado para el presente estudio son: Lutto, sin embargo la estación base con la que se trabajará principalmente es la estación de Lutto ubicada en el mismo lugar de la zona de estudio, en tal sentido se ha adquirido registros de precipitaciones hasta el año 2014 del SENAMHI.

24

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

6.2. Registros de precipitación La fuente base de la información pluviométrica, lo constituyen los registrados por la red de estaciones meteorológicas anteriormente citadas y provienen principalmente del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). Cuadro Nº 8 Estaciones Meteorológicas Cercanas a la Zona del Proyecto UBICACIÓN ESTACIÓN TIPO

Lutto

Co

LONGITUD

LATITUD

70º51’”W”

16º22’”S”

DISTRITO PROVINCIA

DEPARTAMENTO

Lusco

Cusco

chumbivilcas

ALTITUD m.s.n.m.

3491

cuadro Nº 9 PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL HISTÓRICA (mm) ESTACIÓN: LUTTO PARÁMTRO: PRECIPITACIÓN TOTAL (mm) CÓDIGO:

AÑO 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

25

ENE 13.1 10.9 68.8 9.7 2.1 3.2 4 4.1 0 38.8 77.7 13.1 2.7 22.5 35.2 6.9 43.5 12.2 8.7 1.4 33 69 16.1 14.8 68.6 2.5 1.9

FEB 69.7 23.8 33.1 11.4 60.3 74.2 1.1 1.5 0 2 128.7 0 14.9 78.7 4 70.6 35.7 151.8 0 0 32.2 19.2 28.8 7.6 16.9 17.3 10.5

MAR 6.8 10.8 1.4 5.2 0.6 3.4 9 4 0 58.1 50 21 0 17.4 2.4 18.3 8 49.2 51.1 3.1 1.6 0.5 29.3 10.2 1.6 5.4 0.3

DPTO.: CUSCO PROV.: CHUMBIVILCAS DIST.: LLUSCO

ABR 0 0 0 0 2.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.8 0.2

MAY 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

JUN

JUL

0 0 0 0 0 0 2.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.4 0 0 0 0 0 0 0 0

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9.6 0 1 0 0 0 0 0 0

AGO 0 0 2.1 0 0 0 0 0 0 7.4 0 0 0 3.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SET 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15.7 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

OCT 62.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

NOV

DIC

165.1 1.4 0 0 0 0 0 1 0.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.7 0 0 0 0 0 0 0 0

96.3 0 12.4 0 0 0 12.3 1.2 14.4 1.4 0.7 0 0 9.9 4.8 0.5 0 0 12.5 1.5 0 0 0 0 0.8 0 11.1

TOTAL

PROM

ANUAL

ANUAL

413.3 46.9 117.8 26.3 65.1 80.8 28.5 11.8 15 107.7 257.1 34.1 17.6 148 46.4 96.3 87.2 213.2 87 6 67.8 89.2 74.7 33.1 88.4 26.5 24.5

34.4 3.9 9.8 2.2 5.4 6.7 2.4 1 1.3 9 21.4 2.8 1.5 12.3 3.9 8 7.3 17.8 7.3 0.5 5.7 7.4 6.2 2.8 7.4 2.2 2

ESTUDIO HIDROLOGICO 32.2 42.6 77.7 22.7 0.0

2011 2012 MAX PROM. MIN

66.4 96 151.8 36.4 0.0

0 22 58.1 13.5 0.0

4.8 17.5 17.5 0.9 0.0

0 0 0.0 0.0 0.0

0 0 2.4 0.2 0.0

0 0 9.6 0.4 0.0

0 0 7.4 0.5 0.0

0.5 0.5 15.7 0.7 0.0

0 0 62.3 2.1 0.0

0 0 165.1 5.9 0.0

24.2 0 96.3 7.0 0.0

128.1 178.6 413.3 90.2 6.0

FUENTE: SENAMHI - CUSCO

CUADRO 10. PRECIPITACIÓN ANUAL MAXIMA EN 24 HORAS (mm) ESTACIÓN: LUTTO

DPTO.: CUSCO

PARÁMETRO: PRECIPITACIÓN MAXIMA 24 HORAS(mm)

PROV.: CHUMBIVILCAS

CÓDIGO: 850

DIST.: SANTOTOMAS

AÑO 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

PP.max 21.5 11.3 36 22 0 15 18.7 19.8 34.2 5.8 17.2 19.8 17.1 14.2 38.9 13 9 15.2 14 13.8 3.8 25.4 14.8 6.8 27.7 36.6

FUENTE: SENAMHI

26

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

10.7 14.9 34.4 7.5 0.5

ESTUDIO HIDROLOGICO

Grafico Nº 10 PRECIPITACION MAXIMA ANUAL 24 HORAS ESTACION LUTTO

6.3. Tratamiento de la información de precipitación 6.3.1.Aspectos generales Sin duda uno de los componentes más importantes del ciclo hidrológico en una cuenca hidrográfica es la precipitación, y en este sentido es que se realiza el estudio de este parámetro meteorológico en forma independiente y detallada. Para poder explicar de mejor forma el suceso de la escorrentía superficial de las microcuencas estudiadas, es necesario relacionarla con la precipitación y de esta forma, no sólo validar la información histórica disponible, sino también practicar una modelación que reproduzca el proceso precipitación – escorrentía, para lo cual se requiere previamente cuantificar la incidencia simultánea de la precipitación sobre la cuenca, a lo que denominamos cálculo de la precipitación área utilizando métodos convencionales de cálculo. La información disponible de la precipitación es a escala mensual, por consiguiente, en el presente capítulo se realiza un análisis de la precipitación máxima de 24 horas, puesto que la información disponible a escala diaria es insuficiente. El tratamiento de la información hidrometeorológica, es uno de los aspectos más importantes en el estudio hidrológico, dado que cuando no se identifica

27

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

inconsistencias y no homogeneidades de una muestra histórica, un error significativo puede introducirse en todos los análisis futuros. En este sentido, se ha procedido al análisis de consistencia de la información histórica mensual de la precipitación, orientada a definir las estaciones base, que servirán para complementar la información faltante y homogenizar las series. 6.3.2.Análisis de homogeneidad o consistencia en registros de precipitación Siguiendo las técnicas hidrológicas, la identificación de los saltos se realizó mediante el análisis de doble masa. El análisis se realizado en todas las estaciones que presentaban registros mayores de 15 años con el objetivo de establecer "Estaciones Base" con registros de precipitación consistentes y homogéneas, para la obtención en el futuro de matrices de precipitación total mensual de un período de análisis previamente seleccionado. Para el análisis de consistencia, se han considerado 1 estaciones, realizando el análisis de doble masa para cada estación con el promedio de todas las estaciones. Posteriormente, se han seleccionado las estaciones que presentaron menor número de quiebres como las más confiables, y teniendo en cuenta también la longitud del período de registro disponible, tomando estas como estaciones base para luego realizar la complementación y homogenización de toda la información de precipitación. 6.3.2.1. Análisis de consistencia Este tipo de análisis es empleado para comprobar si los datos (generalmente valores anuales) con los que contamos son consistentes, es decir, verificar si la estación ha sido bien observada, ya que pequeños cambios en la ubicación de la estación meteorológica, exposición e instrumentación pueden producir variaciones en la precipitación captada. Por otro lado, la importancia de este tipo de análisis radica en que mediante él se puede saber si las variaciones en la tendencia de la precipitación son independientes de la medición, y pueden deberse sólo a condiciones meteorológicas.

28

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

Para la realización del análisis de consistencia se emplean las curvas Doble Masa, en las cuales se relaciona la precipitación anual acumulada de una estación X (estación que se analiza) con el correspondiente valor medio de la precipitación anual acumulada de un grupo de estaciones vecinas. Si la estación que se analiza ha sido bien observada, los puntos deberán alinearse en una recta, pero si existe algún quiebre, o cambio de pendiente en la recta, ello indicará que la estadística de la estación debe ser corregida. Los registros a corregir serán, por lo general, los más antiguos y se harán con base en los registros más recientes, ya que se considera que los datos de los últimos años son realizados con una mejor técnica que la empleada en sus predecesores. La no-homogeneidad e inconsistencia en secuencias hidrológicas representa uno de los aspectos más importantes del estudio en la hidrología, puesto que si éstos no son identificados y eliminados, un error significativo puede introducirse 6.3.2.2. Análisis de doble masa El análisis de doble masa, es una herramienta muy conocida y utilizada en la detección de inconsistencias en los datos hidrológicos múltiples (cuando se disponen de dos o más series de datos) en lo que respecta a errores que pueden haberse producido durante la obtención de los mismos, pero no para realizar una corrección a partir de la curva de doble masa. Los posibles errores se pueden detectar por el quiebre o quiebres que presenta la recta de doble masa; considerándose un registro de datos con menos errores sistemáticos, en la medida que presenta un menor número de puntos de quiebre. Un quiebre de la recta de doble masa o un cambio de pendiente, puede o no ser significativo, ya que si dicho cambio está dentro de los límites de confianza de la variación de la recta para un nivel de probabilidades dado, entonces el salto no es significativo, el mismo que se comprobará mediante un análisis estadístico.

29

ESTUDIO HIDROLOGICO DEL PUENTE COLCA ESMERALDA

ESTUDIO HIDROLOGICO

El análisis de Doble Masa se realiza para cada bloque de precipitación. Se ha ploteado en el eje de las abscisas el promedio anual acumulado de la precipitación anual de las estaciones y en el eje de las ordenadas la precipitación anual acumulada de cada una de las estaciones de análisis. En cada uno de los bloques de precipitación se verifica la uniformidad de la traza de las estaciones master. En cada una de las estaciones – excepto en las estaciones master- se verifica la traza respectiva, observándose que existe saltos aparentes. Una vez identificado los posibles periodos dudosos se evalúa la igualdad estadística entre dos periodos de la misma muestra mediante un análisis estadístico. 6.3.2.3. Análisis estadístico de saltos y tendencias El análisis estadístico de presencia de "Saltos y Tendencias" de la informaciónpluviométrica a escala mensual, se realiza mediante los estadísticos "T" de Student para la comprobación de variaciones en la media, y "F" de Fischer en la evaluación de variancias. Estos test prueban si dos series de datos corresponden a una misma población. Se ha asumido períodos consistentes e inconsistentes luego de la correspondiente evaluación de los histogramas y la identificación de saltos mediante la curva Doble Masa. Los valores de Tc y Fc son comparados con los valores teóricos límites esperados obtenidos de las Cuadros estadísticas con una probabilidad del 95% o un grado de significancia de á = 0.05 y con N1+N2-2 grados de libertad para la prueba T Student y con N1-1, N2-1 grados de libertad para la prueba F. Si |Tc|