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ESTUDIO HIDROLOGICO 1.

INTRODUCCION

La zona a evaluar, se ubica hidrográficamente dentro de las cuencas de los ríos Coata e Illpa, sub-cuencas del rio Cabanillas y del rio Illpa y dentro de las cuales se encuentran las represas de Lagunillas y la Laguna Umayo. Todas ellas constituyen las fuentes de disponibilidad del recurso hídrico para satisfacer al Sistema de Abastecimiento de Agua Potable en los distritos que comprenden el proyecto planteado, por lo que será necesario efectuar el análisis correspondiente a toda la información hidrológica y climatológica que permita definir si la disponibilidad es suficientes y se encuentran en condiciones optimas de ser utilizadas, fundamental en épocas criticas como son las de estiaje, de reunir condiciones favorables tanto en cantidad como en calidad, se planteara el proyecto de Captación, tratamiento, y conducción de agua de la Represa lagunillas aprovechando el gran potencial hídrico de este; verificando que el uso para este objetivo no perjudique al uso que al que actualmente viene dando y dará en el futuro, es decir en el sector agropecuario de los distritos de Cabana, Mañazo, Cantería y Otros. Toda vez que existe una serie de métodos y procedimientos de cálculo para determinar la disponibilidad del recurso hídrico, como asimismo el suceso de los eventos extremos máximos, que son necesarios también definir para ser usados como información para el diseño de las estructuras de captación, esto indica la magnitud y complejidad del problema, por lo que se debe actuar con sumo criterio para seleccionar el mas apropiado. La insuficiente información de las series hidrormeteorológicas disponibles y la falta de garantía en la recopilación de los datos, particularmente de los valores extremos, son las causa probables que dan lugar a la no uniformidad y confiabilidad de de usar dicha información, para la obtención de resultados a ser utilizados en el estudio de los eventos máximos y mínimos, además de la oposición de criterios que implica la consideración de los elementos primordiales ligados al proyecto de toda obra: seguridad y economía. 2.

OBJETIVO DEL ESTUDIO

El objetivo del presente estudio se centrara fundamentalmente en la determinación parámetros hidrológicos en base al análisis adecuado de datos, los cuales a su vez, servirán para el diseño, realización y funcionamiento de los diferentes elementos estructurales planteados; de las diferentes cuencas involucradas en el Área de estudio, así como también las micro-cuencas sean urbanas o no urbanas en el ámbito de influencia. La evaluación hidrológica esta orientada fundamentalmente a definir la disponibilidad del recurso hídrico para el fin planteado, teniendo en cuenta el uso para otros fines al que inicialmente ha sido concebido el sistema de Lagunillas, como también al diseño de estructuras hidráulicas de captación y conducción de aguas, por ello los objetivos planteados se pueden agrupar en 3 categorías principales de acuerdo al objetivo principal del proyecto:

• Diseño de estructuras hidráulicas; siendo necesarias la evaluación y cuantificación de los valores extremos (máximos y mínimos) del escurrimiento superficial. • Caudales medios, mínimos y máximos, para satisfacción de demandas en épocas de estiaje; siendo necesario evaluar y cuantificar las descargas disponibles en los punto de interés. • Verificación de embalse, siendo necesario evaluar y cuantificar la variación del escurrimiento superficial en todas sus características estadísticas, como valores medios, máximos y mínimos. 3.

SISTEMA ACTUAL DEL SISTEMA INTEGRAL LAGUNILLAS Y DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA DE LOS 13 DISTRITOS INVOLUCRADOS

En la actualidad el proyecto integral Lagunillas cuyo estudio fue realizado técnicamente para dotar de agua para riego confiable a 48,000 hectáreas del altiplano de Puno, el cual comprende una Obra de embalse de lagunillas, 5 canales de derivación con sus respectivas obras de captación y 6 sectores con un sistema de riego y drenaje. De los cuales se tiene construido la Obra de embalse y regulación de la laguna lagunillas, así como también se tiene construidos diferentes tramos de los canales de derivación y en pleno proceso de construcción y licitación de los canales restantes, cuya dirección están a cargo del Proyecto Especial Lago Titicaca (PELT) Y el Gobierno Regional mediante PRORRIDRE, se estima que en 3 años se tenga cumplidas las metas propuestas de este proyecto. Así también el funcionamiento de los sistemas de abastecimiento de agua potable en los diferentes distritos involucrados en el presente estudio, son en promedio deficientes. 4.

ANÁLISIS METODOLÓGICO

Para un mejor enfoque de la metodología seguida en este estudio, se puede mencionar a continuación el procedimiento empleado para alcanzar los objetivos planteados: • Obtención y actualización de la información básica. • Trabajos de campo. • Área de las microcuencas. • Análisis de la información. • Evaluación climatológica del área de estudio. 5.

OBTENCIÓN Y ACTUALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN BÁSICA

Información Hidrometeorológica. La recopilación de la información básica se ha centrado en los registros hidrometeorológicos y se ha puesto énfasis en lo relacionado a precipitaciones y

descargas máximas de las estaciones ubicadas en el ámbito de influencia del Proyecto y de las zonas adyacentes. Información meteorológica. Es importante destacar que las estaciones meteorológicas tomadas están en relación directa con el estudio realizado tal como se muestra en el cuadro Nº 5.1, cuya información se muestra en el cuadro No 8.2 Y 9.1, donde se presentan los registros históricos de intensidades máximas de la precipitación anual para diferentes períodos de duración obtenidas a partir del análisis de bandas pluviográficas. Además la información de la precipitación máxima en 24 horas de la estación pluviométrica Juliaca actualizada desde 1963 hasta el 2003 (ver cuadro No 10.4) se ha utilizado en el análisis de eventos extremos en el presente estudio. Asimismo se cuenta con la precipitación total mensual, temperatura y evaporación para el análisis climatológico de la zona de estudio. Para la evaluación hidrológica superficial de la zona en estudio, se utilizó datos de registros meteorológicos de la Oficina de Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SENAMHI. Cuadro N° 5.1 Estaciones Meteorológicas ESTACION

COORDENADAS GEOGRAFICAS LATITUD

LONG

COORDENADAS UTM

ALTI

X

Y

ALTITUD

PERIODO DE REGISTRO

PROPIET ARIO

LAGUNILLAS

15º

46'

0''

70º

39'

0''

4200

323239.52

8256182.67

4200

1965-1991

SENAMHI

CABAÑILLAS

15º

39'

0''

70º

22'

0''

3850

353514.41

8269307.70

3850

1964-2002

SENAMHI

JULIACA

15º

29'

0''

70º

9'

0''

3826

376641.34

8287883.53

3826

1962-2000

SENAMHI

PUNO

15º

50'

0''

70º

1'

0''

3825

391130.63

8249236.66

3825

1964-1989

SENAMHI

SANTA LUCIA

15º

42'

0''

70º

39'

0''

4050

323181.90

8263559.41

4050

1966-1990

SENAMHI

Información hidrométrica. En cuanto la información hidrométrica, se dispone de datos de descargas máximas medias diarias (actualizada desde 1966 hasta el 2003) de 22 años con información de la estación de control puente Maravillas, adicionalmente se utilizó las estaciones limnimétricas de río Verde. Cuadro No 5.2 Información Hidrométrica. Río

Coata Verde

Pte.Maravillas Río Verde

Ubicación Geográfica

Ubicación Política

Estación País

Dpto

Prov.

Dist.

Perú Perú

Puno San Román Juliaca Puno Lampa Sta.Lucía

Longitud Oeste

Latitud Sur

70°08'16" 15°25'58" 70°42'43" 15°33'42"

Altitud (msnm) 3823.0 4250.0

Area (Km2)

Período de Variable Propietario registro

4552.0 1966-2003 752.1 1970-2003

Qmáx. Qmáx.

SENAMHI SENAMHI

La recopilación de la información hidrometeorológica básica se ha obtenido del banco de datos del Proyecto Especial Lago Titicaca (PELT) y de la Dirección Regional del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI - PUNO). Información cartográfica. Complementariamente se ha recabado cartas nacionales a escala 1:100,000, Así como los levantamientos topográficos que se hicieron en campo, La recopilación de información se ha efectuado de los archivos técnicos de los Estudios realizados en la zona de proyecto.

6.

TRABAJOS DE CAMPO

En el desarrollo del estudio hidrológico ha sido importante realizar los trabajos de campo, que han consistido en definir las áreas de influencia en función a la configuración topográfica del ámbito del proyecto que está conformada por áreas de las cuencas hidrográficas y las microcuencas, que involucran al recurso potencial hídrico del proyecto de abastecimiento de agua y del caudal necesario para la minicentral hidroeléctrica planteada. 7.

DESCRIPCION DEL ÁREA DEL PROYECTO

Se ha determinado las áreas por zonas de influencia en el cauce del río Cabanillas, vale decir de las microcuencas que forman parte de la cuenca del Rio Coata. Para ello se ha utilizado las cartas nacionales, planos catastrales del área de estudio y los trabajos de campo, por lo que nos ha permitido delimitar las cuencas que conforman el sistema integral del Proyecto de Abastecimiento de Agua. A continuación se muestra las áreas de estudio de la cuenca.

Fig. Nº : Esquema de Planeamiento Hidráulico del Proyecto de Riego y Drenaje Cabana - Mañazo Río Ichocollo

V. Muerto = 373 MMC V. Util = 500 MMC V. Total= 873 MMC

L. Lagunillas

Río Limón Verde

Presa Lagunillas

Río Cerrillos

Río Santa Lucía Canal Cabana Mañazo Q = 10.3 m3/s

Modulo VilqueMañazo (4 994.89 has.)

Módulo Cabana (5 373.99 has.)

Módulo Huataquita (1 000 has.)

R I O

Bocatoma CabanaMañazo

C O A T A

Juliac a

L. Umayo Río Illpa.

Puno

LAGO TITICACA

Río Ichocollo

Río Verde

PRESA LAGUNILLAS Laguna LAGUNILLAS V.Muerto = 373 MMC V.Util = 500 MMC V.Total = 873 MMC

Río Cerrillos

Confluencia Cerrillos-Verde Q=10 m3/seg.

Q=4.5 m3/seg.

Q=5.5 m3/seg.

MODULO VI

MODULO

VILQUE MAÑAZO (4994.84 ha)

CABANA

V (5373.59 ha)

Q=11.0 m3/seg.

E

BOCATOMA CABANA - MAÑAZO

R

BOCATOMA HUATAQUITA

Q=1.0 m3/seg.

BOCATOMA CABANILLA

MODULO VII

MODULO IV

C

HUATAQ UITA (1000 ha)

Q=3.45 m3/seg.

CABANILLAS CHATAPUJIO (3499.59 ha)

Q=2.20 m3/seg. MODULO I YANARIC O (2966.85 ha)

R

BOCATOMA YANARICO

R

BOCATOMA YOCARA

Q=7.30 m3/seg. MODULO II YOCARA CARACOT O (9845.47

Q=2.30 m3/seg.

ha) BOCATOMA CANTERIA

E

MODULO

III

CANTERI A (2453 ha)

LEYENDA Bocatoma en Construc.

USO POBLACIONAL JULIACA Q = 0.75 m3/Seg

Bocatoma Rústica Bocatoma en Concreto Cauce Laguna o Reservorio

LAGO TITICACA Canal Laguna Natural

El esquema del Proyecto de Riego y Drenaje Cabana - Mañazo contempla la regulación de los aportes del río Ichocollo y la laguna Lagunillas actualmente regulados por la presa Lagunillas, mientras que los aportes del río Verde no son regulados.

ESQUEMA HIDRAULICO DEL SISTEMA DE RIEGO CABANA MAÑAZO

SIMB. A B C D E F G H I J

NOMBRE CUENCA DEL RIO MARAVILLAS CUENCA DE LA LAGUNA LAGUNILLAS CUENCA DE LA LAGUNA SARACOCHA CUENCA DEL RIO VERDE CUENCA DEL RIO CERRILLOS CUENCA DEL RIO CABANILLAS CUENCA DEL RIO COMPUERTA CUENCA DEL RIO ANDAMARCA CUENCA DEL RIO ILLPA CUENCA DEL RIO LAMPA CUENCA DEL PROYECTO (TOTAL)

Área (km 2) 417.53 828.56 82.48 958.28 60.56 778.52 11.63 31.06 1728.44 1345.60 6242.66

Perímetro (km) 149.92 199.93 44.87 160.33 39.16 251.85 66.03 24.83 282.56 303.53 508.22

La superficie total de la zona de estudio es de 6246.66 Km2, tal como se muestra en los Planos, siendo que las áreas que se ven involucradas en el Análisis del Balance Hídrico son las cuencas de: la laguna Lagunillas, Saracocha, de los ríos Verde, Cerrillos y Compuerta. Cuyo aprovechamiento Hídrico será utilizado también para la generación de energía hidroeléctrica, que a continuación se detalla: Hidrología superficial en el área de influencia directa Cuenca de la laguna Lagunillas Tiene como afluente principal al río Ichocollo, cuyas nacientes se encuentran sobre los 5000 msnm. Este río es formado por los ríos Atecate y Borracho, capta las aguas escurridas de la cuenca a lo largo de 55 km. de recorrido, el área total de drenaje de la cuenca Lagunillas es de 820 km². Descarga el 65% del volumen total anual producido por la cuenca en la época de avenidas (diciembre a abril) y el 25% de estiaje (mayo a noviembre). En general, por la superficie plana, esta cuenca presenta baja densidad de drenaje siendo el escurrimiento lento. La laguna está a un nivel de 4160 mnsnm, representa una capacidad de 380 MMC con un área de espejo de 49.4 km² con una profundidad máxima de 75 m., el 80% de la superficie de agua tiene profundidades menores a 10 m, la regulación hídrica es a través de la presa lagunillas. Esta cuenta no presenta nevado perpetuo en su zona alta.

En la parte alta del río Ichocollo se ubican extensos áreas hidromorficas y pequeñas lagunas que le dan una característica casi particular, esto es una casi autorregulación en los meses de estiaje donde se mantienen con un caudal casi constante a diferencia de la cuenca del río verde cuyo rendimiento se basa en la existencia de nevados y en menor proporción de áreas hidromorficas y lagunas, lo cual origina descargas importantes en los meses de lluvias y pequeños caudales en los meses de estiaje.

Cuenca de la laguna Saracocha No posee un afluente principal que capte las aguas de escurrimiento, la cual es en forma radial hacia el vaso. El área de la cuenca es de 103.8 km². La laguna Saracocha constituye el elemento central de esta cuenca, para un nivel actual de 4140 msnm., representa una capacidad de 180 MMC, y con un área de espejo de 11.50 km², la profundidad máxima es de 70 m. el 50% de la superficie del espejo de agua tiene profundidades menores a 10 m. el drenaje de la laguna se da a través del río compuerta son drenes naturales de las lagunas Lagunillas y Saracocha, respectivamente. Río Cabanillas El río Cabanillas está formado por el río verde y el río Cerrillos, que son de régimen regular, en menor cuantía tributan el río compuerta (laguna Saracocha) y Cotaña por la margen derecha, Chacalaya y Porotoyo por la izquierda y otros menores. Los ríos Cerrillos y compuerta son drenes naturales de las lagunas Lagunillas y Saracocha, respectivamente. El relieve de la cuenca del río Cabanilla, específicamente del área se ubica en una hoya hidrográfica plana, con presencia del algunas lomadas, pendiente relativamente baja de 1.5% en promedio y el ancho del cauce varía entre 200 y 800 metros en sus últimos 18 km, antes de la convergencia del río Lampa. El río Cabanillas hasta el punto de captación (bocatoma en ejecución) del proyecto en estudio Cabana - Mañazo tiene un área de 2618.3 km² (cota 3826 msnm). Los caudales medios mensuales del río Cabanillas sin regulación al 75% de duración (1963-1983) en promedio anual es de 14.13m3/s en octubre, la máxima media se presenta en marzo con 48 m3/s y la mínima en 1.5 m3/s para un periodo de retorno de 50 años, 692 m3/s para un período de retorno de 100 años y 867 m3/s para un período de retorno de 500 años. El río Cabanillas debe satisfacer las necesidades hídricas de las áreas de riego de Cabana-Mañazo y Huataquita (11.0 m3/s), Cabanillas-Cahtapujio (3.45 m3/s), Yanarico (2.20 m3/s), Yocara-Caracoto (6.02 m3/s) y Cantería (2.30 m3/s) totalizan un caudal de 24.97 m3/s. De acuerdo a un balance hídrico entre la oferta y demanda del río Cabanillas es posible analizar que con 14.13 m3/s no se podrán cubrir los 24.97 m3/s, pero como existe una regulación de la presa Cabanillas es posible incrementar los caudales satisfaciendo un caudal ecológico adecuado. Respecto al impacto ambiental erosión por acciones naturales la cuenca en estudio muestran, una erosión débil lo que se traduce en un escaso aporte de sedimentos, la existencia de lagunas Umayo, Sarococha, Lagunillas entre otros, está indicando que el acarreo de sólidos insignificante. Ello se corrobora por el solo hecho de existir dichas lagunas ya que de lo contrario las mismas ya hubieran sido colmatadas en el transcurso de los siglos. 8.

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN

Las precipitaciones máximas de diferentes duraciones de la estación Puno y las precipitaciones máximas en 24 horas de la estación Juliaca, muestran una serie aceptable de 22 y 37 años con información. Del análisis gráfico de la información de las

precipitaciones máximas de diferentes duraciones de la estación Puno y las precipitaciones máximas en 24 horas de la estación Juliaca, estas presentan una tendencia similar en su comportamiento climatológico, lo que denota que su utilidad estará en función a la metodología mas adecuada a aplicarse en el presente estudio. Gráfico 8.1: Precipitaciones Máximas

PRECIPITACIONES MAXIMAS ESTACION PUNO

PRECIPITACION (mm)

70 60 50 40 30 20 10 0 1960

6 hrs

1965

1970

1975

1980

12 hrs

1985

24 hrs

1990

1995

TIEMPO (años)

Una variable básica en la determinación de las máximas avenidas lo constituye el período de retorno, para lo cual se realizó el análisis de ciclicidad de períodos secos y húmedos del registro de precipitaciones máximas en 24 horas de la estación Juliaca, según el diagrama obtenido se muestra que las precipitaciones máximas extremas con altas intensidades se presentan con mayor recurrencia cada 10 años aproximadamente. Con este análisis y con los tiempos de retorno determinados para diferentes estructuras hidráulicas que muestran las bibliografías hidrológicas, se ha seleccionado 10 años como el período de retorno del caudal máximo instantáneo a determinarse en el presente proyecto. El cuadro de análisis de ciclicidad y su respectivo gráfico se muestran a continuación.

Cuadro No 8.1 Análisis de Ciclicidad en Periodos Secos y Húmedos ANALISIS DE CICLICIDAD DE PERIODOS SECOS Y HUM EDOS PRECIPITACION M AXIM A EN 24 HORAS - ESTACION JULIACA No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Prom edio Desviación estandar

Año 1963 1964 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 2000 2001 2002 2003

Pm áx 29.00 42.00 29.20 48.20 38.00 24.30 28.40 51.30 36.20 25.20 30.00 25.20 21.50 37.40 34.00 25.70 30.30 26.00 49.00 26.50 52.00 36.70 38.60 38.80 33.00 20.00 35.00 22.00 50.00 24.00 30.00 29.00 28.40 26.30 29.90 63.30 29.00 33.61 10.04

Años Secos

Años Húm edos

Húm edo

Húm edo

Seco

Húm edo Húm edo

Seco Seco Húm edo

Húm edo

Gráfico No 8.2 Periodos Secos y Húmedos

PERIODOS SECOS Y HUMEDOS P RECIP ITA CION M A XIM A EN 24 HORA S - ESTA CION JULIA CA 70.0 60.0

4 años

11 años

2 años

9 años

9 años

50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 1962

1967

1972

1977

1982

1987

1992

1997

2002

TIEM P O(año s)

9.

EVALUACIÓN CLIMATOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO

Caracterización climatológica La información utilizada, para caracterizar el clima en el área de estudio, corresponde a las estaciones de Puno, Juliaca y Cabanillas los parámetros analizados son precipitación, temperatura, humedad relativa y evaporación, correspondientes al período de 1964-1999 generalmente, tal como se muestra en el cuadro No 9.1. Las características climáticas están dominadas principalmente, por la altitud (3800-3900 m.s.n.m.) y la radiación solar (latitud subtropical) como consecuencia de las temperaturas medias son bajas, con poca oscilación anual pero con un rango de oscilación diaria muy amplia (más de 20ºC), la humedad relativa es entre media y baja y las velocidades del viento son relativamente reducidas. El régimen pluvial es determinado por la circulación general de la atmósfera y en menor grado, por efectos del lago Titicaca y Orográficos, ocasionando un clima semi-lluvioso con una estación pluvial coincidente con el verano del hemisferio Sur, las mayores limitaciones que presentan las condiciones climáticas para la agricultura son la ocurrencia de heladas y el irregular régimen pluviométrico. Cabe señalar que la estación metereológica Juliaca esta ubicada en condiciones topográficas de planicie o altiplano, la de Cabanillas en ladera de bajo declive y la de Puno en Ribera baja del lago, es decir son coincidentes con los tres subtipos climáticos existentes y que se describen mas adelante.

Precipitación La precipitación total anual promedio en el Área de proyecto es de 667.42 mm y en la estación Puno (3812.00 m.s.n.m.) alcanza los 801.5 mm y en la estación Juliaca (3826.00 m.s.n.m.) es de 598.38 mm en cambio para las estaciones de Cabanillas, Lagunillas Y Santa Lucia tienen un promedio de 645mm por lo que se puede diferenciar los distintos Subtipos climáticos CUADRO Nº 8.2 ESTACIÓN METEREOLÓGICA DATOS Precipitación Máx. Anual

1112.30

911.8

1036

SANTA LUCÍA 850.2

1290.7

1040.20

Precipitación Mín. Anual

267.40

218.9

397.9

249.1

374.1

301.48

Precipitación Prom. Anual

671.01

637.55

598.38

628.64

801.5

667.42

LAGUNILLAS CABANILLAS JULIACA

PUNO

PROM.

La precipitación media mensual muestra un régimen estacional con mayor ocurrencia en los meses de verano, el resto del año disminuye hasta hacerse prácticamente nulo. La precipitación mensual muestra gran variabilidad de año en año al igual que la precipitación anual. Esta irregularidad ocasiona sequías cuando la estación lluviosa se atrasa o adelanta, cuando existen varios días de con lluvias muy reducidas o inexistentes, o cuando la magnitud de las precipitaciones pluviales son inferiores a los normales. Temperatura La Temperatura media mensual tiene la siguiente variación: en la estación Puno la temperatura mayor se presenta en el mes de Diciembre con 10.2°C, y la menor en Julio con 5.9°C, con una media anual de 8.6°C. Para la estación Juliaca la temperatura mayor se presenta en Diciembre con 12.0°C, y la menor en Julio con 7.8°C, con una media anual de 10.5°C, respectivamente. Y para la estación de Cabanillas la temperatura mayor se presenta en el mes de Noviembre con 10.6°C, y la menor en Julio con 6.8°C, con una media anual de 9.1°C La Temperatura mínima absoluta (media), para la estación Puno se presenta en el mes de Julio con -4.6°C, para la estación Juliaca también con -7.45°C bajo cero, y para la estación de cabanillas con -2.3ºC bajo cero. La Temperatura máxima absoluta (media), para la estación Puno se presenta en el mes de Noviembre con 18.7°C, para la estación Juliaca en Octubre con 21.5°C y para la estación de Cabanillas con 18.4ºC. Los valores se muestran en el cuadro No 9.1. La oscilación de la temperatura media mensual no es muy marcada al igual que las temperaturas máximas y medias mensuales. La oscilación más significativa se da en las temperaturas mínimas medias mensuales, principalmente, en la estación Juliaca.

Las variaciones mas marcadas de las temperaturas se presentan en la máxima y mínima diaria. El Área vecina al lago Titicaca tiene una menor amplitud entre las temperaturas extremas diarias (Puno hasta 18.7ºC promedio en Noviembre) debido a su efecto termorregulador, dicha amplitud aumenta con la distancia desde el lago y con la altitud (Juliaca hasta 21.5ºC promedio en Octubre). Las mayores amplitudes se presentan durante el invierno reduciéndose en el verano por la presencia de alta nubosidad y precipitación. La variabilidad de las temperaturas significa además la ocurrencia de heladas metereológicas, temperaturas por debajo de los 0ºC.

Humedad relativa La humedad Relativa en la zona de estudio muestra valores medios siendo algo mayores en la cercanía del lago (Puno), alrededor del 50%. La humedad relativa media mensual muestra una fluctuación a lo largo del año en la que los valores mas altos corresponden a los meses lluviosos y los mas bajos a los meses secos.

Evaporación La evaporación media mensual tiene la siguiente variación, para la estación Puno la evaporación mayor se presenta en el mes de Octubre con 202.2mm, y la menor en Junio con 127.2mm, presentando un valor total anual de 1953.5mm. Los valores respectivos se muestran en el cuadro No 9.1. Los gráficos respectivos de cada uno de los parámetros analizados en la evaluación climatológica del área de estudio se presentan en el Anexo de Hidrología.

Cuadro No 9.1 Evaluación Climatológica del Área de Estudio EVALUACIÓN CLIMATOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO PARAMETROS REFERENCIALES PARA EL AREA DE ESTUDIO : PRECIPITACION (mm) , TEMPERATURAS(°C), HUMEDAD RELATIVA(%) Y EVAPORACION(mm).

Estación

Período registro

Altitud (msnm)

Meses

Unidad Set

Oct

Nov

Dic

Ene

Feb

Anual

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

PARAMETRO : PRECIPITACION MENSUAL(mm) Juliaca

Puno

1964-1999

1964-1999

3826.00

3812.00

(mm)

21.40

44.60

56.50

(%)

3.59

7.47

9.47

(mm)

26.00

44.70

52.30

(%)

3.62

6.22

7.28

Total Anual

80.70 130.50 102.80

94.00

43.70

8.90

4.60

2.10

7.10

596.90

13.52

15.75

7.32

1.49

0.77

0.35

1.19

100.00

86.00 160.60 141.60 128.10

52.90

8.80

4.30

2.10

11.30

718.70

7.36

1.22

0.60

0.29

1.57

100.00

11.97

21.86

22.35

17.22

19.70

17.82

PARAMETRO : TEMPERATURA MEDIA MENSUAL(°C)

Media Anual

Juliaca

1964-1999

3826.00

(°C)

10.70

11.90

12.30

12.00

11.20

11.30

11.10

10.80

9.70

8.30

7.80

9.20

10.50

Puno

1964-1999

3812.00

(°C)

8.40

9.50

10.10

10.20

10.10

9.90

9.70

9.00

7.50

6.10

5.90

7.10

8.60

Cabanillas

1964-1983

3850.00

(°C)

9.00

10.00

10.60

10.60

10.30

10.20

9.90

9.40

8.00

6.90

6.80

7.80

9.10

Juliaca

1966-1995

3826.00

(°C)

-1.88

0.56

1.78

3.08

3.61

3.52

3.09

0.72

-3.94

-6.42

-7.45

-5.12

-7.45

Puno

1966-1995

3812.00

(°C)

-1.70

-0.30

0.80

1.80

2.60

2.40

2.10

0.00

-2.60

-4.50

-4.60

-3.50

-4.60

Cabanillas

1964-1983

3850.00

(°C)

0.90

2.00

2.90

3.60

4.10

4.30

3.80

2.30

-0.20

-2.10

-2.30

-1.00

1.50

Juliaca

1966-1995

3826.00

(°C)

20.50

21.50

20.60

20.90

20.10

19.80

19.60

19.80

19.10

18.80

18.20

19.70

21.50

Puno

1966-1995

3812.00

(°C)

17.80

18.40

18.70

18.40

17.70

17.20

16.70

17.00

16.70

16.50

16.20

17.30

18.70

Cabanillas

1964-1983

3850.00

(°C)

17.10

17.00

18.40

17.50

16.60

16.20

15.90

16.70

16.20

16.00

16.00

16.40

16.70

Puno

1964-1999

3812.00

(%)

42.80

43.50

45.50

51.10

59.50

61.30

60.30

52.70

42.80

39.40

39.50

41.70

48.30

Juliaca

1962-1983

3826.00

(%)

41.00

42.00

43.00

54.00

65.00

66.00

63.00

57.00

45.00

41.00

39.00

42.00

50.00

Cabanillas

1964-1983

3850.00

(%)

53.00

51.00

50.00

59.00

65.00

68.00

68.00

57.00

49.00

48.00

51.00

50.00

56.00

Puno

1964-1999

3812.00

(mm)

Puno

1964-1980

3812.00

(m/s)

3.50

3.40

3.50

3.50

3.50

3.40

3.00

2.80

2.50

2.60

2.60

3.20

3.10

Juliaca

1962-1983

3826.00

(m/s)

2.40

2.60

2.50

2.40

2.10

1.60

1.40

1.40

1.50

1.40

1.80

2.10

1.90

Cabanillas

1964-1983

3850.00

(m/s)

3.20

3.30

2.80

3.00

2.30

2.80

1.90

1.90

2.30

2.20

2.20

2.80

2.50

PARAMETRO : TEMPERATURA MINIMA ABSOLUTA(°C)

Mín. Anual

PARAMETRO : TEMPERATURA MAXIMA ABSOLUTA(°C)

Máx.Anual

PARAMETRO : HUMEDAD RELATIVA(%)

Media Anual

PARAMETRO : EVAPORACION MENSUAL(mm)

Total Anual

176.00 202.20 200.20 186.40 161.10 150.50 159.20 150.10 143.50 127.20 135.70 161.40

PARAMETRO : VELOCIDAD MEDIA DEL VIENTO (m/seg)

1953.50

Media Anual

FUENTE : BANCO DE DATOS HIDROMETEOROLOGICOS DEL PROYECTO ESPECIAL BINACIONAL LAGO TITICACA - PELT .

10.

ANÁLISIS DE PRECIPITACIONES

Análisis de tormentas de diseño del proyecto El Análisis de Tormentas juega un papel de mucha relevancia en los cálculos previos al diseño de estructuras de captación, tratamiento y conducción de Agua Potable, por ésa

razón, la magnitud de las Tormentas, su duración y su correspondiente frecuencia ha sido evaluada con el detalle que el caso amerita. Considerando que es muy común que en la práctica hidrológica no se dispone de información hidrometeorológica en el mismo ámbito de interés de Proyecto, normalmente se trabaja con registros históricos de cuencas adyacentes. En el presente Proyecto se ha visto por conveniente emplear en los cálculos los registros pluviográficos de la Estación Meteorológica de Puno que se encuentra ubicada en la mencionada ciudad que se encuentra en el área de estudió y con similares características fisiográficas que el área de captación de agua. Por ésa razón, sobre la base de los registros históricos de la intensidad máxima anual de la precipitación que se muestra en el cuadro No 10.1 se ha estimado las intensidades máximas de la precipitación para períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años con la finalidad de seleccionar la lluvia de diseño acorde a la importancia y envergadura del proyecto. Finalmente ajustándose al método de Gumbel. Además se ha determinado las curvas de Intensidad - Duración - Frecuencia (IDF), ver gráfico No 10.1. El resumen se presenta en el cuadro No 10.2, cuyos resultados ha permitido determinar las intensidades máximas de precipitación (ver cuadro No 10.3). En el Anexo No 1 de hidrología se muestran los cuadros de análisis de frecuencia de tormentas estimadas mediante los métodos de análisis de eventos extremos como la distribución de Gumbel I, Lognormal, Three Parameter Lognormal y Log-Pearson III (Max Likelihood y moments).

PRECIPITACIONES PROMEDIO ANUALES AÑO

LAGUNILLAS

CABANILLAS

JULIACA

SANTA LUCÍA

PUNO

1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 MAX MIN PROM

549.10 503.90 617.10 654.50 530.90 696.30 527.80 694.70 952.30 853.30 811.10 643.10 703.60 703.70 585.40 493.40 810.60 772.50 267.40 1112.30 894.00 881.10 464.20 643.40 544.30 578.30 629.10 1112.30 267.40 671.01

515.40 673.20 477.40 566.60 557.00 465.30 554.90 524.70 726.60 730.10 839.70 757.80 579.70 781.80 831.80 660.10 555.00 608.30 583.60 218.90 852.70 830.30 842.10 530.10 827.50 537.00 650.60 584.30 366.50 733.40 681.30 416.40 672.70 911.80 605.90 661.80 759.60 424.50 768.10 911.80 218.90 637.55

661.6 731.1 515.7 513 397.9 560.3 594.1 406 654.3 577.8 662 568.6 542.6 666 428.8 598.6 715.7 498.5 521.4 814 721.9 423.5 1036 853.4 693.1 513 633.4 493.7 444.3 495.8 410.7 691.3 640.7 496.5 480.4 882.5 398.6 634.3 765.8 1036.00 397.90 598.38

750.6 608.5 654 513.5 629.2 531 734.6 843.8 850.2 784.4 611.8 741.5 757 505.7 513.1 784.1 671.7 249.1 403.4 660.7 449.4 582.9 850.20 249.10 628.65

1290.7 1072.5 927.4 630.7 852.9 684.6 646.8 596.8 374.1 759.2 803.6 537.9 911.9 908.9 618.5 1003.9 740.6 1018.9 935.9 714.1 1290.70 374.10 801.50

Cuadro No 10.1 Registro de Precipitaciones Máximas

REGISTRO DE LAS PRECIPITACIONES MAXIMAS LONGITUD : 70°00'43.5" W

AÑO 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1980 1982 1984 1985 1986 1987 1988 1989 Máximo

30 min 10.50 10.00 7.40 11.30 10.00 8.50 20.00 3.00 9.10 9.60 8.60 7.50 3.20 13.00 8.10 14.00 2.30 13.70 12.30 23.10 2.90 10.00 23.10

;

PERIODO : 1965 - 1989 ESTACION PLUVIOGRAFICA : PUNO LATITUD : 15°49'34.5" S ; ALTITUD: 3820.00 msnm.

60 min 18.50 19.00 10.00 15.70 16.80 11.60 26.10 6.90 24.30 14.70 13.80 13.20 7.50 22.50 14.50 24.60 14.20 15.70 16.30 26.80 3.80 16.90 26.80

Precipitación (mm) 90 min 120 min 180 min 21.60 27.00 31.50 22.50 25.50 32.70 16.60 16.90 17.00 17.60 19.40 21.50 21.70 25.10 28.50 14.70 18.00 20.40 28.30 29.90 32.20 9.40 11.90 19.40 28.00 29.30 30.90 19.20 23.00 27.70 16.30 17.60 21.50 16.50 17.70 18.90 11.00 14.30 19.80 24.60 26.10 27.60 14.50 14.50 14.60 27.60 29.00 31.20 19.50 21.40 28.10 20.20 23.20 30.60 17.70 18.00 20.80 29.60 32.00 36.00 5.10 5.30 9.90 18.00 19.30 20.10 29.60 32.00 36.00

6 hrs 41.50 38.20 30.40 26.80 30.20 25.30 33.90 33.40 32.40 32.50 33.60 20.50 26.20 29.70 19.10 35.80 42.00 37.30 24.50 39.40 18.20 23.00 42.00

;

CODIGO : 708

12 hrs 44.70 41.40 33.30 27.60 30.20 35.70 42.30 37.00 40.80 41.90 35.30 20.50 36.30 30.80 23.90 38.50 54.70 37.80 25.70 48.00 28.70 28.60 54.70

24 hrs 46.20 45.20 37.70 29.80 30.20 36.30 46.40 38.20 40.80 53.30 53.30 29.60 37.40 40.40 29.10 42.80 58.10 47.70 26.50 48.00 28.70 34.40 58.10

FUENTE: PROYECTO "DRENAJE PLUVIAL DE LA CIUDAD DE JULIACA"

Cuadro No 10.2 Precipitación Máxima Estimada

Precipitación máxima estimada en mm. Estación pluviográfica : Puno (Ajuste Método Gumbel) Tiempo de Retorno(años) 2 5 10 20 50 100 200 500 1000

Precipitación máxima anual en mm 30 min 9.10 13.90 17.00 20.10 24.00 26.90 29.80 33.70 36.60

60 min 15.20 21.70 26.00 30.20 35.50 39.60 43.60 48.90 52.90

90 min 120 min 180 min 360 min 720 min 1440 min 18.30 20.30 23.60 29.60 34.40 38.50 25.30 28.00 31.10 37.00 42.70 47.10 30.00 33.10 36.10 41.90 48.20 52.80 34.50 38.00 40.90 46.60 53.50 58.30 40.30 44.30 47.10 52.70 60.30 65.40 44.70 49.10 51.80 57.30 65.40 70.70 49.00 53.80 56.40 61.90 70.50 76.00 54.70 60.10 62.50 67.90 77.30 83.00 59.10 64.80 67.10 72.40 82.40 88.30

FUENTE: PROYECTO "DRENAJE PLUVIAL DE LA CIUDAD DE JULIACA"

Cuadro No 10.3 Intensidad Máxima de la Precipitación Estimada Estación pluviográfica : Puno (Ajuste Método Gumbel) Tiempo de Retorno(años) 2 5 10 20 50 100 200 500 1000

Intensidad de precipitación máxima en mm/hra 30 min 18.20 27.80 34.00 40.20 48.00 53.80 59.60 67.40 73.20

60 min 15.20 21.70 26.00 30.20 35.50 39.60 43.60 48.90 52.90

90 min 120 min 180 min 360 min 720 min 1440 min 12.20 10.15 7.87 4.93 2.87 1.60 16.87 14.00 10.37 6.17 3.56 1.96 20.00 16.55 12.03 6.98 4.02 2.20 23.00 19.00 13.63 7.77 4.46 2.43 26.87 22.15 15.70 8.78 5.03 2.73 29.80 24.55 17.27 9.55 5.45 2.95 32.67 26.90 18.80 10.32 5.88 3.17 36.47 30.05 20.83 11.32 6.44 3.46 39.40 32.40 22.37 12.07 6.87 3.68

FUENTE: PROYECTO "DRENAJE PLUVIAL DE LA CIUDAD DE JULIACA"

En concordancia a los análisis efectuados, al conocimiento de la zona donde se presentan eventos extremos, y a la importancia del proyecto, la lluvia de diseño seleccionada es una tormenta con un período de retorno de 10 años definida por la relación Altura de lluvia - Duración, siguiente: DURACIÓN EN HORAS 0.5

1.0

1.5

2.0

3.0

6.0

12.0

24.0

LLUVIA EN mm

26.0

30.0

33.1

36.1

41.9

48.2

52.8

17.0

En cuanto al período de retorno, esta se determina en base al análisis de ciclisidad donde se presentan los períodos secos y húmedos, y se muestra en el análisis anterior. Gráfico No 10.1 Curvas de Intensidad - Duración frecuencia CURVAS DE INTENSIDAD - DURACION - FRECUENCIA (IDF) Intensidad máxima de la precipitación - Estación Puno (Ajuste Método Gumbel) 60

TR=5Años TR=10Años 50

TR=20Años TR=50Años TR=100Años

40

30

20

10

0 0

60

120

180

240

300

360

420

480

540

600

660

720

780

840

900

960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500

PERIODO DE DURACIÓN (minutos)

Análisis de frecuencia de precipitación máxima en 24 horas – Estación Juliaca Se realizó el análisis de frecuencia de la precipitación máxima en 24 horas de la estación Juliaca (ver cuadro No 10.4) obteniéndose las lluvias de diseño para diferentes períodos de retorno, empleando los métodos de análisis de frecuencia de eventos extremos, finalmente ajustándose al método de Log-Pearson tipo III, por ser más conservador. Los cuadros de análisis se muestran en el Anexo No 1. Cuadro No 10.4 Registro de Precipitación Máxima REGISTRO DE PRECIPITACION MAXIMA EN 24 Hrs PERIODO : 1963 - 2003 ESTACION CLIMATOLOGICA : JULIACA LONGITUD : 70°09'00" W

;

LATITUD : 15°29'00" S

;

ALTITUD: 3826.00 msnm.

;

CUENCA : COATA

PRECIPITACION MAXIMA EN 24 Hrs (mm)

Nº

AÑO

PP(mm)

Nº

AÑO

PP(mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

1963 1964 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982

29.00 42.00 29.20 48.20 38.00 24.30 28.40 51.30 36.20 25.20 30.00 25.20 21.50 37.40 34.00 25.70 30.30 26.00 49.00

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

1983 1984 1985 1986 1987 1988 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 2000 2001 2002 2003

26.50 52.00 36.70 38.60 38.80 33.00 20.00 35.00 22.00 50.00 24.00 30.00 29.00 28.40 26.30 29.90 63.30

PRECIPITACION MAXIMA DE LA SERIE : FUENTE: Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) - PUNO.

63.30

29.00 mm

Gráfico No 10.2 Hidrograma de Precipitación Máxima

Con respecto de los análisis efectuados, a continuación se muestran los valores de la precipitación máxima en 24 horas para diferentes períodos de retorno; ver cuadro No 10.5 y Gráfico No 10.3. Cuadro No 10.5 Precipitación Máxima en 24 Horas Precipitación máxima en 24 horas para diferentes períodos de retorno. Estación Climatológica: Juliaca (Ajuste Método Log-Pearson tipo III) ------------------------------------------------------------------------------------------------------Período de retorno Precipitación máxima (Años) (mm) ------------------------------------------------------------------------------------------------------2 31.10 5 40.10 10 46.80 20 53.80 50 64.00 100 72.40 200 81.60 500 95.30 1000 107.00 -------------------------------------------------------------------------------------------------------

Gráfico No 10.3 Curva de la precipitación Máxima en 24 Hrs.

Análisis de caudales de los ríos: Verde, Cerrillos, Cabanillas, y Compuerta El presente acápite tiene por objeto el análisis de los aspectos vinculados a los recursos hídricos superficiales tales como: Las descargas máximas de diseño de las Obras hidráulicas y la disponibilidad de agua en los diversos puntos de interés del esquema hidráulico, estos aspectos analizados son de gran utilidad , tanto para el planeamiento como para los diseños hidráulicos. Durante la ejecución del estudio se realizó una minuciosa recopilación de toda la información hidrológica disponible, incluyendo los estudios, y análisis de su confiabilidad estableciéndose las limitaciones de calidad que presenta. La principal información empleada para el estudio es la proveniente de las estaciones hidrométricas Rio Verde Y Lagunillas, la que ha sido complementada con otras estaciones hidrométricas y pluviométricas del área, habiéndose llegado a resultados confiables. Si bien la ubicación de las estaciones hidrométricas existentes es coincidentes con algunos puntos de interés de importancia para el esquema hidráulico, existen algunos puntos que no coinciden con estaciones y de los que se requiere reconocer la disponibilidad de agua, expresada en una secuencia de descargas mensuales. Ello se soluciono transponiendo la información de la estación hidrométrica Rió Verde a los puntos de interés, empleando criterios de zonificación ecológica y manteniendo la