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 ESTACION ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA

CUENCA HIDROGRAFICA DEL RIO PIURA-RESUMEN EJECUTIVO HIDROLOGIA 08/12/2017 DOCENTE: ING JOSE ARBULU RAMOS INTEGRANTES: CALVA HERRERA LEYNER ESTELA URIARTE ANALI PUICON HERRERA KATYUSKA SANCHEZ VIDES FRANCISCO VIVES ARROYO JUNIOR

 ESTACION ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA

INDICE I.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4

II.

IMPORTANCIA: .............................................................................................................. 4

III.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: .............................................. 4

1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: .............................................. 4 2. CLIMA:.............................................................................................................................. 4 3. ECOLOGÍA ........................................................................................................................ 5 4. RECURSOS HIDRÁULICOS:................................................................................................ 6 5. FISIOGRAFÍA..................................................................................................................... 6 6. VEGETACIÓN: ................................................................................................................... 6 7. DRENAJE .......................................................................................................................... 6 IV. GEOLOGÍA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA ......................................................................... 7 1. GENERALIDADES: ............................................................................................................. 7 2. CONSTITUCIÓN GEOLÓGICA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA:......................................... 7 3. GEOLOGIA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: ..................................................................... 7 4. SUELOS Y ROCAS DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: ........................................................... 7 5. AGUAS SUBTERRANEAS DE LA CUENCA DEL RIO PIURA:................................................. 7 V. CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLOGICAS DE LA CUENCA: ................................................... 8 1.

AREA DE LA CUENCA: ................................................................................................ 8

2.

PERÍMETRO DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: ............................................................. 8

3.

LONGITUD MAYOR DEL RIO PIURA: .......................................................................... 8

4.

ANCHO PROMEDIO DE LA CUENCA (Ap) : ................................................................. 8

5.

FACTOR DE FORMA: .................................................................................................. 8

6.

ÍNDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIOUS (Kc): ......................................................... 9

7.

CURVAS CARACTERISTICAS: ...................................................................................... 9

8.

RECTÁNGULO EQUIVALENTE................................................................................... 10

9.

RED DE DRENAJE: .................................................................................................... 11

10.

LONGITUD Y ORDEN DE LOS RIOS: .......................................................................... 11

VI. PERFIL LONGITUDINAL ..................................................................................................... 11 VII. PENDIENTE DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: .................................................................... 12 1. ÍNDICE DE PENDIENTE: .................................................................................................. 12

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2. CRITERIOS PARA DETERMINAR LA PENDIENTE: ............................................................ 12 VIII. HIDROLOGIA DE LA CUENCA .......................................................................................... 12 1. INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA ................................................................................... 12 2. INFORMACION HIDROMETRICA: ................................................................................... 13 3. ANALISIS DE PRECIPITACIONES:..................................................................................... 13 3.1. MÉTODOS PARA DETERMINAR LOS DATOS FALTANTES DE LAS PRECIPITACIONES MÁXIMAS: ........................................................................................ 13 3.2. ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA DE VALORES EXTREMOS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS ANUALES: .......................................................... 13 3.3.

PRECIPITACION MEDIA: ................................................................................... 14

3.4.

POLIGONO DE THIESSEN: ................................................................................ 14

3.5.

CURVAS ISOYETAS: ......................................................................................... 15

3.6.

TIEMPO DE CONCENTRACION: ........................................................................ 16

3.7.

DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA (C): ............................ 17

3.8.

CURVAS IDF: .................................................................................................... 17

3.9.

HIDROGRAMA ................................................................................................. 19

4. CURVAS ISOCRONAS: ..................................................................................................... 19 5. EVAPORACIÓN: .............................................................................................................. 20 6. ESCORRENTÍA: ............................................................................................................... 20 7. ANALISIS DE MÁXIMAS DESCARGAS:............................................................................. 21 8. SEDIMENTOS: ................................................................................................................ 21 X. PROYECTOS HIDRAULICOS EN LA CUENCA: ...................................................................... 26 XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................... 26 XII. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS ................................................................................................. 26

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I.

INTRODUCCIÓN

La principal fuente de funcionamiento de una cuenca hidrográfica es el agua, pero que hoy en día este elemento primordial se ha visto afectado tanto por la contaminación de agentes externos como la mano del hombre, así como también el efecto del cambio climático, temas que día a día cobra mayor importancia dada la gran problemática que este recurso representa para la humanidad, es por ello que el manejo de los recursos hídricos en el marco de una cuenca hidrográfica con alternativas económicas, sociales y ambientalmente viables representa una vía idónea no solo para aprovechar racionalmente estos recursos sino también, para la mitigación y reducción de la vulnerabilidad ante los desastres naturales y es que la cuenca hidrográfica es un escenario dinámico integrado por los recursos naturales, infraestructura, medios o servicios y las actividades que desarrolla el hombre la cual genera efectos positivos y negativos sobre los sistemas naturales de la cuenca, razón por la cual deben considerarse los peligros y riesgos ante eventos extremos y fenómenos naturales severos.

II.

IMPORTANCIA: La necesidad de elaborar el Análisis de la cuenca del Río Piura, está relacionada en primer lugar con la evaluación de los recursos naturales de la cuenca, el uso y manejo de los recursos naturales que realiza el hombre, el proceso de degradación por efecto del uso irracional de dichos recursos.

III.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: El punto de origen de la cuenca del río Piura se ubica en el distrito de Huarmaca (Provincia de Huancabamba), donde nace el río Huarmaca, a 3 600 metros sobre el nivel del mar. Cerca de la localidad de Serrán este arroyo asume el nombre de río Canchaque.

1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: La cuenca Hidrográfica del río Piura, se sitúa en la región de Piura, en el norte del Perú, entre los 0 y 3600 m.s.n.m., geográficamente, se halla situada entre las coordenadas UTM: 9’351 196,25 a 9’477 038,59 Norte y 493 547,49 a 676 699,89 Este.

2. CLIMA: 2.1 ZONA BAJA:  Sub zona A: Bajo Piura, con una altitud que va entre los 0 - 50 m.s.n.m., de topografía plana, pendiente suave y uniforme, zona desértica de clima cálido. Temperaturas promedio de 32 ºC en años normales.

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 Sub Zona B: Ubicada entre los 50 – 350 m.s.n.m., zona ondulada y semi-desértica, clima seco con precipitaciones pluviales de 500 mm y temperaturas promedio de 28 ºC en años normales.

2.2. ZONA ALTA: Localizada entre los 350 – 3,600 m.s.n.m., zona de montaña con pendientes altas, clima templado y frío. Es una zona de nacientes de agua, andes verdes con precipitaciones pluviales mayores a 800 mm; y temperaturas que van entre los 15 – 17 ºC en años normales.

3. ECOLOGÍA Los ecosistemas que componen la Región Piura (departamentos PiuraTumbes), han sido estudiados por un gran número de científicos de diferentes disciplinas; comenzando por las observaciones realizadas por el más antiguo geógrafo y cronistas del Perú desde 1547; asimismo, respecto al clima se tiene las observaciones de Eguiguren que reporta datos desde 1728. Según revisión bibliográfica, existen más de 400 estudios para toda la Región Piura sobre la materia; sin contar aún con toda la información generada sobre características ecológicas de la Región, por Organismos como la ONERN, SENAMHI, INEI.

3.1. RASGOS ECOLÓGICOS GENERALES DEL DEPARTAMENTO DE PIURA: El rasgo más notable de esta Región, como la del resto del país, es su diversidad biológica, ecológica y cultural. Para la región se reporta 17, de las 84 zonas de vida reconocidas para el Perú, (según el Mapa Ecológico de la ONERN), distribuidas a su vez dentro de dos grandes espacios geográficos íntimamente relacionados: la llanura costera y el sistema de la Cordillera Occidental de los Andes. Por otro lado, para Piura cabe destacar, su gran inestabilidad climática, creada en parte por el Fenómeno de El Niño, la presencia de suelos delgados y pobres en materia orgánica, así como su débil cobertura sobre todo a la llanura costera que han llevado a considerar a la mayoría de los ecosistemas de la Región Grau como ecosistemas FRÁGILES, es decir a punto de desestructurarse.

3.2. DESEQUILIBRIO ECOLÓGICO: LA DESERTIFICACIÓN EN PIURA: La desertificación, constituye el proceso terminal de la degradación de un determinado ecosistema, como tal constituye un riesgo presente en las áridas llanuras costeras y en las áreas semiáridas y subhúmedas.

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4. RECURSOS HIDRÁULICOS: El río Piura presenta una pendiente suave en un tramo de 248 Km. Entre la desembocadura y la conexión con el río Huarmaca, las pendientes varían de la siguiente manera:     

Laguna Ramón – Ciudad de Piura 0.03% Piura - Tambogrande 0.08% Tambogrande - Malacasí 0.13% Malacasí y confluencia Huarmaca – Chignia 0.35% El tramo final de 32 Km. tiene una pendiente promedio de 7.8%

5. FISIOGRAFÍA La cuenca del río Piura es de forma irregular en sus nacientes y elongada hasta la altura de la quebrada San Francisco.

6. VEGETACIÓN: En el valle superior:Ichu, Satipa; y especies propias de ambiente pantanoso como el género Sphagnun y otros. (Tillandsiausneoides), las achupallas (Puya sp) y algunas orquídeas. Este bosque constituye una mezcla de árboles, arbustos, flores y hierbas, entre las cuales predominan los árboles grandes como el nogal (Junglas sp), el palo blanco (Crotoncallicarpaefolius), el higueron (Ficus sp), el suro (Chusqueasp), el Pajul (Erythrinasp), el Lanche (Myrcianthusrhopaloides), y otros. En la zona intermedia: bosque caducifolio, poblado mayormente por especies como el ceibo (Ceiba triquistrandra), el guayacan (Tabebuiaguayacan), el charán (Caesalpineapaipai), el frijolillo (Lonchocorpuscruentus), el bálsamo (Miroxylonsp), el polo polo (Cochlospermunvitifolium) y el porotillo (Phaseoluscampestris), entre otros. En la zona plana existe una gran formación vegetal dominada por el algarrobal del género (Prosopissp.), que recibe el nombre de “Desierto de Sechura”.

7. DRENAJE Con respecto a la Administración del Recurso Hídrico, existen serios conflictos para la distribución del agua por la falta de una real capacidad institucional para la gestión del agua. Una prueba de ello es el deterioro de muchas hectáreas en proyectos técnicamente bien diseñados pero debido a una mala Administración del Recurso hoy se encuentran con serios conflictos para la distribución del agua y problemas de salinización por efectos de un drenaje deficiente. El Plan de Manejo en las Unidades Hidráulicas con diferentes Niveles de Riesgo, deben estar a cargo de organismos técnicos y dependiendo de la

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complejidad de las estructuras tanto en su operación y mantenimiento, las exigencias técnicas deben ser mayores. El financiamiento de los Planes de Manejo requiere de una atención oportuna de tal manera que su implementación y puesta en ejecución debe responder a las necesidades de protección y mitigación de los efectos del Fenómeno El Niño.

IV. GEOLOGÍA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA 1. GENERALIDADES: Gran parte del territorio del departamento de Piura se encuentra localizado en la llanura costera (60%) y otra dentro de la cadena andina (40%) lo cual le confiere una fisiografía muy heterogénea con paisajes y ecosistemas muy especiales y diversos.

2. CONSTITUCIÓN GEOLÓGICA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: La cuenca del Río Piura geológicamente está conformada por una amplia gama de rocas de edad comprendida entre el Pre-Cambriano y el Cuaternario. En el área de la costa hay predominancia de formaciones terciarias superficiales, donde sobresalen los tablazos marinos, así como los depósitos aluviales y eólicos recientes.

3. GEOLOGIA DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: Permeables como impermeables, fallas y otros.

4. SUELOS Y ROCAS DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: La mayor extensión de terreno en la cuenca es ocupada por el “desierto” con más de 641,000 Has. Seguida de las áreas de bosques, pastos naturales y cultivados y los matorrales que ocupan algo más de 409,010 Has. Los suelos agrícolas ocupan sólo 166,664 Has., En las laderas predominan los suelos francos arcillosos. En la parte baja predominan los suelos franco arenosos - erosionables.

5. AGUAS SUBTERRANEAS DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: Actualmente se extrae una masa de agua de 43’332011,40 m3 (43,33 MMC), que equivale a un caudal continuo de 1,37 m3 /s.

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V. CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLOGICAS DE LA CUENCA: Geomorfológicamente la Cuenca del río Piura, se ha subdividido en las siguientes unidades: a) Faja Litoral.- Constituida por playas, salinas, depresiones inundadles, barrancas de baja altura y cordones de arena; b) Macizos Occidentales.- Constituido por promontorios aislados, cerros con laderas escarpadas disectadas por quebradas de corto recorrido y fuerte pendiente. c) Planicie Costera o Depresión Parandina.- Constituido por la planicie del Desierto de Sechura, limitado en ambos márgenes por cadenas montañosas. .

1. AREA DE LA CUENCA: CUENCA

AREA (Km2)

Cuenca del Rio Piura

12 216.011

2. PERÍMETRO DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: CUENCA

PERIMETRO (Km)

Cuenca del Rio Piura

840.56

3. LONGITUD MAYOR DEL RIO PIURA: CUENCA

LONGITUD (Km)

Cuenca del Rio Piura

237.342

4. ANCHO PROMEDIO DE LA CUENCA (Ap) : CUENCA

Ap (Km)

Cuenca del Rio Piura

51.47

5. FACTOR DE FORMA:

Cuenca Cuenca del Rio Piura

Am (Km2)

L (Km)

Ff

51.47

237.342

0.22

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6. ÍNDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIOUS (Kc): CUENCA

P (Km2)

A (Km2)

Kc

840.56

12216.011

2.14

Cuenca del Rio Piura

7. CURVAS CARACTERISTICAS: 7.1.

CURVA HIPSOMETRICA:

AREAS AREAS ALTITUD PARCIALES ACUMULADAS (msnm) (Km2) (Km2)

AREAS QUE QUEDAN SOBRE LAS ALTITUDES (Km2)

% DEL TOTAL

% DEL TOTAL QUE QUEDA SOBRE LA ALTITUD

0

0

0

12216.011

0.00

100

400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600

2144.206 2798.761 1576.008 1004.903 1868.751 995.117 1238.393 109.063 480.810 12216.011

2144.206 4942.967 6518.974 7523.877 9392.628 10387.745 11626.138 11735.201 12216.011

10071.805 7273.044 5697.036 4692.133 2823.382 1828.265 589.873 480.810 0.000

17.552 22.911 12.901 8.226 15.298 8.146 10.137 0.893 3.936 100.00

82.45 59.54 46.64 38.41 23.11 14.97 4.83 3.94 0.00

CURVA HIPSOMETRICA 0.000

3600

480.810

3200

AL TIT2800 UD2400 (m 2000 .sn .m 1600 ) 1200

589.873

1828.265 2823.382 4692.133 5697.036 7273.044

800

10071.805

400

12216.011

0 0

2000

4000

6000

8000

10000

AREAS QUE QUEDAN SOBRE LAS ALTITUDES

12000

14000

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7.2.

CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

GRAFICA DE FRECUENCIAS 3600

3.936

AL 3200 TIT 2800 ) UD2400 (m 2000 .sn .m 1600 1200

0.893 10.137 8.146

15.298 8.226 12.901

800

22.911

400

17.552

0 0.00

5.00

10.00 % DEL TOTAL

15.00

20.00

8. RECTÁNGULO EQUIVALENTE CURVAS DE NIVEL(m)

ÁREA PARCIAL

Li (Km)

0 - 400

2144.206

68.828

400 - 800

2798.761

89.839

800 - 1200

1576.008

50.589

1200 - 1600

1004.903

32.257

1600 - 2000

1868.751

59.986

2000 - 2400

995.117

31.943

2400 - 2800

1238.393

39.752

2800 - 3200

109.063

3.501

3200 - 3600

480.810

15.434 392.129

25.00

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9. RED DE DRENAJE: La red de drenaje de una cuenca, se refiere a las trayectorias o al arreglo que guardan entre sí, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella Las características de una red de drenaje, pueden describirse principalmente de acuerdo con: a) b) c) d)

El orden de las corrientes. Longitud de los tributarios. Densidad de corriente. Densidad de drenaje.

10. LONGITUD Y ORDEN DE LOS RIOS: Cuenca

Orden

Cuenca del Rio Piura

7

Densidad de corriente Cuenca

Número de

Área

Rio Piura

corrientes 187

(Km2) 12216.010

Dc 0.015

Densidad de drenaje Cuenca Rio Piura

Longitud total

Área

Dd

de las corrientes 392.129

(Km2) 12216.01

0.032

VI. PERFIL LONGITUDINAL

ALTURA (m.s.n.m)

PERFIL LONGITUDINAL 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 0

400

0 0

20

40

60

1200

800 80

DISTANCIA ACUMULADA (KM)

1600

100

3600 2800 2400 2000

120

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VII. PENDIENTE DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: 1. ÍNDICE DE PENDIENTE:

VALORES PARA EL CALCULO DEL INDICE DE PENDIENTE CURVAS DE NIVEL (m) Inferior Superior

AREAS PARCIALES (Ap) (Km2)

Bi = Ap/St

∆H

√ 𝜷𝒊 (𝒂𝒊 − 𝒂𝒊 −𝟏 )

0.00

400.00

2144.206

0.18

400.00

0.265

400.00

800.00

2798.761

0.23

400.00

0.303

800.00

1200.00

1576.008

0.13

400.00

0.227

1200.00

1600.00

1004.903

0.08

400.00

0.181

1600.00

2000.00

1868.751

0.15

400.00

0.247

2000.00 2400.00

2400.00 2800.00

995.117 1238.393

0.08 0.10

400.00 400.00

0.181 0.201

2800.00

3200.00

109.063

0.01

400.00

0.060

3200.00

3600.00

480.810 12216.01

0.04 1.00

400.00 3600.00

0.125 1.791

∑

𝐼𝑝 = 0.0904

2. CRITERIOS PARA DETERMINAR LA PENDIENTE:

𝑆=

Siendo:

𝐻 𝐻𝑀 − 𝐻𝑚 = ∗ 100 𝐿 1000 𝐿

Donde: S = Pendiente de la cuenca. L = Lado mayor del rectángulo equivalente. HM y Hm = Cota máxima y mínima (en metros) de la cuenca.

Cuenca

Cota sup. (m.sn.m.)

Cota inf. (m.sn.m.)

L (Km)

S (%)

Cuenca del Rio Piura

3600

0

392.129

0.918

VIII. HIDROLOGIA DE LA CUENCA 1. INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA

 ESTACION ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA UBICACIÓN GEOGRAFICA N °

ESTACIO N

LATITU D PROVINCIA

DISTRITO

Huancabamba 1

Chignia

2

Huarmaca

Huarmaca Huancabamba Huarmaca

Paltashac o 3

Pacaypampa Morropon

Canchaque

Huancabamba

4

Canchaque Chulucan as

5

Chulucanas Morropon

6

Miraflores

7

Barrios

8

Sechura

05°36’

LONGITU D

ALTITU D (msnm)

79°42’

360

79°31’39’’

2180

05°07’

79°52’

900

05°22’

79°36’

1200

05°34’0 9’’

05°06’1 2’’

80°09’12’’

95

Piura

Castilla

05°10’

80°36’51’’

30

Morropon

Salitral

05°17’

79°42’

310

Sechura

Sechura

05°33’4 9’’

80°49’33’’

25

04°55’5’’

80°20’33’

80

Tambo grande 9

COORDENADAS GEOGRAFICAS

Tambo Grande Piura

2. INFORMACION HIDROMETRICA: Las estaciones de la medición de caudales del río Piura datan desde 1925. A partir del año 1971 el Proyecto Especial Chira – Piura tiene a su cargo los aforos. La toma de esta información ha sufrido algunas interrupciones especialmente por los fenómenos “El Niño” que han dañado la infraestructura de medición de canales. La cual se ha obtenido datos de la presa los Ejidos y Puente Ñacara.

3. ANALISIS DE PRECIPITACIONES: 3.1.

MÉTODOS PARA DETERMINAR LOS DATOS FALTANTES DE LAS PRECIPITACIONES MÁXIMAS:

3.1.1. MÉTODO DE LOS PROMEDIOS: 3.2.

ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIA DE VALORES EXTREMOS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS ANUALES:

Se ha utilizado la frecuencia de distribución de Gumbel Tipo I, Log Pearson III y Log Normal.

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3.3.

PRECIPITACION MEDIA: Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ESTACION METEREOLOGICA

Precipitacion Total Anual (mm)

SECHURA MIRAFLORES TAMBO GRANDE CHULUCANAS BARRIOS PALTASHACO CANCHAQUE HUARMACA CHIGNIA

Pi = Precipitaciones N = número de estaciones dentro de la cuenca PM = Precipitación media

PM = Σ Pi/N PM = 238.99 mm 3.4.

POLIGONO DE THIESSEN:

Este método para determinar la lluvia media en una zona,

166 220.5 196.8 144 277.6 217.3 208 566 154.7 2150.9

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ESTACION

ÁREA (Km2)

PRECIPITACION (mm) A* Precip.

1

2144,21

166,00

355938,20

2

2798,76

220,50

617126,79

3

1576,01

196,80

310158,28

4

1004,90

144,00

144706,02

5

1868,75

277,60

518765,27

6

995,12

217,30

216238,90

7

1238,39

208,00

257585,70

8

109,06

566,00

61729,57

9

480,81

154,70

74381,28

TOTAL

12216,01

𝑃𝑀 = ∑ 𝐴 ∗ 𝑃𝑅𝐸𝐶./𝐴𝑇 𝑃𝑀 =

2556630.00 12216.011

𝑃𝑀 = 209.285 Entonces La Precip. Promedio es: 209.29 mm.

3.5.

CURVAS ISOYETAS:

2556630,00

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CURVAS DE ISOYETAS

ÁREA ENTRE ISOYETA (Ai) (Km2)

0 - 400

2144.206

ISOYETAS PROMEDIO (Pi) 200

400 - 800

2798.761

600

800 - 1200

1576.008

1000

1200 - 1600

1004.903

1400

1600 - 2000

1868.751

1800

2000 - 2400

995.117

2200

2400 - 2800 2800 - 3200

1238.393 109.063

2600 3000

3200 - 3600

480.810

3400

∑

12216.011

Ai X Pi 428841.200 1679256.56 4 1576007.51 0 1406864.06 0 3363751.72 8 2189257.13 6 3219821.25 4 327188.550 1634753.45 6 15825741.4 58

PM = Σ Ai * Pi/AT

PM=

1295.492

Entonces la precipitación media es: 1295.49 mm

3.6. TIEMPO DE CONCENTRACION: El tiempo de concentración es una de las variables más importantes a determinar en la planificación de usos del suelo y en la conservación de suelos y aguas o gestión de recursos hídricos.

𝑇𝑐 =0.00032*

𝐿0 .77

( 𝑆 0 .358 )

Donde:  tc: es el tiempo de concentración en minutos.  L: máxima longitud del recorrido entre los puntos extremos del cauce principal en metros.  S: diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce principal (Pendiente).

 ESTACION ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA

N°

Estación

Área de sub cuenca

L de rio (km)

S (%)

Tc

1 2 3 4 5 6 7 8 9

SECHURA MIRAFLORES TAMBO GRANDE CHULUCANAS BARRIOS PALTASHCO CANCHAQUE HUARMACA CHIGNIA

2144.206 2798.761 1576.008 1004.903 1868.751 995.117 1238.393 109.063 480.810

34.76 66.67 43.67 23.06 29.73 27.55 26.82 5.87 27.55

1.15 0.60 0.92 1.73 1.35 1.45 1.49 6.81 1.45 Tc(promedio)

6 12 7 3 5 4 4 1 4 5

3.7. DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTIA (C): El coeficiente de escorrentía es la relación entre la parte de la precipitación que circula superficialmente y la precipitación total.

ESTACION

C

SECHURA

0.387 0.472 0.505 0.475 0.455 0.488 0.532 0.519 0.523 0.484

MIRAFLORES TAMBO GRANDE CHULUCANAS BARRIOS PALTASHACO CANCHAQUE HUARMACA CHIGNIA C(Promedio)

3.8.

CURVAS IDF:

Las curvas IDF, es decir Intensidad – Duración – Frecuencia, Las curvas I.D.F es muy importante en la cuenca hidrográfica, ya que por medios de ellas podemos estimar intensidades para un periodo de retorno. Por ejemplo podemos diseñar puentes, cunetas, etc por medio de ella estimando caudales de diseño.

 ESTACION ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO PIURA

Curvas I-D-F (HUARMACA) 310.00

Intensidades (mm/h)

260.00

210.00

Tr=50 años Tr=25 años

160.00

Tr=10 años 110.00

60.00

10.00 1

5

10

15

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3.9. HIDROGRAMA El hidrograma de una corriente, es la representación gráfica de las variaciones del caudal con respecto al tiempo, arregladas en orden cronológico en un lugar dado de la corriente.

HIDROGRAMA - CANCHAQUE 1200.0

Q (M3/S)

1000.0 800.0 600.0 HIDROGRAMA

400.0 200.0 0.0 1970

1990 T (AÑOS)

2010

4. CURVAS ISOCRONAS: El método se basa en la distribución de la superficie de la cuenca entre líneas isócronas para computar el volumen de agua caído sobre cada una de esas superficies y considerar el retardo producido por el tránsito del agua a lo largo de la cuenca. Las curvas isócronas son curvas que unen aquellos puntos de la cuenca que tienen igual tiempo de desagüe.

Figura: Ejemplo de curvas isócronas para una cuenca HIDROLOGIA Mg. JOSE ARBULU RAMOS

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Figura: Ejemplo de Histograma tiempo-área

5. EVAPORACIÓN: Según el Atlas de Evaporación en el Perú (SENAMHI, 1994), la evaporación anual promedio en bandeja para Tambo grande es de aproximadamente 2300 mm. La ciudad de Piura, ubicada aguas abajo, en la región más árida de la cuenca del Río Piura, tiene un coeficiente de evaporación en bandeja de aproximadamente 2600 mm (SENAMHI, 1994). Usando un coeficiente de bandeja de 0.7, la evaporación promedio anual se estima en 1600 mm en Tambo grande, 1500 mm en Tejedores, y 1800 mm en Piura. 5.1. EVAPOTRANSPIRACIÓN: La evapotranspiración potencial fue estimada por Tello Vargas (1991) usando el método Thornthwaite, y ésta varía desde 1285 mm en Morropón (140 msnm) hasta 1449 mm. Se estima que la evapotranspiración real varía desde 50 mm Piura hasta 300 mm en Morropón, debido a la estacionalidad de la lluvia.

6. ESCORRENTÍA: Para el cálculo de la escorrentía anual (mm) se utiliza la expresión matemática que relaciona el caudal y el área de drenaje. Su fórmula es:

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𝐸=

31.536 𝑥 𝑄 𝐴

Donde: E = Escorrentía en mm Q = Caudal en m3/s A = Área de drenaje km2

CARACTERÍSTICA DE LA ESCORRENTÍA ANUAL DEL RIO PIURA Río

Estación

Período de registro

Cuenca del Rio Piura

Zanches cerro

19982-2000

Área de la cuenca (Km2)

Escorrentía media anual

Cv de la escorrentía anual

12 216.01

1 147,38

1,76

Qd = Qmax + ∆Q

7. ANALISIS DE MÁXIMAS DESCARGAS: La serie de los caudales instantáneos máximos anuales se usa como base sólida para el cálculo de la probabilidad de ocurrencia de los caudales típicos en esta zona de la cuenca del río Piura. Sin embargo, usando únicamente el método estadístico, no es posible definir la forma de los hidrogramas típicos de las avenidas. Dado que estos parámetros (volumen total de la avenida, forma del hidrógrama y distribución de las intensidades de la avenida), Para definir todos los parámetros importantes necesarios para el desarrollo del estudio integral de la protección ribereña.

8. SEDIMENTOS: 8.1.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS:

Los sedimentos que transporta una corriente de agua son consecuencia natural de la degradación del suelo, puesto que el material procedente de la erosión llega a las corrientes a través de tributarios menores, por la capacidad que tiene la corriente de agua para transportar sólidos, también por movimientos en masa, o sea, desprendimientos, deslizamientos y otros.

8.1.1. FUNCIONES NATURALES DEL RIO:

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La sedimentación es proceso mediante el cual se acumulan partículas de tierra o suelo en el fondo de los cuerpos de agua haciendo que se disminuya el espacio disponible para el almacenaje del agua en ríos, lagos y quebradas. 8.1.2 INFLUENCIA DE LA RUGOSIDAD Y OTROS FACTORES EN EL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS DEL RIO DE LA CUENCA.  Rugosidad de la superficie: Es representado por el tamaño de la forma de los granos de material que forma el perímetro mojado y que produce un efecto retardante sobre el flujo.  Vegetación: La vegetación reduce la capacidad del cauce y retarda el flujo, este efecto depende principalmente de la altura, densidad, distribución y tipo de vegetación.  Irregularidad del rio: en lo cauces naturales las irregularidades son introducidas debido al presencia de bancos de arena, ondas arenosas promontorias y de presiones, hoyos y relieves en el lecho del cauce.  Depósitos y socavaciones: Los depósitos pueden cambiar un cauce muy natural en uno comparativamente uniforme.  Obstrucción: La presencia de troncos, pilares de puentes y semejantes, tiende a aumentar la rugosidad y por ende la sedimentación en el rio de la cuenca.  Nivel y caudal: Cuando el agua esta baja, las irregularidades del fondo del cauce están expuestas y sus efectos se hacen pronunciados generan sedimentación en la cuenca.  Material suspendido y transporte de fondo: cuando estos materiales están en movimiento o no, consumirán energía y ocasionarían pérdidas de altura o aumentaría la rugosidad aparente del cauce natural.

8.1.3 TRANSPORTE DE SOLIDOS EN SUSPENSION: Según el modo de transporte, el sedimento del río Piura puede ser transportado por suspensión, sostenido por la turbulencia del flujo. Cuanto más intensa es la acción de la corriente, mayor es el tamaño del material de fondo que es puesto en suspensión y transportado de ese modo. En el caso del río Piura y especialmente durante los períodos de El Niño, que provocan impactos de sedimentación y erosiones fuertes, se puede HIDROLOGIA Mg. JOSE ARBULU RAMOS

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decir que el transporte de sedimentos en el cauce principal es básicamente por suspensión. El origen del material que se transporta a lo largo del río Piura puede ser el cauce o la cuenca hidrográfica del río. 8.1.4 TRANSPORTE DE SOLIDOS EN EL FONDO: El sedimento del río Piura puede ser transportado por el fondo, ya sea rodando, deslizando o saltando. Una partícula inicialmente en reposo puede ser transportada a saltos por el fondo cuando supera el límite de movimiento 8.1.5 VELOCIDAD DE SEDIMENTACION: Se denomina así a la velocidad con la que cae una partícula solida o sedimento en una masa fluida ilimitada y en reposo, ya sea que el fluido este movimiento o en reposo el movimiento relativo es el mismo.

Donde:  W: Velocidad de caída en m/s.  D: Diámetro de la partícula en m, dicho diámetro está referido al diámetro medio  g: Aceleración de la gravedad.  F1: Factor IX. CONTAMINACIÓN DE LA CUENCA DEL RIO PIURA: 9.1. FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL RÍO PIURA: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Aguas Residuales Domesticas y Hospitalarias (excretas, desinfectantes, etc.) Infiltraciones (tuberías en mal estado) Arrastres de lluvias Plaguicidas, Fertilizantes Aguas Residuales Industriales Residuos sólidos (basura, viscerado, desmonte) Polímeros en el suelo

La contaminación del agua ocurre en poblaciones que no tienen desagües, sistemas de disposición de excretas o deficientes procesos de recogida y almacenaje de desechos; y arrojar basuras y aguas fecales (o servidas) a los ríos. 9.2. COMPOSICIÓN DEL AGUA POR EFECTO DE ALGUNAS SUSTANCIAS PELIGROSAS: Como se sabe los ríos constituyen la fuente principal de abastecimiento de agua para las poblaciones humanas cercanas siendo en este caso los caseríos y centros HIDROLOGIA Mg. JOSE ARBULU RAMOS

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poblados cercanos a las cuencas, es por ello que su contaminación limitaría la disponibilidad de este recurso imprescindible para la vida. El estado natural del agua puede ser afectado por procesos naturales; por ejemplo: los suelos, las rocas, algunos insectos y excrementos de animales, siendo también otra forma como se puede cambiar su estado natural es por causas humanas; por ejemplo: con sustancias que cambien el pH, la salinidad del agua, presencia de relaves mineros, sulfatos, etc., las últimas mencionadas son producidas generalmente y en su mayoría por actividades mineras. 9.3. ANÁLISIS DE CONTAMINANTES FÍSICOS, QUÍMICOS Y BACTERIOLÓGICOS O BIOLÓGICOS DEL AGUA: Los contaminantes se dividen en 3: químicos, biológicos y físicos. a. Contaminantes Químicos: son aquellos que alteran la fórmula del agua y/o reaccionan con ella. b. Contaminantes Físicos: son los que no reaccionan con el agua, pero pueden dañar la vida en el ecosistema.

c. Contaminantes Bacteriológicos o biológicos: son organismos, o microorganismos, que son dañinos (bacterias) o que se encuentran en exceso, plagas, como los lirios acuáticos (se reproducen muy rápido). Aquí se presentan algunos compuestos orgánicos biodegradables: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Sustancias peligrosas. Contaminación Térmica. Agentes tensioactivos. Partículas sólidas. Nutrientes en exceso: Eutrofización. Gérmenes patógenos. Sustancias radioactivas

9.4. ANÁLISIS DE RESIDUOS SÓLIDO:

Tipos de solidos Suspendidos Precipitables No precipitables Disueltos Total

Fijos

Volátiles

Sólidos(mg/l) DBO Total mg/l

DQO mg/l

70

175

245

110

108

45

100

145

50

42

25

75

100

60

66

210

210

420

30

42

280

385

665

140

150

9.5. ESTUDIOS PARA DETERMINAR LA CALIDAD DEL AGUA DE ACUERDO A USO: 9.5.1. Calidad del agua para uso potable (consumo humano y domestico) HIDROLOGIA Mg. JOSE ARBULU RAMOS

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a) Para tratamiento convencional: Estos se relacionan a continuación e indican que para su potabilización se requiere solamente tratamiento convencional. REFERENCIA Amoníaco Arsénico Bario Cadmio Cianuro Cinc Cloruros Cobre Color Compuestos Fenólicos Cromo Difenil Policlorados Mercurio Nitratos Nitritos pH Plata Plomo Selenio Sulfatos Tenso activos

VALOR (*) 1,0 0,05 1,0 0,01 0,2 15,0 250,0 1,0 75 Unid de Pt - Co 0,002 0,05 No detectable 0,002 10,0 1,0 5,0 - 9,0 0,05 0,05 0,01 400,0 0,5

Coliformes Totales

EXPRESADO COMO N As Ba Cd CN Zn Cl Cu Color real Fenol Cr6+ Concentración de Agente activo Hg N N Unidades Ag Pb Se SO4= Sustancias activas al azul de metileno NMP

Coliformes Fecales

NMP

2.000 microorg./100 ml

20.000microorg./100 ml

(*) Todos los valores están expresados en mg/l, excepto aquellos para los cuales se presentan directamente sus unidades.

9.5.2. Calidad del Agua para uso Agrícola e Industrial: En el agua para uso agrícola e Industrial, las sustancias disueltas no deberán ultrapasar los valores expresados a continuación. REFERENCIA Aluminio Arsénico Berilio Cadmio Cinc Cobalto Cobre HIDROLOGIA Mg. JOSE ARBULU RAMOS

EXPRESADO COMO Al As Be Cd Zn Co Cu

VALOR (*) 5,0 0,1 0,1 0,01 2,0 0,05 0,2 25

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Cromo Flúor Hierro Litio Manganeso Molibdeno Níquel pH Plomo Selenio Vanadio

Cr6+ F Fe Li Mn Mo Ni Unidades Pb Se V

0,1 1,0 5,0 2,5 0,2 0,01 0,2 4,5 - 9,0 5,0 0,02 0,1

(*) Todos los valores están expresados en mg/l, excepto aquellos para los cuales se presentan directamente sus unidades.

X. PROYECTOS HIDRAULICOS EN LA CUENCA: NO PRESENTA PROYECTOS HIDRAULICOS

XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En cuanto a crecidas por año el encauzamiento del rio, realizado después de las crecidas del año 1983, se diseñó para un caudal de 4000m³/s y no se produjeron desbordes en la ciudad. El 27 de marzo de 2017, el río Piura llegó a niveles de 3.700 a 3.900 m³/s desbordándose e inundado numerosos distritos del Bajo Piura e incluso Castilla y el centro mismo de la ciudad. La Plaza de Armas presentaba niveles de 1.5 metros en sus calles.

XII. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS 1. ARBULÚ RAMOS, José. Hidrología aplicada al diseño de obras de Ingeniería Vial. Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo. Chiclayo. 2004. 2. DEPARTAMENTO DE GEOGRAFÍA. “El Niño y crecidas anuales en los Ríos del norte del Perú”. Universidad de Florida. EEUU. 1987. 3. ESTUDIO CONJUNTO DE: UNIVERSIDAD DE PIURA, SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA, INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA, UNESCO. Río La Leche: “Balance hídrico superficial de la Cuenca”. Lima. 1996. 4. ROCHA FELICES, Arturo. Introducción a la Hidráulica Fluvial. Edición de la Universidad Nacional de Ingeniería. Lima. 1994 5. VILLÓN BEJAR, Máximo. Hidrología. Ediciones de Instituto de Costa Rica. Costa Rica. 1998. HIDROLOGIA Mg. JOSE ARBULU RAMOS

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Fotografías:

Fotografía 1: rio principal de la cuenca Piura

Fotografía 2: rio Piura

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