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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América) FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA DE FLUIDOS

HIDRAULICA FLUVIAL

MORFOLÓGICA DEL RIO UCAYALI DISTRITO DE PUCALLPA

JUNIO 2017

PROFESOR DEL CURSO: Ing. Eusebio Vega Bueza ESTUDIANTE: Urbano Flores, Franz Vicente CÓDIGO: 12130224

Contenido introducción .............................................................................................................................. 4 Objetivos ................................................................................................................................... 5 Ubicación y extensión del Área ................................................................................................. 6 Figura 1: zona a trabajar, rio Ucayali (Ucayali, Loreto- Shamboyacu, San Martín)................... 7 Figura 2: cuenca del rio Ucayali................................................................................................. 8 Figura 3: ubicación de la región Ucayali en el Perú................................................................... 8 Ubicación y longitud del tramo a evaluar ................................................................................. 9 Figura 4: zona de trabajo ( rio Ucayali) ..................................................................................... 9 Figura 5: recorrido del rio Ucayali (tramo seleccionado) ........................................................ 10 Valle Principal: Río Ucayali ...................................................................................................... 10 ANTECEDENTES DE LAS MEDICIONES HIDROMÉTRICAS ......................................................... 11 CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA: ....................................................................................... 11 Figura 6: Clasificación de ríos de acuerdo a la morfología de la sección transversal, morfología en planta y pendiente ........................................................................................... 12 MORFOLOGÍA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL......................................................................... 12 MORFOLOGÍA EN PLANTA ....................................................................................................... 13 Figura 7: Relación de ancho del meandro (Belt Width/Bankfull Width) para los diferentes tipos de ríos ............................................................................................................................. 13 Cuadro 1: resumen de los criterios descriptivos para la clasificación general ....................... 14 Figura 8: sinuosidad del rio Ucayali de los años 1986, 1996, 2006 y 2016 ............................. 15 LITOLOGÍA DE LA ZONA DEL UCAYALI ..................................................................................... 15 DESCRIPCIÓN MORFOLÓGICA ................................................................................................. 18 Figura 9: sección transversal, composición y criterios descriptivos de los principales tipos de ríos ........................................................................................................................................... 18 Figura 10: clasificación de ríos naturales ................................................................................ 19 Figura 10: trenzamiento en el cause ....................................................................................... 20 CRITERIOS PARA LA DESCRIPCIÓN .......................................................................................... 20 Figura 11: Relación de Atrincheramiento ............................................................................... 21 Sinuosidad ............................................................................................................................... 22 Figura 12: sinuosidad a lo largo del tramo seleccionado ........................................................ 22 Material del Cauce .................................................................................................................. 22 cuadro 2: Diámetros de las partículas obtenidos en las estaciones de aforo ......................... 23 Pendiente: ............................................................................................................................... 23 cuadro 3: Resumen de parámetros para el río Ucayali ........................................................... 24 AFLUENTES PRINCIPALES DEL RÍO UCAYALI ............................................................................ 24

cuadro 4: Relación de afluentes del río Ucayali ..................................................................... 26 Cuadro 5: Relación de quebradas del río Ucayali.................................................................... 26 cuadro 6: Relación de malos pasos del río Ucayali analizados en el anteproyecto ................ 26 figura 13: Niveles mensuales del pelo de agua del Río Ucayali .............................................. 27 figura 14: Nivel vs Caudal, en la estación Pucallpillo .............................................................. 28 Cuadro 6: Valores de caudales ................................................................................................ 28 Cuadro 7: Resumen del cálculo de caudales ........................................................................... 29 Características del Torrente .................................................................................................... 29 figura 15: Longitud Vs Sinuosidad en el río Ucayali ................................................................ 30 Figura 16: Curvas granulométricas para D15, D50 y D85, en la estación de aforo de Pucallpa ................................................................................................................................................. 31 Cuadro 8: Estimación de alturas de Dunas en el tramo en estudio ........................................ 33 Análisis de Partida ................................................................................................................... 34 cuadro 9: Estado de Difusión de Sedimentos en sectores del río Ucayali (Vaciante – Octubre 2004) ....................................................................................................................................... 35 cuadro 10: Iniciación del movimiento, capacidad erosiva del torrente.................................. 36 Transporte de Sólidos en Suspensión ..................................................................................... 36

Introducción En este presente trabajo se desarrolla una amplia y variada recopilación de información sobre las características morfológicas, hidrológicas, geológicas, geográficas y climatológicas del Rio Ucayali y especial de un tramo de este en la zona del distrito de Pucallpa siendo más exacto en la zona del caserío Nuevo Loreto y la isla tumbes, la información recolectada en este presente informes fue gracias a un informe técnico presentado por ministerio de transporte y comunicaciones (MTC) el cual fue relaizado por el Consorcio H&O – ECSA. La recopilación de una data obtenida en los años 2004 – 2005 nos muestra los parámetros validos a tener en cuenta cuando de proyectos de construcción y obras hidráulicas fluviales se trata. El estudio del tramo de esta parte del Rio Ucayali, nos muestra las características de un rio variable de meandros libres y de secciones caracterizadas por distintos factores como son los transportes de sedimentos, velocidades de flujo, crecidas, vaciantes, composición del suelo, etc. que dan origen a la creación natural de sus mesoformas en toda la longitud evaluada.

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Objetivos     

Describir la dinámica del Rio Ucayali, en cuanto a su movimiento como Rio de meandros libres. Representar los perfiles longitudinales y transversales de variación de sus mesoformas en puntos establecidos. Tener un entendimiento de la conformación geológica de los suelos que influyen en la variabilidad del Rio, así como otros factores que lo caracterizan. Caracterizar estacionalmente al rio en cuanto a máximas avenidas, crecientes, vaciantes y la llanura de inundación. Finalmente, entenderemos los factores y parámetros que logran darle la variabilidad morfológica y dinámica al tramo de rio en cuestión.

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Ubicación y extensión del Área Rio Ucayali: El río Ucayali es uno de los principales ríos del Perú, uniéndose con el río Marañón y, forma el río Amazonas. El río Uc14830.083 km²ayali discurre por la vertiente oriental de los Andes peruanos, en la parte central del país. Tiene una longitud de 1771 km,1 aunque considerando sus fuentes más alejadas (Tambo, Ene y Apurímac) alcanza los 2801 km. Geografía: Todo el curso del río Ucayali se encuentra en el Perú y su cuenca de drenaje la comparten 11 departamentos, es por esto que en este informe se realizara el estudio de una zona en particular comprendida por las localidades de Shamboyacu y la isla Tumbes, la zona a estudiar presenta una altitud de 130 y 930 msnm, el área aproximado de esta zona es 14830.083 km². El desarrollo se trabajó se realizara en el centro de del área escogida.

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Figura 1: zona a trabajar, rio Ucayali (Ucayali, Loreto- Shamboyacu, San Martín)

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Figura 2: cuenca del rio Ucayali

Figura 3: ubicación de la región Ucayali en el Perú URBANO FLORES, FRANZ

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Ubicación y longitud del tramo a evaluar El tramo del Rio Ucayali a trabajar en el presente informe, se encuentra en el cuadrante 18-M. Este tramo tiene como:  

PUNTO DE INICIO: 7.493790° latitud sur, 75.034969° longitud oeste presentando en este punto una altitud de 135 msnm. PUNTO FINAL: 7.207891° latitud sur, 75.230976° longitud oeste presentando en este punto una altitud de 139 msnm

Figura 4: zona de trabajo ( rio Ucayali)

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La longitud de este tramo es aproximadamente de unos 95.4 Km medidos a lo largo de sus meandros hasta el 12/2016. Longitud del tramo: 95.4 km

Figura 5: recorrido del rio Ucayali (tramo seleccionado) Valle Principal: Río Ucayali Es la geoforma principal en el área de trabajo que fluye de SE-NO, ingresa al área de trabajo por el Sur-Sureste del cuadrángulo de Nuevo Utiquinia, ocupa casi la cuarta parte de la esquina SO del mismo y desarrolla geoformas prominentes, sigue su recorrido al NO pasando luego por el extremo NE del cuadrángulo de Pucallpa. En el cuadrángulo de San Roque discurre por el sector Oeste del mismo, ocupando casi el 40% de su extensión. El canal se caracteriza por tener pendiente suave y ancho variable que puede ser desde 400 m en el caserío Nuevo Loreto (626.1-9129.1), esta dimensión transversal del río indica un incremento relativo de la velocidad de sus aguas, así como una mayor profundidad; mientras que cerca a la isla Tumbes (603.0-9153.5) el anchoa del río mide 1 200 m, lo cual indica características opuestas a la anterior dimensión; trayendo como consecuencia cierto riesgo para la navegación nocturna de embarcaciones grandes debido a que corren el peligro de encallamiento. También existe cierto peligro para las embarcaciones menores cuando se encuentran en estas áreas con embarcaciones grandes, debido a que, a su paso forman grandes olas con el peligro de hacerlos zozobrar. El río Ucayali forma meandros simétricos y bien desarrollados, cuyo radio medio de curvatura es más de 2.5 km, tal dimensión puede variar anualmente, sobre todo si se toma en cuenta que el avance y la migración es de aproximadamente entre 50 y 60 m, valores obtenidos en base al estudio comparativo de imágenes LANDSAT de años diferentes en un mismo cuadrángulo, permite notar así que ambos cauces se encuentran desplazados uno del otro, el mínimo espacio erosionado corresponde a las paredes laterales de recorrido paralelo, mientras que el de mayor espacio erosionado comprende a los frentes de impacto del volumen de agua relacionados al arco del meandro. URBANO FLORES, FRANZ

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El cauce subhorizontal del río Ucayali divaga en una superficie subhorizontal que también está orientado de SE-NO, su ancho promedio fluctúa entre 12 y 28 km, enclavado en una planicie de material cuaternario acumulado en una depresión estructural sobre rocas paleógeno-neógenas. Los ríos tributarios cuando llegan a la planicie de inundación no son determinantes en la generación de geoformas, más bien aquellos se acomodan a la severidad del río Ucayali, como se podrá ver en el cuadrángulo de Pucallpa, el río Callería ha incrementado su longitud en más de 17 km, debido a la energía del río principal y a la acumulación de material en su desembocadura. El encauzamiento del río Ucayali se atribuye a los fallamientos reactivados durante la Fase Quechua en el Plioceno.

ANTECEDENTES DE LAS MEDICIONES HIDROMÉTRICAS Si bien es cierto que en la mayor parte de la hidrovía del río Ucayali, la información hidrométrica, tal como alturas de pelo de agua, caudales, etc., es en la práctica nula, sí existe un registro confiable al inicio de nuestra área de influencia, en la ciudad de Pucallpa, mediante las estaciones de Pucallpillo y de la Hoyada, la primera ya salió de operaciones, pero la segunda aún se mantiene siendo el MTC el encargado de la toma de datos. Así es que se realizó la revisión de la información en los siguientes registros:    

Niveles del río Ucayali (Dirección Regional de Información Agraria - MTC Transporte Acuático) Años 2002 - 2003, 2003 - 2004. Hidrometeorología, Hidrología, Cuencas e Hidrografía (MINAG). Reporte promedio mensual de niveles de ríos por campaña, estación Pucallpa,1987 - 2004. Registro de niveles de río Ucayali, estación la Hoyada, 1987 - 2004. Fuente: Información MTC, Dirección General de Transporte Acuático.

CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA: El propósito de la descripción a este nivel es proporcionar una caracterización general que integre la morfología del terreno y las características fluviales de la morfología del valle con el relieve del cauce, patrón, forma y dimensión. El Nivel I combina las influencias del clima, historia sedimentológica, y zonas de vida (arbusto desértico, alpino, etc.) con la morfología del cauce. La presencia, descripción y dimensiones de las llanuras de inundación, terrazas, abanicos, deltas y planicies de erosión laminar son algunos ejemplos de las características identificadas de los valles. La historia de la erosión y sedimentación cubre los patrones del cauce a este nivel. Inicialmente pueden esbozarse categorías generalizadas de "tipos de ríos" utilizando descripciones generales de los perfiles longitudinales, de las secciones transversales y vistas en planta del valle y cauce De acuerdo a lo planteado en el Nivel I, y de la figura que Rosgen presenta para definir el tipo de río, podemos clasificar al río Ucayali de acuerdo a la morfología de la sección transversal, morfología en planta y pendiente.longitudinales, de las secciones transversal, morfología en planta y pendiente.

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Figura 6: Clasificación de ríos de acuerdo a la morfología de la sección transversal, morfología en planta y pendiente

MORFOLOGÍA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL La forma de la sección transversal que variaría desde una corriente estrecha y profunda hasta una amplia y poco profunda puede ser inferida en este nivel general. La manera en que el cauce ha sido tallado en el valle también puede ser deducida en este nivel así como la información concerniente a las llanuras de inundación, terrazas, taludes coluviales, características de control estructural, confinamiento (contención lateral), atrincheramiento (contención vertical) y las dimensiones del valle vs. el cauce. De acuerdo a la clasificación de tipos de ríos según Rosgen, el Ucayali se encuentra clasificado entre los tipos C, E y F.  Características de los ríos tipo C: De pendiente suave, son estrechos, los cuales son más anchos y poco profundos con una llanura de inundación bien desarrollada y un valle muy extenso. Rango de pendiente dominante: < 0.02 Sinuosidad: > 1.4.  Características de los ríos tipo E: De pendiente suave. Es un tipo de río anamostosado, presentan patrones complejos, son tortuosamente meándricos. Sinuosidad: > 1.5  Características de los ríos tipo F: Tienen cauces anchos y poco profundos pero que son de tipo meándricos atrincherado, con una llanura de inundación que puede variar de pequeña a no desarrollada. Rango de pendiente dominante: < 0.02 Sinuosidad: > 1.4

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MORFOLOGÍA EN PLANTA El patrón del río es clasificado como relativamente recto (ríos tipo A), de baja sinuosidad (ríos del tipo B), meándricos (ríos del tipo C), y tortuosamente meándricos (ríos del tipo E). Los tipos de río entrecruzado o trenzado, de cauce múltiple (D) y anamostosado (F) presentan patrones complejos. La sinuosidad puede ser calculada a partir de fotografías aéreas y al igual que la pendiente sirve como una buena descripción inicial de los principales tipos de ríos. Estos patrones de los ríos han incorporado muchos procesos para alcanzar su forma actual y por consiguiente proporcionan interpretaciones de su morfología asociada. La relación de anchos del meandro es de mucho valor no sólo para la clasificación y las descripciones a nivel general, sino también para la descripción del estado más probable del patrón del cauce en los trabajos de restauración de ríos. Los valores promedio obtenidos, así como los rangos de variación para los diferentes tipos de ríos se muestran en la Figura 7

Figura 7: Relación de ancho del meandro (Belt Width/Bankfull Width) para los diferentes tiposURBANO de ríosFLORES, FRANZ 13

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Cuadro 1: resumen de los criterios descriptivos para la clasificación general tipo de rio Aa +

A

B

C

D

DA

E

F

descripcion general Muy empinado, profundamente atrincherado, ríos con transporte de escombros Ríos empinados, atrincherados, cascadas, gradas/pozas. Alta energía/ transporte de escombros asociado con suelos sedimentarios. Muy estable si el lecho es rocoso o si en el cauce predominan los bloques. Moderadamente atrincherados, gradiente moderada, cauce dominado por rápidos con pozas espaciadas irregularmente. Planta y perfil muy estables. Orillas estables. Gradiente baja, meandriformes, barras de sedimentación laterales (point-bar), rápido/ poza, cauces aluviales con llanuras de inundación extensas, bien definidas.

Cauce trenzado con barras longitudinales y transversales. Cauces muy anchos con orillas erosionables. Anastomosis (cauces múltiples) estrechos y profundos con llanuras de inundación expandidas con buena vegetación y humedales asociados. Relieve muy suave con sinuosidades altamente variables. Orillas estables Baja gradiente, meandriforme, rápido /poza, ríos con relación ancho /profundidad baja y poca deposición. Muy eficientes y estables. Relación de anchos de meandros alta. Cauce atrincherado, meandriforme, morfología tipo rápido / poza, gradientes bajas con relación ancho /profundidad alta

relacion de atrincheramiento

4.0

>2.2

12

>40

12

>12

sinuosidad

1.0 a 1.1

1.0 a 1.2

1.4

> 0.10

relieve muy alto; lecho de roca o caracteristicas de erocion / sedimentacion; flujo potencia de escombro 1. Rios profundamente atrincherados. Caidas verticales con / pozas de erocion profundas; caidas de agua.

0.02 a 0.039

>1.4

>1.5

caracteristicas de la morfologia del terreno / suelo

0.04 a 0.10

>1.2

variable

pendiente