Estudio Hidrologico_Presa Laguna Yanacocha

EXPEDIENTE TECNICO: “RECONSTRUCCIÓN DE LA REPRESA EN LA LAGUNA DE YANACOCHA DE LA LOCALIDAD DE VILLA DE PASCO, DISTRITO DE FUNDICION DE TINYAHUARCO, TINYAHUARCO, PROVINCIA DE PASCO – PASCO PASCO”

PROYECTO “REPRESAMIENTO DE LA LAGUNA YANACOCHA”

DISTRITO DE TINYAHUARCO, PROVINCIA DE PASCO DEPARTAMENTO DE PASCO

ESTUDIO HIDROLOGICO Lima, Junio 2011

ESTUDIO H HIDROLOGICO


1.0

GENERALIDADES 1.1 Introducción El afianzamiento del riego en la agricultura es un aspecto prioritario cuyo desarrollo sostenible se ve limitado por la escasez de agua y de tierras regables. Sin embargo, existe la posibilidad de incrementar en forma importante la producción agrícola si se utilizan el agua y la infraestructura disponibles, mediante una mejor operación de los sistemas de conducción, modernización de la infraestructura, un mejor mantenimiento y prácticas agrícolas más adecuadas y manejo adecuado de los recursos hídricos disponibles. En este contexto, el presente trabajo está orientado a la elaboración del estudio hidrológico hidrológico con fines de almacenamiento de las aguas que discurren por la quebrada Yanacocha, hacia la Laguna del mismo nombre y es la principal fuente de abastecimiento de agua para la localidad de Villa de Pasco, el cual es utilizado tanto para las actividades agropecuarias como para el consumo humano.

1.2 Ob je jetivos El objetivo del presente estudio consiste en evaluar el potencial de los recursos hídricos de la microcuenca Yanacocha, donde se encuentra emplazada la obra de almacenamiento de agua con fines agrícolas y uso poblacional (aguas abajo del vaso de la laguna Yanacocha). Para tal efecto se desarrollaron trabajos de campo y de gabinete referido a: 

    

2.0

Determinación de las características físicas y climáticas de la microcuenca. Análisis del comportamiento de las variables hidrológicas Determinación de la disponibilidad hídrica de la microcuenca. Determinación de la demanda agrícola Análisis de agua con fines de riego Determinación del volumen de almacenamiento y la altura de presa proyectada

METODOLOGIA EE IINFORMACION B BASICA 2.1 Metodologí a La metodología empleada para la elaboración del presente estudio comprende las siguientes fases: Fase 1: Recopilación de Información Disponible y Análisis Bibliográfico Comprende el acopio de información de trabajos similares a nivel nacional y regional, así como el material cartográfico, imágenes satelitales, datos meteorológicos e hidrológicos, entre otros. El análisis bibliográfico ha consistido en la consulta y revisión de distintas referencias bibliográficas, relacionadas con el desarrollo del presente estudio. Fase 2: Trabajo de Campo En esta etapa se han realizado mediciones de caudal y toma de muestra de agua del cauce principal de la laguna. La observación y reconocimiento de campo nos ha permitido un entendimiento cabal del de la geomorfología y funcionamiento hídrico de la microcuenca, con la finalidad de:



1.0

GENERALIDADES 1.1 Introducción El afianzamiento del riego en la agricultura es un aspecto prioritario cuyo desarrollo sostenible se ve limitado por la escasez de agua y de tierras regables. Sin embargo, existe la posibilidad de incrementar en forma importante la producción agrícola si se utilizan el agua y la infraestructura disponibles, mediante una mejor operación de los sistemas de conducción, modernización de la infraestructura, un mejor mantenimiento y prácticas agrícolas más adecuadas y manejo adecuado de los recursos hídricos disponibles. En este contexto, el presente trabajo está orientado a la elaboración del estudio hidrológico hidrológico con fines de almacenamiento de las aguas que discurren por la quebrada Yanacocha, hacia la Laguna del mismo nombre y es la principal fuente de abastecimiento de agua para la localidad de Villa de Pasco, el cual es utilizado tanto para las actividades agropecuarias como para el consumo humano.

1.2 Ob je jetivos El objetivo del presente estudio consiste en evaluar el potencial de los recursos hídricos de la microcuenca Yanacocha, donde se encuentra emplazada la obra de almacenamiento de agua con fines agrícolas y uso poblacional (aguas abajo del vaso de la laguna Yanacocha). Para tal efecto se desarrollaron trabajos de campo y de gabinete referido a: 

    

2.0

Determinación de las características físicas y climáticas de la microcuenca. Análisis del comportamiento de las variables hidrológicas Determinación de la disponibilidad hídrica de la microcuenca. Determinación de la demanda agrícola Análisis de agua con fines de riego Determinación del volumen de almacenamiento y la altura de presa proyectada

METODOLOGIA EE IINFORMACION B BASICA 2.1 Metodologí a La metodología empleada para la elaboración del presente estudio comprende las siguientes fases: Fase 1: Recopilación de Información Disponible y Análisis Bibliográfico Comprende el acopio de información de trabajos similares a nivel nacional y regional, así como el material cartográfico, imágenes satelitales, datos meteorológicos e hidrológicos, entre otros. El análisis bibliográfico ha consistido en la consulta y revisión de distintas referencias bibliográficas, relacionadas con el desarrollo del presente estudio. Fase 2: Trabajo de Campo En esta etapa se han realizado mediciones de caudal y toma de muestra de agua del cauce principal de la laguna. La observación y reconocimiento de campo nos ha permitido un entendimiento cabal del de la geomorfología y funcionamiento hídrico de la microcuenca, con la finalidad de:









Conocer el comportamiento hidrológico o funcionamiento de la microcuenca como un sistema natural de suma de recursos hídricos. Conocer la caracterización de la microcuenca según sus parámetros geomorfológicos, que junto a la observación de su cobertura vegetal y suelos en general, ha conllevado a la validación de diferentes parámetros como el coeficiente de escorrentía. Realizar mediciones de caudal de la quebrada principal y tomar muestra para la determinación de la calidad del agua.

Fase 3: Trabajo de Laboratorio: Comprende el análisis del agua con fines de riego, principalmente, y otros usos. Los análisis se realizaron de acuerdo a las normas establecidas e interpretadas en base a directrices reconocidas nacional e internacionalmente. Fase 4: Trabajo de Gabinete: Comprende el procesamiento de datos de campo y de toda la información técnica, para determinar la disponibilidad hídrica, la demanda agrícola y poblacional y el volumen de embalse requerido para satisfacer estas demandas. 2.2 Información B Básica La información básica que se utilizo para el análisis hidrológico proviene de registros de estaciones meteorológicas del SENAMHI y Cartas Nacionales del Instituto Nacional Geográfico Nacional (IGN). Información Hidrometeorológica: La información básica hidrometeorológica utilizada en el trabajo está referido a: 



Precipitación mensual y máxima en 24 horas de la estación meteorológica Cerro de Pasco. Temperatura media mensual, humedad relativa media mensual, evaporación total mensual, dirección predominante y velocidad media mensual del viento de la estación climatológica Cerro de Pasco.

Información Cartográfica: La información cartográfica básica para el estudio, ha consistido en: 



3.0

La información cartográfica empleada consiste de cartas nacionales a escala 1/100,000 (Cerro de Pasco 22-k), elaboradas por el Instituto Geográfico Nacional – IGN IGN y planos topográficos a escala 1/25,000 obtenidos del Proyecto Especial de Titulación de Tierras PETT, del Ministerio de Agricultura. Para un mejor manejo de esta información cartográfica, ha sido digitalizada como un Sistema de Información Geográfico (SIG), con asistencia del programa de cómputo ARCGIS. Levantamiento Topográfico de la zona del vaso del embalse, escala 1:1,000, con curvas de nivel cada 1m.

DESCRIPCION D DEL A AREA D DE EESTUDIO 3.1

Ubicación H Hidrográfica, G Geográfica y y P Polí tica



Ubicación Hidrográfica Cuenca : Río San Juan Sub-Cuenca : Río Ocshapampa Micro-Cuenca: Quebrada Yanacocha Ubicación Geográfica Latitud Sur : 10º 46’ 24” - 10º 43’ 17” Longitud Oeste : 76º 13’ 40” - 76º 11’ 18” Variación Altitudinal : 4,246 - 4,500 msnm. Ubicación Política Región : Pasco Departamento: Pasco Provincia : Pasco Distrito : Tinyahuarco

Figura Nº 01: Imagen Satelital de la Ubicación del Proyecto



Fig. N Nº 0 02: U Ubicación P Política d del Pr o ecto

3.2

Ví as d de A Acceso ESTUDIO H HIDROLOGICO

EXPEDIENTE TECNICO: “RECONSTRUCCIÓN DE LA REPRESA EN LA LAGUNA DE YANACOCHA DE LA LOCALIDAD DE VILLA DE PASCO, DISTRITO DE FUNDICION DE TINYAHUARCO, PROVINCIA DE PASCO – PASCO”

El acceso por vía terrestre desde la ciudad de Lima al área del proyecto es a través de la carretera central y la carretera Oroya-Pasco la cuales son vías asfaltadas, hasta llegar a la localidad de Villa de Pasco y de esta hasta la laguna Yanacocha mediante una trocha carrozable de aproximadamente 10 Km. El tiempo estimado en que se llega desde la ciudad de Pasco hasta el área del proyecto es de 45 minutos.

4.0

CARACTERISTICAS FFISICAS Y Y C CLIMATOLOGICAS D DEL P PROYECTO Las características físicas y funcionales de una cuenca hidrográfica pueden ser definidas como los diversos factores que determinan la naturaleza de la descarga del curso de agua. El conocimiento de estas características, para la microcuenca en estudio, son muy importantes por las siguientes razones: a) Para establecer comparaciones con otras cuencas o microcuencas hidrográficas. b) Para interpretar de forma clara los fenómenos pasados. c) Para efectuar previsiones de descarga de las quebradas. Estos factores, que determinan la naturaleza de descarga de los ríos, pueden ser agrupados en factores que dependen de las características físicas y de uso de la cuenca hidrográfica o factores fisiográficos y factores que dependen del clima, factores climáticos.

4.1 Caracterí sticas FFisiográficas Las características fisiográficas de las subcuencas pueden ser explicadas a partir de ciertos parámetros o constantes que se obtienen del procesamiento de la información cartográfica y conocimiento de la topografía de la zona de estudio. 4.1.1 Limite d de lla M Microcuenca El límite de una cuenca está definido por una línea formada por los puntos de mayor nivel topográfico, llamada divisoria (divortio aquarum), que divide las precipitaciones que caen en cuencas vecinas y que encamina la escorrentía superficial resultante para el cauce o quebrada principal. La divisoria sigue una línea rígida alrededor de la Microcuenca, atravesando el curso de agua solamente en el punto de salida y uniendo los puntos de cota máxima entre cuencas o microcuencas, lo que no impide que en el interior de la microcuenca existan picos aislados con cotas superiores a algunos puntos de la divisoria (Ver Anexo 06). 4.1.2 Área d de lla M Microcuenca El área de la microcuenca o área de drenaje es el área plana (proyección horizontal) comprendido dentro del límite o divisoria de aguas. El área de la Microcuenca es el elemento básico para el cálculo de las otras características físicas y se ha expresado en km 2. Es importante mencionar que microcuencas hidrográficas con la misma área pueden tener comportamientos hidrológicos completamente distintos en función de los otros factores que intervienen. La microcuenca en estudio tiene un área de drenaje de 14.04 Km 2. 4.1.3 Forma d de lla M Microcuenca La forma superficial de una cuenca hidrográfica es importante debido a que influye en el valor del tiempo de concentración, definido como el tiempo necesario para que toda la cuenca contribuya al flujo en la



sección en estudio, a partir del inicio de la lluvia o, en otras palabras, tiempo que tarda el agua, desde los límites de la cuenca, para llegar a la salida de la misma. Existen varios índices utilizados para determinar la forma de las cuencas, buscando relacionarlas con formas geométricas conocidas; así el coeficiente de compacidad la relaciona con un círculo y el factor de forma con un rectángulo.

Factor d de FForma El factor de forma (K f) es la relación entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud axial de la cuenca (L) se mide siguiendo el curso del agua más largo desde la desembocadura hasta la cabecera más distante en la cuenca. El ancho medio ( L ) se obtiene dividiendo el área de la cuenca por la longitud de la cuenca: A K f 

L L

 L  L

A L2 .

Donde: Kf= factor de forma A=área de la cuenca (Km 2) L= Longitud de max. Recorrido de la cuenca (Km) El factor de forma constituye otro índice indicativo de la mayor o menor tendencia de avenidas en la microcuenca. Una cuenca con un factor de forma bajo está menos sujeta a inundaciones que otra del mismo tamaño pero con mayor factor de forma. Esto se debe al hecho de que en una cuenca estrecha y larga, con factor de forma bajo, hay menos posibilidad de ocurrencia de lluvias intensas cubriendo simultáneamente toda su extensión; y también la contribución de los tributarios alcanza el curso de agua principal en varios puntos a lo largo del mismo, alejándose, por lo tanto, de la condición ideal de la cuenca circular donde la concentración de todo el flujo de la cuenca se da en un solo punto. El factor de forma de la microcuenca en estudio se ha estimado en 0.46.

Coeficiente d de C Compacidad Conocida también como el índice de Gravelius (Kc), Parámetro adimensional que relaciona el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área que el de la cuenca. Este parámetro, al igual que el anterior, describe la geometría de la cuenca y está estrechamente relacionado con el tiempo de concentración del sistema hidrológico. Las cuencas redondeadas tienen tiempos de concentración cortos con gastos pico muy fuertes y recesiones rápidas, mientras que las alargadas tienen gastos pico más atenuados y recesiones más prolongadas. K c 

P 2 R

 0.28

P A

Donde: Kc=coeficiente de compacidad P=perímetro de la cuenca (Km) A= área de la cuenca (Km 2)



Podría mencionarse que un factor de forma alto o un coeficiente de compacidad cercana a 1 (cuenca circular), describe una cuenca que tiene una respuesta de cuenca rápida y empinada. Contrariamente, un factor de forma bajo o un coeficiente de compacidad mucho mayor que 1 describe una cuenca con una respuesta de escorrentía retardado. Sin embargo muchos otros factores, incluyendo el relieve de la cuenca, cobertura vegetativa, y densidad de drenaje son usualmente más importantes que la forma de la cuenca, con sus efectos combinados que no son fácilmente percibidos. En el presente estudio, el coeficiente de compacidad de 1.25 indica que la microcuenca se asemeja a la forma circular y por lo tanto los tiempos de concentración de los diferentes puntos de la microcuenca son similares que conlleva a una mayor posibilidad de que se presenten caudales picos.

4.1.4 Relieve d de lla M Microcuenca El relieve de la cuenca hidrográfica tiene gran influencia sobre los factores meteorológicos e hidrológicos, pues la velocidad de la escorrentía superficial es determinada por la pendiente de la cuenca, mientras que la temperatura, la precipitación, la evaporación y otras variables meteorológicas son funciones de la altitud de la cuenca. Es muy importante, por lo tanto, la determinación de las curvas características del relieve de la Microcuenca en estudio. Elevación M Media d de lla C Cuenca La variación de la altitud y la elevación media de una cuenca son importantes por la influencia que ejercen sobre la precipitación, sobre las pérdidas de agua por evaporación y transpiración y, consecuentemente, sobre el caudal medio. Variaciones grandes de altitud conllevan diferencias significativas en la precipitación y la temperatura media, la cual, a su vez, causan variaciones en la evapotranspiración. Para su cálculo se ha utilizado la siguiente ecuación:

E 

 ea A

Donde: E= es la elevación media e=elevación media entre dos curvas de nivel consecutivo a=área entre las curvas de nivel (Km2) A= área total de la cuenca (Km 2)



Cota (m.s.n.m)

Cota media (e) (m.s.n.m)

area (a) (Km2)

e*a

4225

-

4250

4237.5

0.52

2209.415

4250

-

4275

4262.5

0.50

2121.573

4275

-

4300

4287.5

1.90

8146.250

4300

-

4325

4312.5

1.43

6131.125

4325

-

4350

4337.5

1.79

7698.518

4350

-

4375

4362.5

1.43

6195.056

4375

-

4400

4387.5

1.74

7592.087

4400

-

4425

4412.5

1.20

5257.347

4425

-

4450

4437.5

1.10

4836.069

4450

-

4475

4462.5

1.02

4573.100

4475

-

4500

4487.5

0.56

2514.593

4500

-

4525

4512.5

0.61

2733.310

4550

4537.5

0.25

1150.194

4525

Los resultados indican que la altitud media de la microcuenca es de 4356 msnm.

Pendiente d de lla C Cuenca Es el promedio de las pendientes de la cuenca, es un parámetro muy importante que determina el tiempo de concentración y su influencia en las máximas crecidas y en el potencial de degradación de la cuenca, sobre todo en terrenos desprotegidos de cobertura vegetal. Existen variadas metodologías, tanto gráficas como analíticas, que permiten estimar la pendiente de la cuenca. Dentro de las metodologías gráficas, la más recomendada por su grado de aproximación es el Método de HORTON y dentro de las analíticas la que se expresa mediante la siguiente ecuación:

S c 

C

n

l  A

i

i 1

Donde: Sc = Pendiente de la cuenca C = Equidistancia entre curvas de nivel (Km.) A = Área de la cuenca (Km 2) li = Longitud de cada curva de nivel (Km)

Pendiente d del C Cauce P Principal Es el promedio de las pendientes del cauce principal. El agua de lluvia se concentra en los lechos fluviales después de escurrir por la superficie de la microcuenca en dirección a la desembocadura o salida. La pendiente del curso de agua influye en los valores de descarga de un río de forma significativa, pues la velocidad con que la contribución de la cabecera alcanza la salida depende de la pendiente de los canales fluviales. Así, cuanto mayor la pendiente, mayor será la velocidad de flujo y más pronunciados y estrechos los hidrogramas de avenidas. Este parámetro también se relaciona directamente con la magnitud del socavamiento o erosión en profundidad y con la capacidad de



transporte de sedimentos en suspensión y de arrastre. Dependiendo de la pendiente, existirán tramos críticos de erosión y tramos críticos de sedimentación, los primeros relacionados con las mayores pendientes y la segunda con las mínimas. La metodología más recomendada para determinar la pendiente promedio del cauce principal está basada en el uso del perfil longitudinal y mediante la expresión siguiente:

   li So   n i 1 li  1/ 2   i 1 ( Si) n

     

2

Donde: So = Pendiente del cauce principal li = Longitud de cada tramo de pendiente Si (Km) n = Número de tramos de similar pendiente En general, la pendiente del cauce principal es mucho menor que la pendiente de la cuenca.

4.1.5 Sistema d de D Drena je je El sistema de drenaje de la Microcuenca están constituidos por el cauce principal y sus tributarios; el estudio de sus ramificaciones y el desarrollo del sistema es importante, pues indica la mayor o la menor velocidad con que el agua deja la cuenca hidrográfica. Longitud d de m máximo rrecorrido Es la medida de la mayor trayectoria de las partículas del flujo comprendida entre el punto más bajo del colector común, conocido como punto emisor, y el punto más alto o inicio del recorrido sobre la línea de divortio aquarum. Este parámetro tiene relación directa con el tiempo de concentración de la cuenca, el mismo que depende de la geometría de la cuenca, de la pendiente del recorrido y de la cobertura vegetal. La microcuenca de estudio tiene una longitud de máximo recorrido de 5.52 Km.

Tipos d de C Corrientes Una manera comúnmente usada para clasificar los cursos de agua es tomar como base la permanencia del flujo con lo que se determina tres tipos: (1) Perennes, que contienen agua durante todo el tiempo. (2) Intermitentes, en general, escurren durante las estaciones lluviosas y secan durante el período de estiaje. (3) Efímeros, que existen apenas durante o inmediatamente después de los períodos de precipitación.



Densidad d de D Drena je je Una buena indicación del grado de desarrollo del sistema de drenaje, de la microcuenca, está dada por el índice llamado densidad de drenaje Dd. Una densidad de drenaje alta refleja una respuesta de escorrentía rápida y empinada, mientras que una densidad de drenaje baja es característica de una escorrentía tardía. Este índice está expresado por la relación entre la longitud total, (L), de los cursos de agua (sean estas efímeras, intermitentes o perennes) de la microcuenca y el área total (A): Dd 

L

A Para el presente estudio el valor de densidad de drenaje es 0.64, que da una indicación de la baja eficiencia de drenaje de la microcuenca.

En el cuadro Nº 01 se presenta los valores de las características fisiográficas de la microcuenca Yanacocha.

Cuadro Nº 01: Características Fisiográficas de la Microcuenca Yanacocha DESCRIPCION

SIMBOLO

Valores

Unidad 2

Area

A

14.04

Km

Longitud max. Recorrido

L

5.52

Km

Coef. De forma

Kf

0.46

Perímetro

P

16.58

Kc

1.25

Dist entre curvas

C

0.025

Pendiente de la cuenca

Sc

0.20

Coef. De compacidad

Sumatoria long. De curva

li

Cota maxima Altitud media

E

Cota minima

Km

Km

112.34

Km

4475.00

m.s.n.m

4356.00

m.s.n.m

4247.00

m.s.n.m

Pendiente del cauce principal

So

0.04

Longitud total red drenaje

Lt

8.94

Densidad de drenaje

Dd

0.64

Km

4.2 Clima y y M Meteorologí a El clima, definido como los procesos de intercambio de calor y humedad entre la tierra y la atmósfera a través de un largo período de tiempo, constituye un aspecto importante en el presente estudio. Los elementos de base utilizados en la evaluación del clima son los diversos elementos meteorológicos (temperatura, precipitación, evaporación, humedad relativa, vientos, entre otros), cuyos registros están a cargo del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI); y eventualmente las mismas empresas que instalan y operan sus estaciones climatológicas.



Las características climáticas expresadas a través de sus diversos elementos, tienen marcadas diferencias en el tiempo y el espacio. Por esta razón es importante conocer la variación temporal de los parámetros, llegando de esta forma a determinar los meses de máximas, mínimas y meses de transición, si el período de análisis es un año. Si el período de análisis es mayor, se puede determinar los años húmedos, secos o promedios. Una representación numérica y/o gráfica facilita la comprensión de dicha variación.

4.2.1 Información D Disponible La información básica para la caracterización del clima y la meteorología del área de estudio, proviene de registros de estaciones climáticas y pluviométricas a cargo del SENAMHI (Anexo 01). La estación que se encuentra cercana al área de estudio es la de Cerro de Pasco. En el Cuadro Nº 02 se presenta las principales características de la estación considerada para el análisis de la caracterización climática y meteorológica. Para la estación considerada se indica el nombre, tipo, coordenada geográfica, ubicación política y período de registro. Cuadro Nº 02: Información Meteorológica de la Estación Cerro de Pasco

Ubicación

Estación Latitud

Cerro de 10°41' S Pasco

L ongitud

76°15' W

Distrito

Chaupimarca

Provi ncia

Pasco

Departamento

Pasco

Altitud (msnm)

4260

Variables

Periodo de Registro

Precipitacion Total Mensual

1975 - 2008

Temperatura

19 93 - 200 8

Humedad Relativa

2001 - 2008

Evaporacion

19 55 - 196 4

Velocidad del Viento

2001 - 2008

4.2.2 Precipitación Es una componente fundamental del ciclo hidrológico y se toma como el inicio de los análisis de las componentes. La precipitación al igual que la temperatura es un parámetro dependiente de la variación altitudinal. La zona del proyecto, por encontrarse en la sierra central del país, tiene un régimen de precipitaciones estacional, en el que se esperan meses lluviosos (época de avenidas) a medida que se acerca el verano, y períodos prolongados de meses secos al concluir esta estación (época de estiaje). Para la determinación de la precipitación total mensual y anual se ha hecho el análisis de los datos de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el Cuadro Nº 03.



Cuadro Nº 03: Precipitación Total Mensual y Anual (mm) - Estación Cerro de Pasco AÑO

ENE.

FEB.

MAR.

ABR.

MAY.

JUN.

JUL

AGO.

SET.

OCT.

NOV.

DIC.

TOTAL

1975

122.0

207.0

166.0

65.0

S/D

18.5

15.5

30.0

52.5

59.0

62.3

145.5

943.30

1976

S/D

41.8

S/D

S/D

340.0

211.0

63.0

191.0

180.0

123.0

86.0

213.0

1,448.80

1977

256.0

276.0

223.0

76.0

57.0

17.0

14.0

95.0

50.0

90.0

180.0

72.0

1,406.00

1979

S/D

134.0

304.0

S/D

59.0

3.0

S/D

S/D

88.0

97.0

209.0

152.0

1,046.00

1980

215.0

272.0

287.0

S/D

69.0

S/D

67.4

39.0

64.0

314.0

260.0

289.0

1,876.40

1981

381.0

543.0

231.0

171.0

40.0

26.0

6.0

159.0

94.0

250.0

438.0

230.0

2,569.00

1983

309.0

197.0

310.0

178.0

S/D

92.0

30.0

46.0

110.0

206.0

269.6

226.0

1,973.60

1984

252.0

434.0

272.0

102.0

42.0

55.0

31.0

57.0

68.0

132.0

220.0

90.0

1,755.00

1985

136.0

92.0

142.0

S/D

26.0

48.0

68.0

44.0

S/D

10.0

161.0

139.0

866.00

1986

261.0

202.0

200.0

85.0

69.0

24.0

15.0

119.0

174.0

222.0

234.0

262.4

1,867.40

1987

239.9

157.9

150.9

51.9

73.9

36.7

41.2

31.4

67.9

88.3

101.3

164.6

1,205.90

1988

232.2

153.1

122.7

140.8

33.7

7.2

0.0

12.6

46.8

210.6

165.2

241.7

1,366.60

1989

195.5

162.2

222.0

102.4

31.9

91.4

24.9

36.4

110.4

114.0

96.3

75.8

1,263.20

1990

60.2

157.1

129.0

69.1

52.5

74.3

7.3

12.6

97.1

102.7

172.7

179.1

1,113.70

1991

89.5

44.2

219.7

66.7

44.7

47.5

12.1

0.7

57.6

163.0

128.2

58.4

932.30

1992

100.0

78.1

106.0

76.0

8.5

29.9

3.2

48.5

60.8

93.2

S/D

S/D

604.20

1993

S/D

140.5

170.7

139.9

64.9

1.9

12.0

41.9

53.6

218.1

254.1

207.4

1,305.00

1994

234.8

194.6

149.2

109.1

69.2

47.5

51.8

32.0

54.4

121.0

103.1

133.2

1,299.90

1995

109.0

109.1

196.7

72.2

40.2

6.2

7.4

0.6

48.4

88.4

129.1

105.9

913.20

1998

91.5

214.2

112.0

72.2

15.7

11.4

0.0

1.5

25.4

130.5

103.7

69.0

847.10

1999

135.6

176.8

146.3

68.9

32.5

21.6

5.9

3.3

87.4

70.7

116.6

124.0

989.60

2000

189.1

153.1

132.5

42.8

43.6

5.5

11.4

29.0

25.1

118.2

48.2

114.0

912.50

2001

178.9

142.9

160.0

52.7

62.0

5.7

32.4

13.3

34.5

97.8

88.9

163.6

1,032.70

2002

37.0

172.5

150.1

72.8

44.3

10.9

41.7

11.6

52.0

136.2

102.3

131.8

963.20

2003

124.2

125.6

174.7

114.0

39.2

26.2

5.0

20.2

50.7

24.8

98.4

141.9

944.90

2004

69.6

163.9

69.1

62.0

36.7

30.6

24.0

29.6

112.6

88.7

130.8

151.5

969.10

2005

93.6

138.4

159.2

53.3

12.2

6.8

7.8

20.3

32.2

79.7

85.9

85.3

774.70

2006

97.2

110.4

150.4

97.0

13.3

37.9

5.6

15.1

62.7

169.0

134.2

126.4

1,019.20

2007

92.8

76.4

183.9

80.5

63.9

0.0

17.1

5.4

30.4

88.0

101.1

97.4

836.90

2008

135.8

94.1

50.2

63.7

11.6

26.8

6.2

13.2

58.4

103.3

S/D

S/D

563.30

543.0

310.0

178.0

340.0

211.0

68.0

191.0

180.0

314.0

PROMEDIO 164.39 172.13 175.53 87.88

53.45

35.19

21.62

39.97

70.65

126.97 152.86 149.64

8.50

0.00

0.00

0.60

25.10

10.00

MAXIMO MINIMO

381.0

37.00

41.80

50.20

42.80

438.0

48.20

289.0

58.40

2569.0 1186.96 563.30



Figura Nº 03: Diagrama de Precipitación media mensual (mm) PRECIPITACION MENSUAL Estacion: Cerro de Pasco

Pp(mm) 600.00

500.00

400.00

300.00

200.00

100.00

0.00 ENE.

FEB.

MAR.

ABR.

MAY.

JUN.

JUL

AGO.

SET.

OCT.

NOV.

DIC.

MESES P ROM

M AX

M IN

De la Figura Nº 03 se observa que la estación más lluviosa se da entre los meses de octubre a marzo y la estación seca o de estiaje se produce entre los meses de abril a setiembre. A nivel medio mensual se registran precipitaciones que van desde 21.62 mm (Julio) hasta 175.53 mm (Marzo). Así se tiene valores máximos que ascienden hasta 543.0 mm (Febrero) y valores mínimos que descienden hasta 0 mm a lo largo del año. El promedio anual es de 1186.96 mm.

4.2.3 Temperatura Ejercen influencia sobre la temperatura: La variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura. A través de la primera parte de la atmósfera, llamada troposfera, la temperatura decrece normalmente con la altura. Este decrecimiento de la temperatura con la altura recibe la denominación de Gradiente Vertical de Temperatura (G.V.T.), definido como un cociente entre la variación de la temperatura y la variación de altura, entre dos niveles. En la troposfera el G.V.T. medio es de aproximadamente 6,5° C / 1000 m. Para el análisis de la temperatura media mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el cuadro Nº 04 y Figura N° 04.



Cuadro Nº 04: Temperatura Media Mensual y Anual (ºC) – Estación Cerro de Pasco AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

ANUAL

1993

S/D

5.2

4.2

4.7

4.8

4.7

4.2

3.9

4.1

3.7

4.8

5.1

4.49

1994

5.1

4.5

5.1

5

4.6

3.2

3.4

3.4

4.7

4.9

5.4

6.2

4.63

1995

5.6

5.9

5.6

5.8

5.3

5

5

5

5

5.8

5.7

5.6

5.44

1996

6.7

7.2

7.4

7.5

6.4

5.1

4.1

5.1

5.6

6.1

5.9

6

6.09

1999

5.6

5.3

5.4

5.1

5

4.6

3.6

4.1

4.5

4.7

5.7

5.5

4.93

2000

4.8

4.4

4.7

4.5

4.6

5.2

4

4.4

5.4

5.3

6

5.4

4.89

2001

5.1

5.6

5.6

5.1

5.3

3.6

4.1

3.3

4.8

6.1

6.2

6.2

5.08

2002

6.5

5.9

5.8

5.8

5.3

4.1

4.2

4.2

5.1

5.4

5.7

6

5.33

2003

6.5

6.1

5.5

5.9

5.5

4.9

4.1

4.2

5

5.9

5.9

5.8

5.44

2004

6.2

6.2

6.2

5.8

5.6

3.8

4.1

3.6

4.2

5.6

6.1

6.2

5.30

2005

6.4

6.5

6.2

6.2

5.9

5

4.4

4.5

5.6

6

6.1

5.9

5.73

2006

6.1

6.3

6

5.8

5.2

4.7

3.8

5

4.9

5.9

6

6.1

5.48

2007

6

5.6

5.1

5.2

5

4.2

3.8

4.6

4.3

5

5.3

5.4

4.96

2008

5.1

5

4.8

4.9

4.6

4.3

4

4.8

4.9

5.4

S/D

S/D

4.78

6.70

7.20

7.40

7.50

6.40

5.20

5.00

5.10

5.60

6.10

6.20

6.20 6.09

PROMEDIO 5.82

5.69

5.54

5.52

5.22

4.46

4.06

4.29

4.86

5.41

5.75

5.80 5.18

4.40

4.20

4.50

4.60

3.20

3.40

3.30

4.10

3.70

4.80

5.10 4.49

MAXIMO MINIMO

4.80

De la Figura Nº 04 se aprecia que las mayores temperaturas medias se presentan en los meses de diciembre a marzo, mientras que la estación más fría corresponde a los meses de junio a agosto, siendo el mes de julio el que presenta las menores temperaturas entre 4.06 °C, estas temperaturas bajas generan en las noches las heladas típicas del clima de la sierra.

Figura Nº 04: Diagrama de Temperatura media mensual (mm) TEMPERATURA MENSUAL Estacion: Cerro de Pasco

T(ºC) 8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00 ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

MESES P ROM

M AX

M IN



4.2.4 Humedad R Relativa La humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica. Debido a que durante los meses de invierno se presentan cielos muy despejados, éste parámetro está fuertemente influenciado por la estacionalidad y es inversamente proporcional a la temperatura, presentando los valores más altos en los meses de Enero a Marzo, mientras que los valores mínimos ocurren en la época de estiaje. Para el análisis de la humedad relativa promedio mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el Cuadro Nº 05 y Figura N° 05.

Cuadro Nº 05: Humedad Relativa Media Mensual y Anual (%) – Estación Cerro de Pasco AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

ANUAL

2001

88

88

87

84

84

83

84

83

84

83

85

83

84.7

2002

83

88

88

86

86

86

87

86

86

87

87

86

86.3

2003

86

87

88

88

87

85

86

86

85

83

83

87

85.9

2004

83

86

86

86

84

83

83

81

83

84

84

83

83.8

2005

82

84

86

85

83

82

80

80

82

84

83

85

83.0

2006

85

86

87

86

84

85

85

85

84

85

85

85

85.2

2007

76.8

75.1

79.4

77

72.9

71.3

72.3

70.6

75.6

75.4

74.6

74

74.6

2008

78.9

77.7

77.2

75.1

72.4

72

72.1

68.1

70.9

74.5

S/D

S/D

73.9

MAXIMO

88.0

88.0

88.0

88.0

87.0

86.0

87.0

86.0

86.0

87.0

87.0

87.0 86.3

PROMEDIO 82.8

84.0

84.8

83.4

81.7

80.9

81.2

80.0

81.3

82.0

83.1

83.3 82.2

75.1

77.2

75.1

72.4

71.3

72.1

68.1

70.9

74.5

74.6

74.0 73.9

MINIMO

76.8

Figura Nº 05: Diagrama de Humedad Relativa media mensual (%) HUMEDAD RELATIVA MENSUAL Estacion: Cerro de Pasco

H.R(%) 100.00

90.00

80.00

70.00

60.00

50.00 ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

MESES PROM

M AX

M IN



De la Figura Nº 05 se tiene que los mayores porcentajes de humedad relativa se presentan en los meses de enero a marzo, debido a que se presentan en estos meses una radiación solar alta la cual evapora gran cantidad del agua precipitada y de escorrentía superficial lo que aumenta la cantidad de vapor de agua en el aire circundante. Los menores porcentajes de humedad relativa se presentan entre los meses de julio a setiembre.

4.2.5 Evaporación Este proceso presenta dos aspectos: el físico y el fisiológico. El primero es el que se conoce mejor y tiene lugar en todos los puntos en que el agua está en contacto con el aire no saturado, sobre todo en las grandes superficies líquidas: mares, lagos, pantanos, estanques, charcas y ríos. Por su parte, la evaporación fisiológica también es importante y corresponde a la transpiración de los vegetales, la cual restituye a la atmósfera una gran cantidad de agua, que primero había sido absorbida. Para el análisis de la evaporación total mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el Cuadro Nº 06 y Figura N° 06.

Cuadro Nº 06: Evaporación Media Mensual y Anual (mm) – Estación Cerro de Pasco AÑO

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

ANUAL

1955

43.1

28.5

18.8

20.3

28.1

33.3

32.9

32.7

37.1

38.9

34.7

32.5

380.9

1956

27.1

19.9

25.3

21.3

38.6

41.2

45.8

53.9

39.1

35.8

48.1

51.5

447.6

1957

33.8

20.9

33.6

28.7

35.9

39.5

52.6

S/D

S/D

S/D

39.7

37.3

322.0

1958

34.7

22.5

25.6

31

35.3

47.5

S/D

S/D

S/D

S/D

S/D

S/D

196.6

1959

S/D

S/D

28.8

21.9

28.6

36.6

47.8

43.4

31.7

29.7

34.1

26.7

329.3

1960

31.5

24.5

32.4

20.9

31.6

40.2

40

40.4

31.9

36.7

26.9

40.9

397.9

1962

24.1

20.3

23.6

28.3

38.1

49

41.7

44.1

34.1

40.6

34.6

34.5

413.0

1963

22.1

19.8

25.4

28.8

38.3

S/D

47.8

49.9

36.3

30.9

24.3

35.6

359.2

1964

32.6

31.5

24.6

34.7

37.8

43.4

46.6

38.1

40.2

32.1

27

S/D

388.6

MAXIMO

43.1

31.5

33.6

34.7

38.6

49.0

52.6

53.9

40.2

40.6

48.1

51.5

447.6

PROMEDIO

31.1

23.5

26.5

26.2

34.7

41.3

44.4

43.2

35.8

35.0

33.7

37.0

359.5

MINIMO

22.1

19.8

18.8

20.3

28.1

33.3

32.9

32.7

31.7

29.7

24.3

26.7

196.6

La mayor evaporación promedio corresponde al período de junio a agosto con valores del orden de 41.3 a 44.4 mm. Mientras que las menores evaporaciones promedio corresponde al período de febrero a abril que es la época de avenidas donde las constantes lluvias disminuyen la capacidad de evaporación de los cuerpos de agua.



Figura Nº 06: Diagrama de Evaporación media mensual (%) EVAPORACION MENSUAL Estacion: Cerro de Pasco

E(mm) 60.00

50.00

40.00

30.00

20.00

10.00 ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

MESES PROM

MAX

M IN

4.2.6 Velocidad d del V Viento El viento es el movimiento de aire en la superficie terrestre. Es generado por la acción de gradientes de presión atmosférica producida por el calentamiento diferencial de las superficies y masas de aire. La superficie de la tierra se calienta por la radiación solar, esta radiación solar no se recibe con la misma intensidad en todas las zonas del planeta como lo observamos en el capítulo de radiación, lo que origina un calentamiento desigual de las masas de aire. El aire de las capas atmosféricas más bajas se calienta bajo la influencia de la superficie terrestre, siendo su calentamiento más o menos intenso según la temperatura que alcanzan las diferentes zonas de la superficie terrestre con las que se mantiene en contacto. Las dos características fundamentales del viento son la Dirección y la Velocidad. La dirección es el punto del horizonte de donde viene el viento y la velocidad es espacio recorrido por unidad de tiempo (m/s; Km/h). Para el análisis de la velocidad del viento se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en los cuadro Nº 07.



Cuadro Nº 07: Dirección Predominante y Velocidad media mensual del viento (m/s) – Estación Cerro de Pasco

Figura Nº 07: Rosa de Vientos

5.0

ANALISIS D DE P PRECIPITACIONES La precipitación en la zona de estudio es la fuente de agua más importante para la agricultura, dentro de la microcuenca, ya que la mayor parte de áreas agrícolas se encuentran bajo secano. Por consiguiente, estudiar la distribución de la precipitación en el espacio y



en el tiempo constituye uno de los aspectos más importantes del estudio hidrológico. Para el presente análisis se ha utilizado la información registrada en la estación pluviométrica de Cerro de Pasco ubicada a 4260 m.s.n.m., estación que esta próxima a la microcuenca analizada, para un periodo de registro de 30 años (Ver cuadro Nº 08).

5.1 Análisis d de H Homogeneidad d de sserie d de d datos Los datos climáticos recogidos en una determinada estación meteorológica durante un periodo de varios años puede que no sean homogéneos, es decir, el registro de una variable climática en particular puede presentar un cambio repentino en su medio y por tanto una variación en lo referente a los valores previos. Este Fenómeno puede ocurrir a causas como:   

    

Cambio en la localización del pluviómetro. Cambio en la forma de exposición o reposición del aparato. Cambio en el procedimiento de observación o reemplazo del operador. Construcción de embalses en las cercanías. Deforestaciones y reforestaciones en la zona Desecación de pantanos. Apertura de nuevas áreas de cultivos en los alrededores. Industrialización en áreas circundantes.

Todas estas acciones traen consigo una alteración en la cantidad de lluvia captada por el pluviómetro. También existen los errores de tipo accidental o aleatorio que se deben al observador o se generan en la transcripción, copia o impresión de los registros pluviométricos.



Cuadro N° 08. Registro de precipitaciones mensuales – Estación Cerro de Pasco ESTACION : CERRO DE PASCO

LAT : 10°41' S

DPTO : Pasco

PARAMETRO : PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm)

LONG :76°15' W

PROV : Pasco

ALT : 4260 AÑO

ENE.

FEB.

MAR.

ABR.

1975

122.0

207.0

166.0

65.0

1976

S/D 41.8 S/D

MAY.

DIST

: Chaupimarca

JUN.

JUL

AGO.

SET.

OCT.

NOV.

DIC.

TOTAL

S/D 1 8.5

15.5

30.0

52.5

59.0

62.3

145.5

943.30

S/D

340.0

211.0

63.0

191.0

180.0

123.0

86.0

213.0

1,448.80

57.0

17.0

14.0

95.0

50.0

90.0

180.0

72.0

1,406.00

1977

256.0

276.0

223.0

76.0

1979

S/D

134.0

304.0

S/D 59.0

3.0 S/D

S/D

88.0

97.0

209.0

152.0

1,046.00

1980

215.0

272.0

287.0

S/D 69.0

S/D

67.4

39.0

64.0

314.0

260.0

289.0

1,876.40

1981

381.0

543.0

231.0

171.0

40.0

26.0

6.0

159.0

94.0

250.0

438.0

230.0 2 ,569.00

1983

309.0

197.0

310.0

178.0

S/D

92.0

30.0

46.0

110.0

206.0

269.6

226.0

1,973.60

1984

252.0

434.0

272.0

102.0

42.0

55.0

31.0

57.0

68.0

132.0

220.0

90.0

1,755.00

1985

136.0

92.0

142.0

S/D 26.0

48.0

68.0

44.0

S/D

10.0

161.0

139.0

866.00

1986

261.0

202.0

200.0

85.0

69.0

24.0

15.0

119.0

174.0

222.0

234.0

262.4 1,867.40

1987

239.9

157.9

150.9

51.9

73.9

36.7

41.2

31.4

67.9

88.3

101.3

164.6

1988

232.2

153.1

122.7

140.8

33.7

7.2

0.0

12.6

46.8

210.6

165.2

241.7 1,366.60

1989

195.5

162.2

222.0

102.4

31.9

91.4

24.9

36.4

110.4

114.0

96.3

75.8

1,263.20

1990

60.2

157.1

129.0

69.1

52.5

74.3

7.3

12.6

97.1

102.7

172.7

179.1

1,113.70

1991

89.5

44.2

219.7

66.7

44.7

47.5

12.1

0.7

57.6

163.0

128.2

58.4

932.30

1992

100.0

78.1

106.0

76.0

8.5

29.9

3.2

48.5

60.8

93.2 S/D

S/D 1 40.5

170.7

139.9

64.9

1.9

12.0

41.9

53.6

218.1

254.1

207.4 1 ,305.00

1993

1,205.90

S/D 604.20

1994

234.8

194.6

149.2

109.1

69.2

47.5

51.8

32.0

54.4

121.0

103.1

133.2 1 ,299.90

1995

109.0

109.1

196.7

72.2

40.2

6.2

7.4

0.6

48.4

88.4

129.1

105.9

913.20

1998

91.5

214.2

112.0

72.2

15.7

11.4

0.0

1.5

25.4

130.5

103.7

69.0

847.10

1999

135.6

1 76.8

1 46.3

68.9

32.5

21.6

5.9

3.3

87.4

70.7

116.6

1 24.0

989.60

2000

189.1

1 53.1

1 32.5

42.8

43.6

5.5

11.4

29.0

25.1

118.2

48.2

114.0

912.50

2001

178.9

1 42.9

1 60.0

52.7

62.0

5.7

32.4

13.3

34.5

97.8

88.9

163.6

1,032.70

2002

37.0

172.5

150.1

72.8

44.3

10.9

41.7

11.6

52.0

136.2

102.3

131.8

963.20

2003

124.2

1 25.6

1 74.7

1 14.0

39.2

26.2

5.0

20.2

50.7

24.8

98.4

141.9

944.90

2004

69.6

163.9

69.1

62.0

36.7

30.6

24.0

29.6

112.6

88.7

130.8

1 51.5

969.10

2005

93.6

138.4

159.2

53.3

12.2

6.8

7.8

20.3

32.2

79.7

85.9

85.3

774.70

2006

97.2

110.4

150.4

97.0

13.3

37.9

5.6

15.1

62.7

169.0

134.2

126.4

1,019.20

2007

92.8

76.4

183.9

80.5

63.9

0.0

17.1

5.4

30.4

88.0

101.1

97.4

836.90

2008

135.8

94.1

50.2

63.7

11.6

26.8

6.2

13.2

58.4

103.3

S/D

543.0

310.0

MAXIMO 381. 0

289.0

2569.0

178.0

340.0

211.0

68.0

191.0

180.0

314.0

PROMEDIO 164.39 172.13 175.53 87.88

53.45

35.19

21.62

39.97

70.65

126.97 152.86 149.64 1186.96

8.50

0.00

0.00

0.60

25.10

10.00

MINIMO

37.00

41.80

50.20

42.80

438. 0

S/D 563.30

48.20

58.40

563.30

Esta inconsistencia y falta de homogeneidad se pone de manifiesto con la presencia de saltos y/o tendencias en las series hidrológicas



afectando las características estadísticas de dichas series, tales como la media, desviación estándar y correlación serial. Es por lo tanto necesario aplicar técnicas apropiadas para evaluar si un registro dado se puede considerar homogéneo y, si no, introducir las correcciones necesarias. El análisis de homogeneidad de la información hidrológica, se realizo mediante los siguientes procesos:

Análisis Visual Grafico En coordenadas cartesianas se plotea la información hidrológica histórica, ubicándose en las ordenadas, los valores de la serie y en las abscisas el tiempo. Este gráfico sirve para analizar la consistencia de la información hidrológica en forma visual, e indicar el período o períodos en los cuales la información es dudosa, lo cual se puede reflejar como “picos” muy altos o valores muy bajos, saltos y/o tendencias, los mismos

que deberán comprobarse, si son fenómenos naturales que efectivamente han ocurrido, o si son producto errores sistemáticos. Realizando el análisis visual de la serie histórica (Figura Nº 08), se observan picos muy altos en el año 1981 en comparación del resto de años, además la serie presenta una tendencia negativa y cambio de variabilidad a lo largo del tiempo.

Figura N N° 0 08. D Diagrama d de sserie h histórica d de P Precipitaciones -- EEstación C Cerro de P Pasco PRECIPITACION TOTAL MENSUAL - CERRO DE PASCO 600.0 550.0 500.0 450.0

) 400.0 m m ( 350.0 n o i c 300.0 a t i p 250.0 i c e r P 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 5 7 9 1

6 7 9 1

7 7 9 1

9 7 9 1

0 8 9 1

1 8 9 1

3 8 9 1

4 8 9 1

5 8 9 1

6 8 9 1

7 8 9 1

8 8 9 1

9 8 9 1

0 9 9 1

1 9 9 1

2 9 9 1

Año

3 9 9 1

4 9 9 1

5 9 9 1

8 9 9 1

9 9 9 1

0 0 0 2

1 0 0 2

2 0 0 2

3 0 0 2

4 0 0 2

5 0 0 2

6 0 0 2

7 0 0 2

Análisis Estadístico Después de obtener del gráfico construido para el análisis visual, períodos de posible corrección, y períodos de datos que se mantendrán con sus valores originales, se procede al análisis estadístico de tendencia y saltos, tanto en la media como en la desviación estándar mediante el uso del software TREND.


8 0 0 2


Para obtener un mejor análisis, los meses con falta de información se completaron con la media mensual. Mediante el análisis estadístico se llego a la conclusión que los registros históricos muestran una tendencia decreciente estadísticamente significativa (cambio del clima) y que a partir de 1986 se produce un salto estadísticamente significativo (media de 1975-1985 es mayor que 1986-2008). En el Anexo 03, se presenta los resultados de los tests estadísticos utilizados.

Completacion de datos Los datos faltantes del registro de precipitación y de otras variables hidrológicas fueron completados, en algunos casos con promedios y en los meses donde faltaban más de dos años consecutivos mediante técnicas de generación aleatoria, de acuerdo al siguiente modelo matemático propuesto:

P i  P  S  P i : Precipitación generada en el mes i

P : Precipitación promedio del mes S :: Desviación estándar de la precipitación del mes correspondiente  : Número aleatorio con distribución normal: media 0 y desviación estándar 1. Se debe resaltar que el periodo de registro a tomar en cuenta para la completacion de datos será el de 1986-2008, debido a que en este periodo se presenta menor falta de datos, muestran aleatoriedad y no presentan saltos en la media. Este registro servirá como base para la generación de descargas en la microcuenca de la laguna Yanacocha. En el Cuadro N° 09 se presenta los valores de precipitación mensual Completada y Consistente.



Cuadro N° 09. Precipitación Total Mensual completada y consistente – Estación Cerro de Pasco AÑO

ENE.

FEB.

MAR.

ABR.

MAY.

JUN.

JUL

AGO.

SET.

OCT.

NOV.

DIC.

1986

261.00

202.00

200.00

85.00

69.00

24.00

15.00

119.00

174.00

222.00

234.00

262.40

1,867.40

1987

239.90

157.90

150.90

51.90

73.90

36.70

41.20

31.40

67.90

88.30

101.30

164.60

1,205.90

1988

232.20

153.10

122.70

140.80

33.70

7.20

0.00

12.60

46.80

210.60

165.20

241.70

1,366.60

1989

195.50

162.20

222.00

102.40

31.90

91.40

24.90

36.40

110.40

114.00

96.30

75.80

1,263.20

1990

60.20

157.10

129.00

69.10

52.50

74.30

7.30

12.60

97.10

102.70

172.70

179.10

1,113.70

1991

89.50

44.20

219.70

66.70

44.70

47.50

12.10

0.70

57.60

163.00

128.20

58.40

932.30

1992

100.00

78.10

106.00

76.00

8.50

29.90

3.20

48.50

60.80

93.20

1993

164.39

140.50

170.70

139.90

64.90

1.90

12.00

41.90

53.60

218.10

254.10

207.40

1,469.39

1994

234.80

194.60

149.20

109.10

69.20

47.50

51.80

32.00

54.40

121.00

103.10

133.20

1,299.90

1995

109.00

109.10

196.70

72.20

40.20

6.20

7.40

0.60

48.40

88.40

129.10

105.90

913.20

1998

91.50

214.20

112.00

72.20

15.70

11.40

0.00

1.50

25.40

130.50

103.70

69.00

847.10

1999

135.60

176.80

146.30

68.90

32.50

21.60

5.90

3.30

87.40

70.70

116.60

124.00

989.60

2000

189.10

153.10

132.50

42.80

43.60

5.50

11.40

29.00

25.10

118.20

48.20

114.00

912.50

2001

178.90

142.90

160.00

52.70

62.00

5.70

32.40

13.30

34.50

97.80

88.90

163.60

1,032.70

152.86

149.64

TOTAL

906.70

2002

37.00

172.50

150.10

72.80

44.30

10.90

41.70

11.60

52.00

136.20

102.30

131.80

963.20

2003

124.20

125.60

174.70

114.00

39.20

26.20

5.00

20.20

50.70

24.80

98.40

141.90

944.90

2004

69.60

163.90

69.10

62.00

36.70

30.60

24.00

29.60

112.60

88.70

130.80

151.50

969.10

2005

93.60

138.40

159.20

53.30

12.20

6.80

7.80

20.30

32.20

79.70

85.90

85.30

774.70

2006

97.20

110.40

150.40

97.00

13.30

37.90

5.60

15.10

62.70

169.00

134.20

126.40

1,019.20

2007

92.80

76.40

183.90

80.50

63.90

0.00

17.10

5.40

30.40

88.00

101.10

97.40

836.90

2008

135.80

94.10

50.20

63.70

11.60

26.80

6.20

13.20

58.40

103.30

MAXIMO

152.86

149.64

865.80

1867.4

261.0

214.2

222.0

140.8

73.9

91.4

51.8

119.0

174.0

222.0

254.1

262.4

1 39 .6 1

1 41 .2 9

1 50 .2 5

8 0.6 2

4 1.1 2

2 6. 19

1 5.8 1

2 3. 72

6 3.9 2

1 20 .3 9

1 28 .5 6

1 39 .6 5

MINIMO

37.00

44.20

50.20

42.80

8.50

0.00

0.00

0.60

25.10

24.80

48.20

58.40

774.70

DESV. EST.

65.42

43.55

43.87

27.32

20.92

23.97

14.77

25.88

35.66

50.90

48.37

52.87

261.67

PROMEDIO

1071.14



6.0

OFERTA H HIDRICA SSUPERFICIAL Debido a que en la microcuenca Yanacocha no existe información histórica de registro de caudales, ha sido necesario generar un

registro sintético de caudales en el punto de captación de la quebrada (Presa Yanacocha). Para tal fin se ha empleado el modelo hidrológico Lutz Sholtz, desarrollado para cuencas de la sierra peruana, entre los años 19791980, en el marco de Cooperación Técnica de la República de Alemania a través del Plan Meris II.

Este modelo combina una estructura determínistica para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - Modelo determinístico) y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - Modelo Estocástico); mediante el cual en base al conocimiento del proceso del ciclo hidrológico, entradas meteorológicas y las características de la cuenca, se obtiene la escorrentía de la cuenca en estudio. 6.1

Generación d de c caudales m medios m mensuales

Los principales elementos que intervienen en el modelo son los siguientes: 

Precipitación media anual


6.0

OFERTA H HIDRICA SSUPERFICIAL Debido a que en la microcuenca Yanacocha no existe información histórica de registro de caudales, ha sido necesario generar un

registro sintético de caudales en el punto de captación de la quebrada (Presa Yanacocha). Para tal fin se ha empleado el modelo hidrológico Lutz Sholtz, desarrollado para cuencas de la sierra peruana, entre los años 19791980, en el marco de Cooperación Técnica de la República de Alemania a través del Plan Meris II.

Este modelo combina una estructura determínistica para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - Modelo determinístico) y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - Modelo Estocástico); mediante el cual en base al conocimiento del proceso del ciclo hidrológico, entradas meteorológicas y las características de la cuenca, se obtiene la escorrentía de la cuenca en estudio. 6.1

Generación d de c caudales m medios m mensuales

Los principales elementos que intervienen en el modelo son los siguientes:    

Precipitación media anual Área de la Microcuenca Coeficiente de escurrimiento medio Retención de la Microcuenca (R): Es la lámina de lluvia retenida por una parte de la Microcuenca y que luego contribuye al abastecimiento en la época de estiaje el que se inicia en el mes de abril y termina en el mes de Octubre. Esta lámina se ha calculado a partir de los acuíferos potenciales, lagunas y nevados y que de acuerdo a la pendiente de la Microcuenca retiene una determinada lámina de agua.

La generación de caudales comprende la secuencia de los siguientes pasos: a) Para el cálculo de la precipitación efectiva, se supone que los caudales promedios observados pertenezcan a un estado de equilibrio entre gasto y abastecimiento de la retención, de la cuenca respectiva. La precipitación efectiva se calculó para el coeficiente de escurrimiento promedio, de tal forma que la relación entre precipitación efectiva y precipitación total resulta igual al coeficiente de escorrentía. Para este cálculo se adoptó el método del United States Bureau of Reclamatión (USBR) para la determinación de la porción de lluvias que es aprovechado para cultivos. A fin de facilitar el cálculo de la precipitación efectiva se ha determinado el polinomio de quinto grado: PE  a 0  a1 P  a 2 P 2  a 3 P 3  a 4 P 4  a 5 P 5



Donde: PE : Precipitación efectiva (mm/mes) P : Precipitación total mensual (mm/mes) ai : Coeficiente del polinomio En el siguiente cuadro se presentan los coeficientes “a i” que permiten la aplicación del polinomio:

Cuadro N° 10. Coeficiente para el cálculo de Precipitación Efectiva Coef.

Curva II

Curva III

Curva IV

a0 a1 a2 a3 a4 a5

-0.0214

0.0163

0.054

0.1358

0.2273

0.0348

-0.0023

-0.0039

0.0112

4.00E-05

1.00E-04

-6.00E-05

-9.00E-08

-7.00E-07

2.00E-07

-9.00E-11

1.00E-09

-2.00E-10

C 0.30 0.45 0.60 El rango de aplicación de los coeficientes de PE esta comprendida para 0
De esta forma es posible llegar a la relación entre la precipitación efectiva y total, de manera que el volumen anual de la precipitación efectiva sea igual al caudal anual de la cuenca respectiva. 12

C 

Q P

 PE

i



i 1

P

donde: C = Coeficiente de escurrimiento Q = Caudal anual P = Precipitación Total anual 12

 PE = Suma de la precipitación efectiva mensual i

i 1

b)



Calculo de variables del gasto de la retención a partir del mes de abril hasta el mes de setiembre (6 meses): Coeficiente de Agotamiento(a): Se ha obtenido a partir de la fórmula empírica de Moss, como función del área de la Microcuenca e interviene en el cálculo de los caudales en la época de estiaje: a  0.00252 ln( A)  0.03

Relación entre la descarga del mes actual y del mes anterior: Q b0  t  e at Q0 Donde a es el coeficiente de agotamiento y t el número de días del mes. 





Suma de los valores de bo elevado al exponente i que corresponde al orden respectivo. Así i = 1 para Abril, i = 2 para mayo, .... i = 6 para Setiembre. bi 

7

b

i 0

i 1

Finalmente: Gi  R

b0i 7

b

i 0

i 1

Donde: Gi es el gasto de la retención para el mes i, R es la retención de la microcuenca, estimada anteriormente. c)

Calculo del abastecimiento o la alimentación de la retención con la siguiente expresión: PE i ai  Ai  ai R PE t ;

Donde: Ai ai R i PEi PEt

= = = = = =

Abastecimiento del mes i Coeficientes de abastecimiento Retención de la Microcuenca mes del año, de 1 a 12 Precipitación efectiva del mes i Precipitación efectiva total de la Microcuenca

d) Generación de caudales mensuales (CM i) para el año promedio con la ecuación siguiente: CM i  PE i  Gi  Ai

e) De la ecuacion anterior se efectúa la regresión múltiple entre el caudal del mes t, el caudal del mes anterior (t-1) y la precipitación efectiva del mes t, determinándose los coeficientes de regresión, el error estándar y el coeficiente de correlación. f)

Se calcula la precipitación efectiva mensual de todo el registro.

g) Se generan los números aleatorios con distribución normal con media cero y variancia igual a 1. h) Con los datos de los items e, f y g se procede a la generación de los caudales mediante el siguiente modelo autoregresivo: Qt  b1  b2 Qt 1  b3 PE t  S 1  R 2 

1/ 2

Donde: Qt Qt-1 PEt S r

Z t

: Caudal generado del año t : Caudal del año (t-1) : Precipitación efectiva del año t : Error estándar de la regresión múltiple : Coeficiente de correlación múltiple



Z t

: Número aleatorio normalmente distribuido (0,1), del año b1, b2 y b3

: Coeficientes de regresión lineal múltiple.

Los resultados de generación de descargas para la microcuenca en estudio se presentan en los siguientes cuadros y su respectivo gráfico de serie histórica.



Cuadro N° 11. Calculo de Caudales Medios Mensuales para el Año Promedio Cálculo del Coeficiente de Escorrentía

Método de L - Turc

1

D  P

Precipitación Media Anual (P)

:

1071.14

mm

Temperatura Media Anual (T)

:

5.20

°C

Coeficiente de Temperatura (L) :

437.03

Déficit de Escurrimiento (D)

:

407.56

Coeficiente de Escorrentía (C) :

0.62

 1   

 P 2   2   0 . 9  2  L  

mm/año

L

:

Altitud Media de la Microcuenca (H) : Pendiente Media de la Microcuenca :

2

14.04

Km

Coef.

3500

msnm

a0 a1 a2 a3 a4 a5

m/m

:

1071.14

mm

Evaporación Total Anual (ETP)

:

412.3

mm

Temperatura Media Anual (T)

:

5.2

°C

Déficit de Escurrimiento (D)

:

407.6

Coeficiente de Escorrentía (C)

:

0.62

Coeficiente de Agotamiento (a)

:

0.0233

Relación de Caudales (bo) (30 días) :

0.496

Area de lagunas y acuíferos

:

Gasto Mensual de Retención (R)

D



P

Coeficientes de Cálculo - Precipitación Efectiva

0.0 413

Precipitación Media Anual (P)

P



 300  25 T   0 . 05 ( T ) 3

Características Generales de la Microcuenca Area de la cuenca (A)

C

5 :

65.0

mm/año

Curva II

Curva III

Curva IV

-0.0214

0.0163

0.054

0.1358

0.2273

0.0348

- 0.0023

-0.0039

0.0112

C

4.00E-05

1.00E-04

-6.00E-05

-9.00E-08

-7.00E-07

2.00E-07

-9.00E-11

1.00E-09

-2.00E-10

0.30

0.45

0.60

El rango de aplicación de los coeficientes de PE esta comprendida para 0
Km

mm/año

GENERACION DE CAUDALES MEDIOS MENSUALES PARA EL AÑO PROMEDIO

MES

N° días del mes

1

2

Enero

30

P Total

PRECIPITACION MENSUAL Efectiva PE III PE IV PE

CONTRIBUCION DE LA RETENCION Gasto Abastecimiento bi Gi ai Ai

mm/mes

mm/mes

mm/mes

mm/mes

3

4

5

6

139.61

15.0

mm/mes

7

125.3

8

96.1

9

CAUDALES GENERADOS 3

mm/mes

mm/mes

m /s

10

11

12

0.300

19.5

76.6

0.415

Febrero

28

141.29

13.7

127.8

97.5

0.300

19.5

78.0

0.453

Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiem. Octubre Noviem. Diciem.

31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

150.25 80.62 41.12 26.19 15.81 23.72 63.92 120.39 128.56 139.65

5.1 19.2 7.8 4.8 3.0 4.3 14.1 23.6 21.2 14.9

141.2 52.0 16.8 7.7 3.2 6.4 35.5 98.8 109.8 125.4

105.2 43.3 14.4 6.9 3.1 5.9 29.8 78.9 86.3 96.1

0.050

3.3

0.100 0.000 0.250

6.5 0.0 16.3

101.9 76.5 30.9 15.1 7.2 7.9 30.8 72.4 86.3 79.9

0.534 0.415 0.162 0.082 0.038 0.041 0.167 0.380 0.467 0.419

1071.1

146.7

849.8

663.6

1.000

65.0

663.6

0.30

0.62

0.265

0.735

1.000

A O Coeficientes

0.496 0.246 0.122 0.061 0.030 0.015

0.971

33.2 16.5 8.2 4.1 2.0 1.0

65.0

Fuente: Elaboración propia

CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE CORRELACION PARA EL A O PROMEDIO Qt

Qt-1

76.6

79.9

PE

Resumen

96.1

78.0

76.6

97.5

101.9 76.5 30.9 15.1 7.2

78.0 101.9 76.5 30.9 15.1

105.2 43.3 14.4 6.9 3.1

7.9 30.8

7.2 7.9

5.9 29.8

72.4 30.8 78.9 86.3 72.4 86.3 79.9 86.3 96.1 Fuente: Elaboración propia

Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple Coeficiente de determinación R^2 R^2 ajustado Error típico Observaciones

Intercepción Qt-1 PE

Coeficientes 4.78561056 0.29278535 0.62067267

0.9663504 0.9338331 0.9191294 9.7090316 12

Error típico 5.639168433 0.109198335 0.089497155

Estadístico t 0.848637635 2.681225379 6.9351106

Probabilidad 0.418082058 0.025155516 6.79604E-05



Cuadro N° 12. Calculo de descargas medias mensuales (mm) – Quebrada Yanacocha Coeficientes de Regresi ón Múlti ple:

b1 4.7856 S 9.709

Modelo Matemático:

Qt



b1



b2Qt

1



b3 PE t

b2 0.29279 R^2 0.96635 

S 1  R 2





1/ 2

b3 0.62067

Z t

Año

Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

Tot.

Año Prom.

76.6

78.0

101.9

76.5

30.9

15.1

7.2

7.9

30.8

72.4

86.3

79.9

663.6

1986

164.1

150.9

145.3

75.0

51.3

22.1

11.4

59.0

103.8

143.9

164.1

189.4

1987

183.1

134.1

108.3

52.1

45.0

23.9

24.4

18.2

30.2

46.8

57.5

99.1

1280.3 822.7

1988

150.4

117.8

93.7

94.3

39.2

16.4

10.8

9.9

18.2

114.6

116.4

160.8

942.3

1989

147.3

121.9

153.2

94.0

35.1

48.9

23.2

18.4

59.0

70.9

58.3

47.7

877.8

1990

35.3

89.9

86.7

52.7

36.4

39.7

19.1

9.9

45.2

59.3

102.4

120.9

697.6

1991

77.7

36.4

124.3

61.3

33.9

25.0

8.6

7.5

21.8

84.6

85.0

49.2

615.4

1992

55.0

47.9

60.9

47.5

19.0

14.8

10.6

22.3

30.8

49.0

88.7

98.9

545.4

1993

109.2

99.1

115.9

100.8

54.4

21.8

10.2

13.9

24.5

117.0

171.8

161.8

1000.3

1994

171.1

147.0

117.2

82.6

51.5

33.6

27.4

18.4

24.5

61.5

65.0

82.6

882.2

1995

71.7

72.5

121.3

65.0

34.1

18.9

11.3

12.9

19.7

43.3

77.2

69.4

617.1

1998

60.9

131.4

86.9

53.9

19.7

7.4

7.0

6.1

9.9

65.2

67.2

46.2

561.8

1999

78.6

111.7

102.9

56.2

29.2

13.3

8.7

10.3

42.2

39.3

66.2

77.7

636.3

2000

120.9

109.7

97.3

44.5

25.7

15.3

11.9

13.2

12.6

61.4

36.6

63.5

612.5

2001

106.4

99.9

110.5

51.4

36.4

14.0

16.7

9.4

7.6

43.1

51.0

92.3

638.6

2002

38.8

97.5

100.1

58.5

35.7

17.3

17.4

8.5

19.5

68.6

67.7

84.5

614.2

2003

81.7

82.9

112.7

84.3

37.0

20.4

11.7

10.2

20.9

15.3

50.9

86.2

614.2

2004

51.9

95.9

56.3

38.8

21.8

14.1

10.5

8.6

53.0

51.2

77.3

96.7

576.1

2005

65.6

83.8

102.6

47.0

19.8

10.2

7.5

6.9

12.9

35.4

49.1

53.9

494.6

2006

58.5

64.2

93.2

71.1

25.5

19.9

6.4

3.2

22.7

92.5

88.8

86.1

632.1

2007

63.3

52.4

107.3

67.3

47.0

20.1

11.3

7.1

14.7

43.6

60.6

60.1

554.9

2008

81.5

67.5

37.2

34.1

13.4

8.1

8.2

7.0

27.0

51.7

89.1

101.1

MAX.

183.1

150.9

153. 2

100.8

54.4

48.9

27.4

59. 0

103.8

143.9

171. 8

189. 4

525.8 1280.3

MED.

94.0

95.9

101.6

63.5

33.8

20.3

13.1

13.4

29.6

64.7

80.5

91.8

702.0

MIN.

35.3

36.4

37.2

34.1

13.4

7.4

6.4

3.2

7.6

15.3

36.6

46.2

494.6

4 5.4

32.0

27.1

19.0

11.7

10.1

6.0

11.5

21.9

30.8

34.8

38.9

195.7

D.EST



Cuadro N° 13. Descargas medias mensuales generadas (m 3/s) – Quebrada Yanacocha 2

14.04

Km

Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

30

28

31

30

31

30

31

31

30

31

30

31

Prom. (m3 /s)

1986

0.89

0.88

0.76

0.41

0.27

0.12

0.06

0.31

0.56

0.75

0.89

0.99

0.574

1987

0.99

0.78

0.57

0.28

0.24

0.13

0.13

0.10

0.16

0.25

0.31

0.52

0.371

1988

0.81

0.68

0.49

0.51

0.21

0.09

0.06

0.05

0.10

0.60

0.63

0.84

0.423

1989

0.80

0.71

0.80

0.51

0.18

0.27

0.12

0.10

0.32

0.37

0.32

0.25

0.395

1990

0.19

0.52

0.45

0.29

0.19

0.22

0.10

0.05

0.24

0.31

0.55

0.63

0.313

1991

0.42

0.21

0.65

0.33

0.18

0.14

0.05

0.04

0.12

0.44

0.46

0.26

0.274

1992

0.30

0.28

0.32

0.26

0.10

0.08

0.06

0.12

0.17

0.26

0.48

0.52

0.244

1993

0.59

0.57

0.61

0.55

0.29

0.12

0.05

0.07

0.13

0.61

0.93

0.85

0.448

1994

0.93

0.85

0.61

0.45

0.27

0.18

0.14

0.10

0.13

0.32

0.35

0.43

0.398

1995

0.39

0.42

0.64

0.35

0.18

0.10

0.06

0.07

0.11

0.23

0.42

0.36

0.277

1998

0.33

0.76

0.46

0.29

0.10

0.04

0.04

0.03

0.05

0.34

0.36

0.24

0.254

1999

0.43

0.65

0.54

0.30

0.15

0.07

0.05

0.05

0.23

0.21

0.36

0.41

0.287

2000

0.65

0.64

0.51

0.24

0.13

0.08

0.06

0.07

0.07

0.32

0.20

0.33

0.276

2001

0.58

0.58

0.58

0.28

0.19

0.08

0.09

0.05

0.04

0.23

0.28

0.48

0.287

2002

0.21

0.57

0.52

0.32

0.19

0.09

0.09

0.04

0.11

0.36

0.37

0.44

0.276

2003

0.44

0.48

0.59

0.46

0.19

0.11

0.06

0.05

0.11

0.08

0.28

0.45

0.276

2004

0.28

0.56

0.30

0.21

0.11

0.08

0.06

0.04

0.29

0.27

0.42

0.51

0.260

2005

0.36

0.49

0.54

0.25

0.10

0.06

0.04

0.04

0.07

0.19

0.27

0.28

0.223

2006

0.32

0.37

0.49

0.39

0.13

0.11

0.03

0.02

0.12

0.48

0.48

0.45

0.283

2007

0.34

0.30

0.56

0.36

0.25

0.11

0.06

0.04

0.08

0.23

0.33

0.31

0.248

2008

0.44

0.39

0.19

0.18

0.07

0.04

0.04

0.04

0.15

0.27

0.48

0.53

0.236

MAX.

0.99

0.88

0.80

0.55

0.29

0.27

0.14

0.31

0.56

0.75

0.93

0.99

0.57

MED.

0.509

0.557

0.533

0.344

0.177

0.110

0.068

0.070

0.160

0.339

0.436

0.481

0.315

MIN.

0.191

0.212

0.195

0.185

0.070

0.040

0.034

0.017

0.041

0.080

0.198

0.242

0.223

D.EST

0.246

0.185

0.142

0.103

0.061

0.055

0.031

0.060

0.118

0.162

0.188

0.204

0.088

Area Año



Cuadro N° 13. Descargas medias mensuales generadas (m 3/s) – Quebrada Yanacocha 2

14.04

Km

Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

30

28

31

30

31

30

31

31

30

31

30

31

Prom. (m3 /s)

1986

0.89

0.88

0.76

0.41

0.27

0.12

0.06

0.31

0.56

0.75

0.89

0.99

0.574

1987

0.99

0.78

0.57

0.28

0.24

0.13

0.13

0.10

0.16

0.25

0.31

0.52

0.371

1988

0.81

0.68

0.49

0.51

0.21

0.09

0.06

0.05

0.10

0.60

0.63

0.84

0.423

1989

0.80

0.71

0.80

0.51

0.18

0.27

0.12

0.10

0.32

0.37

0.32

0.25

0.395

1990

0.19

0.52

0.45

0.29

0.19

0.22

0.10

0.05

0.24

0.31

0.55

0.63

0.313

1991

0.42

0.21

0.65

0.33

0.18

0.14

0.05

0.04

0.12

0.44

0.46

0.26

0.274

1992

0.30

0.28

0.32

0.26

0.10

0.08

0.06

0.12

0.17

0.26

0.48

0.52

0.244

1993

0.59

0.57

0.61

0.55

0.29

0.12

0.05

0.07

0.13

0.61

0.93

0.85

0.448

1994

0.93

0.85

0.61

0.45

0.27

0.18

0.14

0.10

0.13

0.32

0.35

0.43

0.398

1995

0.39

0.42

0.64

0.35

0.18

0.10

0.06

0.07

0.11

0.23

0.42

0.36

0.277

1998

0.33

0.76

0.46

0.29

0.10

0.04

0.04

0.03

0.05

0.34

0.36

0.24

0.254

1999

0.43

0.65

0.54

0.30

0.15

0.07

0.05

0.05

0.23

0.21

0.36

0.41

0.287

2000

0.65

0.64

0.51

0.24

0.13

0.08

0.06

0.07

0.07

0.32

0.20

0.33

0.276

2001

0.58

0.58

0.58

0.28

0.19

0.08

0.09

0.05

0.04

0.23

0.28

0.48

0.287

2002

0.21

0.57

0.52

0.32

0.19

0.09

0.09

0.04

0.11

0.36

0.37

0.44

0.276

2003

0.44

0.48

0.59

0.46

0.19

0.11

0.06

0.05

0.11

0.08

0.28

0.45

0.276

2004

0.28

0.56

0.30

0.21

0.11

0.08

0.06

0.04

0.29

0.27

0.42

0.51

0.260

2005

0.36

0.49

0.54

0.25

0.10

0.06

0.04

0.04

0.07

0.19

0.27

0.28

0.223

2006

0.32

0.37

0.49

0.39

0.13

0.11

0.03

0.02

0.12

0.48

0.48

0.45

0.283

2007

0.34

0.30

0.56

0.36

0.25

0.11

0.06

0.04

0.08

0.23

0.33

0.31

0.248

2008

0.44

0.39

0.19

0.18

0.07

0.04

0.04

0.04

0.15

0.27

0.48

0.53

0.236

Area Año

MAX.

0.99

0.88

0.80

0.55

0.29

0.27

0.14

0.31

0.56

0.75

0.93

0.99

0.57

MED.

0.509

0.557

0.533

0.344

0.177

0.110

0.068

0.070

0.160

0.339

0.436

0.481

0.315

MIN.

0.191

0.212

0.195

0.185

0.070

0.040

0.034

0.017

0.041

0.080

0.198

0.242

0.223

D.EST

0.246

0.185

0.142

0.103

0.061

0.055

0.031

0.060

0.118

0.162

0.188

0.204

0.088



Figura N° 09. Serie de Caudales generados (m 3/s) – Quebrada Yanacocha 1 0.9 0.8 0.7

) s 0.6 /

3

m ( l 0.5 a d u a 0.4 C 0.3 0.2 0.1 0

6 8 9 1

7 8 9 1

8 8 9 1

9 8 9 1

0 9 9 1

1 9 9 1

2 9 9 1

3 9 9 1

4 9 9 1

5 9 9 1

8 9 9 1

9 9 9 1

0 0 0 2

1 0 0 2

2 0 0 2

3 0 0 2

4 0 0 2

5 0 0 2

6 0 0 2

7 0 0 2

8 0 0 2

Año



Figura N° 09. Serie de Caudales generados (m 3/s) – Quebrada Yanacocha 1 0.9 0.8 0.7

) s 0.6 / 3 m ( l 0.5 a d u a 0.4 C 0.3 0.2 0.1 0

6 8 9 1

7 8 9 1

8 8 9 1

9 8 9 1

0 9 9 1

1 9 9 1

2 9 9 1

3 9 9 1

4 9 9 1

5 9 9 1

8 9 9 1

9 9 9 1

0 0 0 2

1 0 0 2

2 0 0 2

3 0 0 2

4 0 0 2

5 0 0 2

6 0 0 2

7 0 0 2

8 0 0 2

Año



Figura N° 10. Caudales Medios Mensuales generados (m3/s) – Quebrada Yanacocha Q(m3 /s) 1.00

0.80

0.60

0.40

0.20

0.00 Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

MESES P ROM

70

DEMANDA H HIDRICA

M AX

M IN

Set.

Oct.

Nov.

Dic.


Figura N° 10. Caudales Medios Mensuales generados (m3/s) – Quebrada Yanacocha Q(m3 /s) 1.00

0.80

0.60

0.40

0.20

0.00 Ene.

Feb.

Mar.

Abr.

May.

Jun.

Jul.

Ago.

Set.

Oct.

Nov.

Dic.

MESES P ROM

7.0

M AX

M IN

DEMANDA H HIDRICA 7.1 Demanda A Agricola Para el cálculo de la demanda de agua para uso agrícola se han tomado en consideración los datos siguientes: Cedula de Cultivos y Calendario de Siembra La Cédula de Cultivos se define como la distribución de los cultivos en el transcurso del año, de acuerdo a los factores: climatológicos, técnicos, rentabilidad, capacidad económica del agricultor, tamaño de la unidad agrícola, demanda de productos en el mercado, disponibilidad de agua, incidencia de plagas y enfermedades, etc. La combinación de los cultivos para la estructuración de las cédulas de cultivos tiene en cuenta las fechas de siembra y cosecha, el período vegetativo y el tipo de cultivo. Las condiciones del mercado influyen en la elección de las fechas de siembra de determinados cultivos por parte del agricultor, con el propósito de obtener mejores precios en el mercado y por ende mayores utilidades. La cédula de cultivos promedio para el área de riego proyectado se ha definido según la información proporcionada por las comunidades involucradas en el proyecto y comprende los cultivos indicados en el Cuadro Nº 14.



Cuadro N° 14. Cédula de Cultivos AREA BAJO RIEGO (ha)

CULTIVO

1ra Campaña

2da Campaña

3ra Campaña

TOTAL

MACA

160.00

AVENA FORRAJERA

160.00

160.00

220.00

540.00

PASTOS

130.00

130.00

130.00

390.00

360.00

350.00

1,160.00

TOTAL

450.00

70.00

230.00

---

En cuanto al calendario de siembra agrícola se tiene que la mayoría de los cultivos del área de influencia del proyecto, las siembras se dan entre los meses de Abril/Mayo, Julio/Agosto y Noviembre/Diciembre. Las fechas de siembra o plantación, inciden sobre el desarrollo de las fases o etapas del período vegetativo de los cultivos, determinando que los requerimientos de agua de cada una de ellas varíen según la estación del año. Cuando el cultivo alcanza su pleno desarrollo, se tiene las máximas necesidades de agua, por lo que debe tenerse en cuenta la duración de las fases o etapas de su período vegetativo para elegir el Kc adecuado. El período vegetativo de los cultivos es el tiempo transcurrido desde la siembra hasta la cosecha, y comprende varias fases o etapas; el tiempo de duración varía de acuerdo a cada especie o variedad y está fuertemente influenciado por las condiciones climáticas.

Cuadro N° 15. Calendario de Siembra Cultivo Maca Avena Forrajera Pastos

TOTAL

Area (ha)

Fecha de siembra

Periodo ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC (dias) 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

230.00

May/Nov

365

540.00

Mar/Jul/Nov

365

390.00 Abr/Agos/Dic

365

1,160.00

Evapotranspiración Potencial (ETo) Es la cantidad de agua consumida por un cultivo de referencia como el grass, bajo óptimas condiciones de crecimiento. Para el presente estudio, la ETo se ha calculado tomando información de la estación metereológica Cerro de Pasco. Para su determinación se ha utilizado el método de Hargreaves, que es un método indirecto de cálculo, en razón de no existir datos históricos de mediciones directas de evapotranspiración. Los resultados de la ET o para cada mes se presentan el Cuadro Nº 16. Kc del Cultivo Los coeficientes de cultivo Kc fueron obtenidos de otros estudios y del Manual Nº 24 de la FAO. Dependen de las características fisiológicas y periodos vegetativos de los cultivos. Los valores de Kc mensuales para cada cultivo y Kc ponderados, según la distribución de áreas, se presentan en los Cuadro 18.



Cuadro N° 16. Determinación de la ETo – Método de Hargreaves Estación : Cerro de Pasco 4245 Altitud : Coordenadas: Latitud : Longitud:

msnm

10º 45' 76º 12'

Cálculo de la Eto:

Donde : Eto : Evapotranspiración del Potencial (mm/mes) MF : Factor Mensual de Latitud (de Tablas) TMF : Temperatura Media Mensual en °F. CE : Correccion por Altitud = 1+0.04Altitud (msnm)/2000 CH : Correccion por Humedad 1/2 CH = 0.166x(100 - HR) , para HR > 64% CH = 1.00, para HR < 64% HR = Humedad Relativa Media Mensual

MES

TMF

MF

CE

HR

ETO mm/mes

CH

°F Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

2.592

42.44

1.085

82.80

0.69

2.279

42.26

1.085

84.00

0.66

2.354

41.90

1.085

84.80

0.65

2.023

41.90

1.085

83.40

0.68

1.832

41.36

1.085

81.70

0.71

1.644

40.10

1.085

80.90

0.73

1.754

39.38

1.085

81.20

0.72

1.976

39.74

1.085

80.00

0.74

2.18

40.82

1.085

81.30

0.72

2.47

41.72

1.085

82.00

0.70

2.497

42.44

1.085

83.10

0.68

2.61

42.44

1.085

83.30

0.68

82.16 69.38 69.25 62.20 58.38 51.89 53.94 63.25 69.30 78.74 78.46 81.52

Cuadro N° 17. Distribución de Áreas Cultivos

Maca

Área (ha)

Áreas ENE

160.00 160.00

FEB

MAR

ABR

160.00

160.00

160.00

70.00 160.00 160.00 Avena Forrajera

MAY

70.00

JUN

70.00

JUL

70.00

160.00

160.00

160.00

160.00

130.00

Total

OCT

70.00

220.00

130.00

NOV

DIC

160.00

160.00

160.00

160.00

70.00

160.00

130.00 130.00 130.00

70.00

SET

160.00

220.00

Pastos

AGO

220.00

220.00

220.00

130.00

130.00

130.00

130.00

130.00

130.00 130.00

130.00

130.00

130.00

1,160.00 450.00 450.00 450.00 450.00 360.00 360.00 420.00 420.00 420.00 420.00 450.00 450.00



Cuadro N° 18. Kc de cultivos Cultivo Maca Avena Forrajera Pastos

Kc Ponderado

Área (Has.)

Kc ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

230.00

0.90

1.20

1.00

0.80

0.40

0.50

0.90

1.20

1.00

0.80

0.40

0.50

540.00

1.15

0.45

0.35

0.75

1.15

0.45

0.35

0.75

1.15

0.45

0.35

0.75

390.00

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

0.95

1160.00

1.00

0.86

0.75

0.83

0.93

0.64

0.63

0.89

1.06

0.66

0.54

0.72

Evapotranspiración Real del Cultivo o Uso Consuntivo (ETa) Es la cantidad de agua que necesitan los cultivos para cumplir con sus requerimientos fisiológicos. Se expresa en mm/día y su calculo se efectúa mediante la relación: ET a  K c xET o Precipitación efectiva Es la parte de la lluvia que es efectivamente aprovechada por los cultivos. Para este caso se ha tomado en cuenta por ser significativa. Déficit de Humedad. Es la lámina de agua que requieren los cultivos para cubrir sus necesidades, descontando la precipitación efectiva. Eficiencia de Riego La eficiencia de riego es la relación entre la cantidad de agua utilizada por las plantas y la cantidad de agua suministrada y se calcula teniendo en cuenta todos los factores que lo puedan afectar (edafológicos, culturales, meteorológicos, etc); y las pérdidas que se producen durante la conducción, la captación, su distribución y aplicación en la parcela. Para el presente proyecto se ha estimado una eficiencia de 28%. Requerimiento de Agua Es la cantidad de agua final requerida en la toma, para satisfacer la demanda de los cultivos, la cual incluye todos los parámetros anteriores. La demanda de agua para uso agrícola en la zona de estudio asciende a un total de 3.02 MMC para un área agrícola bajo riego de 450 ha con una demanda unitaria total de 7,503.84 m 3/ha. El detalle de los valores de demanda se muestra en el Cuadro Nº 19.

7.2 Demanda P Poblacional El valor de la demanda total de agua para un consumo humano (población futura de 50 años) para la Villa de Pasco se presenta en el cuadro Nº 20. 8.0

BALANCE H HIDRICO El objetivo de este análisis, es determinar el déficit de agua para uso Agricola y poblacional (demanda insatisfecha). Efectuado el cálculo de la demanda hídrica (agrícola y poblacional) y oferta hídrica, determinados anteriormente, se obtiene tiene el grafico de oferta y demanda hídrica, donde se puede apreciar el comportamiento mensual de la oferta y demanda hídrica para el presente estudio.



De los cálculos efectuados y presentados en el cuadro Nº 21 se observa un rango de demandas insatisfechas de 33.29 a 122.20 l/s en los meses de Mayo a Septiembre. El mismo que se anulara por la presencia del embalse y su efecto regulador, siendo por tanto la bondad del proyecto la optimización del uso de agua (Oferta hídrica) por efecto de una mayor disponibilidad de agua al almacenar el agua en los meses de superávit (Octubre - Abril). En el cuadro N° 21 se aprecia que la oferta hídrica de los meses de Octubre a Abril supera la demanda hídrica de los cultivos instalados, el mismo que muestra que estos volúmenes excedentes adecuadamente almacenados deben permitir complementar las necesidades hídricas de los meses con demanda insatisfecha (Mayo a Septiembre).



Cuadro N° 19. Demanda Agricola PARAMETRO

MESES

UNIDAD ENE

1. Evotransp. Potencial

8. Requerimiento de agua (5/6)

69.30

NOV

78.74

DIC

78.46

TOTAL

0.83

0.93

0.64

0.63

0.89

1.06

0.66

0.54

0.72

51.35

54.40

33.22

33.84

56.09

73.68

52.21

42.45

58.60

(mm/mes)

86.69

88.03

95.20

39.50

14.67

5.71

0.00

4.23

28.35

71.31

77.85

86.72

(mm/dia)

0.00

0.00

0.00

11.85

39.73

27.51

33.84

51.86

45.32

0.00

0.00

0.00

(%)

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

0.28

(dias)

31.00

28.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

365.00

(mm/mes)

0.00

0.00

0.00

42.32

141.90

98.24

120.85

185.21

161.86

0.00

0.00

0.00

750.38 7,503.84

10. Volumen demandado

63.25

OCT

0.75

ha

53.94

SET

52.25

(m3/ha/mes)

51.89

AGO

0.86

9.-Area total

58.38

JUL

59.74

7. N° dias del mes

62.20

JUN

1.00

6. Eficiencia de riego

69.25

MAY

82.44

(3-4)

69.38

ABR

(mm/dia)

3. Evotranp. Real o Uso consuntivo (1*2)

5. Déficit de Humedad

MAR

82.16

2. Kc Ponderado

4. Precip. Efect.

FEB

(mm/mes)

81.52

0.00

0.00

0.00

423.25

1,418.97

982.43

1,208.52

1,852.08

1,618.60

0.00

0.00

0.00

450.00

450.00

450.00

450.00

360.00

360.00

420.00

420.00

420.00

420.00

450.00

450.00

0.00

0.00

0.00 190,461.40 510,828.88 353,673.88 507,580.13 777,872.80 679,811.03

0.00

0.00

0.00

m3/mes

3,020,228.12

La mayor demanda con proyecto se observa en el mes de Agosto Demanda maxima

777,872.80 m3/mes

Demanda minima

0.00 m3/mes

Demanda promedio

251,685.68 m3/mes

Cuadro N° 20. Demanda Poblacional MESES

PARAMETRO UNIDAD ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

TOTAL

(dias)

31.00

28.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

l/s

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

20.00

240.00

m3/mes

53,568

48,384

53,568

51,840

53,568

51,840

53,568

53,568

51,840

53,568

51,840

53,568

630,720.00

Consumo Humano

365.00



Cuadro N° 21. Balance Hídrico Oferta – Demanda PARAMETRO

Demanda Total (Agricola + Poblacional)

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

31.00

28.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

53,568.00

48,384.00

53,568.00

242,301.40

564,396.88

405,513.88

561,148.13

831,440.80

731,651.03

53,568.00

51,840.00

53,568.00

l/s

20.00

20.00

20.00

93.48

210.72

156.45

209.51

310.42

282.27

20.00

20.00

20.00

MMC

0.05

0.05

0.05

0.24

0.56

0.41

0.56

0.83

0.73

0.05

0.05

0.05

1,363,054.19 1,346,662.69 1,426,521.74

890,929.16

475,241.14

284,376.36

183,453.88

187,608.06

414,918.76

UNIDAD (m3/mes)

(m3/mes) Oferta

l/s MMC 3

(m /mes) Balance

l/s MMC

908,091.51 1,130,360.00 1,288,962.23

508.91

556.66

532.60

343.72

177.43

109.71

68.49

70.04

160.08

339.04

436.10

481.24

1.36

1.35

1.43

0.89

0.48

0.28

0.18

0.19

0.41

0.91

1.13

1.29

1,309,486.19 1,298,278.69 1,372,953.74

648,627.76

-89,155.74 -121,137.52

-377,694.24

-643,832.74

-316,732.26

488.91

536.66

512.60

250.24

1.31

1.30

1.37

0.65

-33.29

-46.74

-141.01

-240.38

-122.20

-0.09

-0.12

-0.38

-0.64

-0.32

854,523.51 1,078,520.00 1,235,394.23

3 19.04

416.10

461.24

0.85

1.08

1.24

600.00

500.00

) s / l ( 400.00 a u g a e 300.00 d n e m u 200.00 l o V 100.00

0.00 ENE

FEB

MA R

ABR

MA Y

JUN D em an da

JUL

A GO

SET

OCT

NOV

DIC

Of er ta



Cuadro N° 21. Balance Hídrico Oferta – Demanda PARAMETRO

Demanda Total (Agricola + Poblacional)

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

31.00

28.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

31.00

30.00

31.00

30.00

31.00

53,568.00

48,384.00

53,568.00

242,301.40

564,396.88

405,513.88

561,148.13

831,440.80

731,651.03

53,568.00

51,840.00

53,568.00

l/s

20.00

20.00

20.00

93.48

210.72

156.45

209.51

310.42

282.27

20.00

20.00

20.00

MMC

0.05

0.05

0.05

0.24

0.56

0.41

0.56

0.83

0.73

0.05

0.05

0.05

1,363,054.19 1,346,662.69 1,426,521.74

UNIDAD (m3/mes)

(m3/mes) Oferta

l/s MMC 3

(m /mes) Balance

l/s MMC

890,929.16

475,241.14

284,376.36

183,453.88

187,608.06

414,918.76

508.91

556.66

532.60

343.72

177.43

109.71

68.49

70.04

160.08

339.04

436.10

481.24

1.36

1.35

1.43

0.89

0.48

0.28

0.18

0.19

0.41

0.91

1.13

1.29

1,309,486.19 1,298,278.69 1,372,953.74

648,627.76

-89,155.74 -121,137.52

-377,694.24

-643,832.74

-316,732.26

488.91

536.66

512.60

250.24

1.31

1.30

1.37

0.65

-33.29

-46.74

-141.01

-240.38

-122.20

-0.09

-0.12

-0.38

-0.64

-0.32

908,091.51 1,130,360.00 1,288,962.23

854,523.51 1,078,520.00 1,235,394.23

3 19.04

416.10

461.24

0.85

1.08

1.24

600.00

500.00

) s / l ( 400.00 a u g a e 300.00 d n e m u 200.00 l o V 100.00

0.00 ENE

FEB

MA R

ABR

MA Y

JUN D em an da

JUL

A GO

SET

OCT

NOV

DIC

Of er ta



El déficit total de agua es de 1.55 MMC durante los meses de Mayo a Septiembre, y el superávit se da durante los meses de Octubre a Abril en un total de 7.80 MMC, observándose en total una mayor disponibilidad recurso hídrico en 6.5 MMC.

9.0

REGULACION D DE D DESCARGAS El aprovechamiento de los cursos de agua para beneficio del hombre exige el conocimiento no solo de las cantidades de agua que son colocadas a disposición, sino la oportunidad con que estas cantidades se encuentran disponibles, este ultimo aspecto se torna el más importante en la mayor parte de los casos, ya que las necesidades de agua aumentan justamente en las épocas de sequía o durante la carencia de lluvias, hecho evidente en el área agrícola; esto significa que en ciertos casos, más que la cantidad, lo que importa es la secuencia temporal de ocurrencia de los caudales. Un proyecto de irrigación por ejemplo debe poner a disposición del usuario las cantidades de agua en la época determinada, en una cronología que nada tiene que ver con la secuencia temporal con que el río entrega los caudales; surge la necesidad de compatibilizar la oferta natural de agua con la demanda, para establecer el uso más armonioso del recurso, extrayendo el mayor provecho. Este es el concepto de regulación de las descargas de un cauce natural. Con la regulación de descargas se busca armonizar las disponibilidades del caudal en una determinada sección de un río, con las necesidades de la demanda para cualquier tipo de aprovechamiento. En el caso de embalses para irrigación, se requiere una afluencia constante durante los meses de estiaje, o aún como cualquier hidrograma representativo


El déficit total de agua es de 1.55 MMC durante los meses de Mayo a Septiembre, y el superávit se da durante los meses de Octubre a Abril en un total de 7.80 MMC, observándose en total una mayor disponibilidad recurso hídrico en 6.5 MMC.

9.0

REGULACION D DE D DESCARGAS El aprovechamiento de los cursos de agua para beneficio del hombre exige el conocimiento no solo de las cantidades de agua que son colocadas a disposición, sino la oportunidad con que estas cantidades se encuentran disponibles, este ultimo aspecto se torna el más importante en la mayor parte de los casos, ya que las necesidades de agua aumentan justamente en las épocas de sequía o durante la carencia de lluvias, hecho evidente en el área agrícola; esto significa que en ciertos casos, más que la cantidad, lo que importa es la secuencia temporal de ocurrencia de los caudales. Un proyecto de irrigación por ejemplo debe poner a disposición del usuario las cantidades de agua en la época determinada, en una cronología que nada tiene que ver con la secuencia temporal con que el río entrega los caudales; surge la necesidad de compatibilizar la oferta natural de agua con la demanda, para establecer el uso más armonioso del recurso, extrayendo el mayor provecho. Este es el concepto de regulación de las descargas de un cauce natural. Con la regulación de descargas se busca armonizar las disponibilidades del caudal en una determinada sección de un río, con las necesidades de la demanda para cualquier tipo de aprovechamiento. En el caso de embalses para irrigación, se requiere una afluencia constante durante los meses de estiaje, o aún como cualquier hidrograma representativo de las necesidades del proyecto específico.

9.1 Determinación d del V Volumen Ú Útil Si la demanda máxima prevista para el proyecto es inferior o igual a la descarga mínima del río, no son necesarios obras de regulación. Por el contrario, siempre que la curva de demanda presente, por lo menos en algunos tramos, caudales superiores a la descarga mínima del río, surge la necesidad de algún dispositivo que regule las descargas, bajo el riesgo de no poder atender parte de la demanda, en los períodos de estiaje. Los dispositivos referidos acumulan agua en las épocas de abundancia para ser usadas en las épocas de carencia, esto es, efectúan una transposición temporal o una redistribución de los volúmenes disponibles. Existen varios métodos que permiten calcular el volumen útil necesario de un embalse capaz de regular un curso de agua, basados todos ellos en el establecimiento de un balance entre la descarga disponible o de entrada y la descarga de consumo o de salida. Para la determinación de la capacidad de embalse se ha aplicado el Método Analítico, el cual define la ley de regulación por medio de la función: y (t ) 

Qr (t ) Q

Donde: Qr (t ) : Caudal regulado en función del tiempo



Q

: Caudal Promedio en el Periodo Considerado

Dada la secuencia en el tiempo de los caudales naturales Q t y conocida la ley de regulación y(t), es posible determinar la capacidad minima del embalse para atender esa ley. Aquí, el caudal regulado Qr (t) se refiere a los caudales que salen del embalse en el tiempo t. En este método no se hará mención de la evaporación. La capacidad minima de un embalse (Cr ) para atender una cierta ley de regulación esta dada por la diferencia entre el volumen acumulado que seria necesario (V n) para atender aquella ley en el periodo mas critico de sequia, y volumen acumulado que afluye al embalse (V a) en el mismo periodo. C r V nV a

La simulación de la operación del embalse (cuadro Nº 22), indica un volumen mínimo de embalse de 2.63 MMC, correspondiente al periodo de estiaje volumen útil de 2.76 MMC, el cual será utilizado para la regulación y el diseño de la conducción aguas abajo de la presa realizando el balance hídrico respectivo



Cuadro N° 22. Análisis de Capacidad de Embalse – Presa Yanacocha Q(medio)= 0.315

Vn= 4.17

Va= 1.54

VOLUMEN MMC

Volumen de diferencia (MMC)

Diferencias Acumuladas (MMC)

Volumenes disponibles Acumuladas (MMC)

Volumenes demanda Acumuladas (MMC)

0.02

0.05

1.31

0.00

1.36

0.05

2.76

Ll

1.35

0.02

0.05

1.30

0.00

2.71

0.10

2.76

Ll

0.53

1.43

0.02

0.05

1.38

0.00

4.14

0.15

2.76

Ll

30

0.34

0.89

0.09

0.24

0.65

0.00

5.03

0.39

2.76

Ll

Mayo

31

0.18

0.48

0.21

0.56

-0.08

-0.08

5.51

0.95

2.68

D

Junio

30

0.11

0.28

0.16

0.41

-0.13

-0.21

5.79

1.36

2.55

D

Julio

31

0.07

0.18

0.21

0.56

-0.38

-0.59

5.97

1.92

2.17

D

31

0.07

0.19

0.31

0.83

-0.64

-1.23

6.16

2.75

1.53

D

30

0.16

0.41

0.28

0.73

-0.32

-1.55

6.57

3.48

1.21

D

31

0.34

0.91

0.02

0.05

0.86

-0.69

7.48

3.53

2.07

S

30 0.44 1.13 0.02 31 0.48 1.29 0.02 CAPACIDAD MINIMA DE EMBALSE (MMC) Ll: Lleno el embalse, agua por aliviadero D: Desciende el nivel del agua S: Sube el nivel del agua V: Vacio el embalse

0.05 0.05 2.63

1.08 1.24

0.00 0.00

8.61 9.90

3.58 3.63

2.76 2.76

S

INGRESO (OFERTA) PERIODO (MESES)

EGRESO (DEMANDA)

N° de días

Qo (m3/s)

VOLUMEN MMC

Qr (m /s)

31

0.51

1.36

28

0.56

Marzo

31

Abril

Enero Febrero

Agosto

Septiembre Octubre

3

Noviembre Diciembre

Volumenes actuales de Situacion embalse del embalse (MMC)

Ll



9.2 Determinación d del V Volumen M Muerto Para el dimensionamiento de embalses, se requiere contar con estimativos suficientemente precisos del tipo, magnitud y variación a través del tiempo del transporte de sólidos por las corrientes de agua que llegan al embalse. Esta información es útil para planear medidas de control de erosión en la cuenca del embalse y anticipar los efectos de modificaciones en la microcuenca sobre la producción de sedimentos. Es frecuente que la información histórica sobre transporte de sedimentos sea muy deficiente en cuanto a su calidad, representatividad y duración. Para el presente estudio la información disponible es la que se obtiene durante el tiempo de estudio del proyecto. Teniendo en cuenta el volumen útil del embalse, el volumen muerto se puede determinar entre un 8% y un 15 % del volumen útil. VM = 0.15xVU VM = 0.15x2.76 VM = 0.41 MMC 9.3 Deter minación d del V Volumen TTotal d de A Almacenamiento El volumen de almacenamiento total de la represa ha sido hallado teniendo en cuenta la suma del volumen muerto y Volumen útil, obteniendo un volumen de de 3.17 MMC 9.4 Altur a d de lla P Pr esa Para el cálculo de la altura de la presa, se tomaron los valores de la Curva Altura-Volumen. En ella se observa, que la altura del


9.2 Determinación d del V Volumen M Muerto Para el dimensionamiento de embalses, se requiere contar con estimativos suficientemente precisos del tipo, magnitud y variación a través del tiempo del transporte de sólidos por las corrientes de agua que llegan al embalse. Esta información es útil para planear medidas de control de erosión en la cuenca del embalse y anticipar los efectos de modificaciones en la microcuenca sobre la producción de sedimentos. Es frecuente que la información histórica sobre transporte de sedimentos sea muy deficiente en cuanto a su calidad, representatividad y duración. Para el presente estudio la información disponible es la que se obtiene durante el tiempo de estudio del proyecto. Teniendo en cuenta el volumen útil del embalse, el volumen muerto se puede determinar entre un 8% y un 15 % del volumen útil. VM = 0.15xVU VM = 0.15x2.76 VM = 0.41 MMC 9.3 Deter minación d del V Volumen TTotal d de A Almacenamiento El volumen de almacenamiento total de la represa ha sido hallado teniendo en cuenta la suma del volumen muerto y Volumen útil, obteniendo un volumen de de 3.17 MMC 9.4 Altur a d de lla P Pr esa Para el cálculo de la altura de la presa, se tomaron los valores de la Curva Altura-Volumen. En ella se observa, que la altura del almacenamiento correspondiente al NAMO (volumen útil + el volumen muerto) es de 6.13 m, sin considerar bordo libre y de 0.85 m correspondiente al NAMIN (volumen muerto).

Cuadro N° 23. Relación Área-Volumen del embalse Cota

10.0

Area (m )

Vol. Parcial (m )

Vol. Acum

(m.s.n.m.)

Profundidad Altura (m)

(m )

(MMC)

4254.0

8.00

604,962.42

210,530.98

4,267,484.53

4.27

4253.65

7.65

598,078.29

384,588.34

4,056,953.55

4.06

4253.0

7.00

585,293.46

501,919.10

3,672,365.22

3.67

4252.13

6.13

568,583.88

73,753.55

3,170,446.12

3.17

4252.0

6.00

566,087.05

555,580.07

3,096,692.57

3.10

4251.0

5.00

545,138.93

537,435.14

2,541,112.49

2.54

4250.0

4.00

529,767.99

522,520.50

2,003,677.36

2.00

4249.0

3.00

515,306.36

508,084.27

1,481,156.86

1.48

4248.0

2.00

500,896.24

493,699.53

973,072.59

0.97

4247.0

1.00

486,537.62

72,819.63

479,373.05

0.48

4,246.85

0.85

484,391.55

4 06,553.42

406,553.42

0.41

4246.0

0.00

472,230.51

0.00

0.00

0.00

2

3

Vol. Acum

Observacion

Nivel Corona NAMO

NAMIN

ANLISIS D DE M MAXIMAS A AVENIDAS El análisis de avenidas tiene por finalidad determinar las descargas máximas probables para diferentes periodos de retorno que servirán para el diseño de la presa (vertedero de Demasías). La descarga que se utilice se le llamara “avenida de proyecto”. En la mayor parte de los

casos, especialmente para las estructuras que tienen un gran volumen



de almacenamiento, la avenida de proyecto es la máxima descarga probable, que se define como el mayor caudal que puede esperarse razonablemente en una corriente determinada en un punto que se elija. En la actualidad podrían ser usados diferentes métodos para la determinación de la avenida máxima del proyecto, abarcando las diversas posibilidades que se presentan para enfrentar el problema. En cada caso la metodología a ser usada dependerá, en gran parte, de la disponibilidad de información y de la experiencia del proyectista en el manejo de esta información. La mayoría de los factores que intervienen en el ciclo Hidrológico son de carácter aleatorio, por lo que muchos de los métodos de estudio apelan a las probabilidades y estadísticas. En zonas en las cuales no se dispone de mediciones como es el caso de pequeñas cuencas, el empleo de fórmulas empíricas aún es de mucha importancia para el cálculo de las avenidas máximas.

10.1 Información H Hidrológica En la quebrada Yanacocha, donde se ubica el vaso de la Represa de la laguna Yanacocha, no existen datos hidrométricos que registren avenidas por lo que este parámetro será estimado en base a la información de lluvias máximas (Precipitación Máxima en 24 horas) registradas en las estaciones ubicadas en el ámbito de la zona de estudio, habiéndose identificado una sola estación cercana a la zona de estudio adecuada para el análisis hidrológico. La información de precipitaciones máximas en 24 horas que serán utilizadas es el de la estación Cerro de Pasco con 30 años de periodo de registro (1975 - 2008). La ubicación y características de la estación pluviométrica localizada cercana a la zona de estudio se presentan en el Cuadro N° 24.

Cuadro N° 24. Estación Pluviométrica disponible en la zona de estudio Ubicación

Estación

Cerro de Pasco

Latitud

Longitud

Distrito

Provincia

Departamento

10°41' S

76°15' W

Chaupimarca

Pasco

Pasco

Altitud (msnm)

Periodo de Registro

4260

1975-2008

Se realizó un análisis de consistencia con las pruebas T-F de Student y Fisher que analiza los saltos en la media y en la desviación estándar respectivamente y se determinó que la serie se encuentra dentro de los límites de confianza. En el Cuadro N° 25 se puede observar la serie de valores extremos anuales de la estación disponible y en las Figura Nº 01 el diagrama de registros mensuales que expresa la variación de la precipitación máxima en función con el tiempo. Los registros históricos de precipitación máxima en 24 horas mensuales, proporcionadas por el SENAMHI, se presentan en el Anexo 01.



Cuadro N N° 2 25. V Valores m máximos a anuales – Estación C Cerro d de P Pasco

Nº

Año

Mes

Pp max. 24 horas (mm)

Nº

Año

1

1975

Diciembre

30.00

16

1992

Setiembre

23.00

2

1976

Agosto

50.00

17

1993

Octubre

36.00

3

1977

Febrero

35.00

18

1994

Abril

35.70

4

1979

Marzo

30.00

19

1995

Febrero

25.10

5

1980

Enero

38.00

20

1998

Febrero

30.50

6

1981

Noviembre

43.00

21

1999

Enero

38.00

7

1983

Setiembre

40.00

22

2000

Diciembre

22.60

8

1984

Enero

30.00

23

2001

Enero

29.40

9

1985

Marzo

30.00

24

2002

Marzo

26.80

10

1986

Setiembre

44.00

25

2003

Setiembre

20.70

11

1987

Octubre

23.50

26

2004

Diciembre

33.20

12

1988

Diciembre

46.00

27

2005

Marzo

46.70

13

1989

Enero

37.00

28

2006

Noviembre

27.30

14

1990

Diciembre

40.00

29

2007

Diciembre

26.70

15

1991

Noviembre

27.00

30

2008

Febrero

18.50

Mes

Pp max. 24 horas (mm)

10.2 Análisis d de FFrecuencia Con los valores de precipitación máxima en 24 horas (serie anual máxima) de la estación Cerro de Pasco se procedió a calcular las alturas de precipitación extrema probable correspondiente a diferentes períodos de retorno, sobre cuya base se estimara la descarga máxima para el diseño del vertedero de demasías, para ello se recurrió al software de cómputo, SMADA Versión 6.0. . El análisis de frecuencia se basa en las diferentes funciones de distribución de probabilidad teórica, se ha seleccionado las funciones de distribución Normal, Log-Normal, Pearson III, Log-Pearson III y Gumbel, por se las mas usadas en Hidrología para caso de eventos máximos. Luego de obtener las alturas de precipitación para diferentes períodos de retorno, se procedió a efectuar la prueba de bondad de ajuste estadístico Smirnov – Kolgomorov para determinar la distribución de probabilidad que se ajusta satisfactoriamente a los datos de la muestra, de donde se pudo concluir todos los datos observados se ajustan a las distribuciones, sin embargo se ajustan mejor a la distribución Pearson III.



Figura N N° 1 11. D Diagrama d de rregistros m mensuales – Estación C Cerro d de P Pasco

PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS - CERRO DE PASCO 60 55 50 45

) 40 m m ( 35 n o i c 30 a t i p 25 i c e r P 20 15 10 5 0 5 7 e n E

6 7 b e F

7 7 r a M

8 9 7 7 r y b a A M

0 8 n u J

1 2 3 4 8 8 - 8 - 8 v o p t g e c o A S O N

5 7 8 - 8 c e i n D E

8 8 b e F

9 0 9 8 r y b a A M

1 9 n u J

2 9 l u J

3 4 9 - 9 o p g e A S

5 9 t c O

6 8 9 - 9 c e i n D E

9 9 b e F

0 0 r a M

1 2 0 0 r y b a A M

3 0 n u J

4 5 0 - 0 o p g e A S

6 7 0 0 t c v o O N

8 0 c i D

Año



En el Anexo 02, se presenta los análisis de las funciones de distribución y sus respectivas pruebas de ajuste consideradas en el Estudio. Para la formulación del presente estudio, se ha elegido los resultados de la Distribución Pearson III, dado que según la prueba de bondad Smirnov - Kolmogorov dichas distribuciones de probabilidad se ajusta satisfactoriamente a los datos de la muestra. Finalmente los valores de Precipitación máxima de la distribución elegida, para diferentes periodos, están siendo compensadas por un factor de seguridad de 1.13 de acuerdo a la recomendación que realiza la Organización Metrológica Mundial, que toma en cuenta el número de lecturas en pluviómetro, que asume por seguridad en una vez por día. En el Cuadro Nº 26 se presenta las precipitaciones máximas en 24 horas obtenidas a partir de las diferentes funciones de distribución.

Cuadro N Nº 2 26. P Precipitación M Máxima p para d diferentes p periodos d de rretorno ((mm) T (años)

Normal

Log Normal

Pearson Tipo III

Log Pearson Tipo III

Gumbel

Pp. Max. de Diseño

500

56.54

64.88

60.72

64.35

70.64

68.61

200

54.04

60.20

57.24

60.15

64.52

64.68

100

51.99

56.59

54.45

56.83

59.89

61.53


En el Anexo 02, se presenta los análisis de las funciones de distribución y sus respectivas pruebas de ajuste consideradas en el Estudio. Para la formulación del presente estudio, se ha elegido los resultados de la Distribución Pearson III, dado que según la prueba de bondad Smirnov - Kolmogorov dichas distribuciones de probabilidad se ajusta satisfactoriamente a los datos de la muestra. Finalmente los valores de Precipitación máxima de la distribución elegida, para diferentes periodos, están siendo compensadas por un factor de seguridad de 1.13 de acuerdo a la recomendación que realiza la Organización Metrológica Mundial, que toma en cuenta el número de lecturas en pluviómetro, que asume por seguridad en una vez por día. En el Cuadro Nº 26 se presenta las precipitaciones máximas en 24 horas obtenidas a partir de las diferentes funciones de distribución.

Cuadro N Nº 2 26. P Precipitación M Máxima p para d diferentes p periodos d de rretorno ((mm) T (años)

Normal

Log Normal

Pearson Tipo III

Log Pearson Tipo III

Gumbel

Pp. Max. de Diseño

500

56.54

64.88

60.72

64.35

70.64

68.61

200

54.04

60.20

57.24

60.15

64.52

64.68

100

51.99

56.59

54.45

56.83

59.89

61.53

50

49.74

52.90

51.50

53.36

55.23

58.20

25

47.24

49.07

48.33

49.68

50.54

54.62

20

46.36

47.80

47.25

48.45

49.02

53.40

10

43.36

43.68

43.65

44.37

44.22

49.33

39.73

39.17

39.51

39.78

39.22

44.65

5

Maximo Registrado:

50.00 mm

N° Datos: 30

10.3 Periodo d de rretorno y y rriesgo d de e excedencia Para los efectos del cálculo de descargas máximas se han adoptado en éste proyecto los parámetros aceptados comúnmente en los estudios de Hidrología para diseño de presas. La descarga máxima para el diseño del vertedero será calculada para un periodo de retorno de 500 años y la estructura tendrá una vida útil de 50 años. En cuanto a los riegos de excedencia, en general se aceptan riesgos más altos cuando los daños probables que se produzcan, en caso de que discurra un caudal mayor al de diseño, sean menores, y los riesgos aceptables deberán ser muy pequeños cuando los daños probables sean mayores. La probabilidad de riesgo de excedencia para la estructura dependerá del periodo de retorno y de la vida útil de la obra proyectada: La fórmula a usar es: R. E  1  (1 

1 T

)n



Donde: R.E : Riesgo de Excedencia [%] T : Período de retorno [años] n : Vida útil [años] El siguiente cuadro se puede observar el riesgo de excedencia obtenido:

Cuadro N Nº 2 27. R Riesgo d de e excedencia v vertedero d de D Demasí as

Tipo de Obra

Período de retorno (años)

Vida Util (años)

Riesgo de Excedencia (%)

Aliviadero de Demasias

500

50

9.53

10.4 Descargas M Máximas Como no se cuenta con datos de caudales la descarga máxima será estimada mediante el Método del Hidrograma Triangular (cuencas de superficie mayor a 10 Km 2), también como comprobación se hará uso del Modelo HEC-HMS. Método del Hidrograma Unitario Triangular Mockus (1) desarrolló un hidrograma unitario sintético de forma triangular. De la geometría del hidrograma unitario, se escribe el gasto pico como:

q p



0.555 A

t b

Donde: A = área de la cuenca en km2 tp = tiempo pico en horas qp= descarga pico en m 3/s/mm. Del análisis de varios hidrogramas, Mockus concluye que el tiempo base y el tiempo de pico t p se relacionan mediante la expresión: tb= 2.67 tp A su vez, el tiempo de pico se expresa como:

t p 

de 2

t r

Donde: de = duración en exceso tr = tiempo de retraso, el cual se estima mediante el tiempo de concentración tc .

t r  0.6 t c o bien con la ecuación:

1

Mockus, Victor. Use of storm and watershed characteristics in syntetic unit hidrograph análisis and application. US. Soil Conservation Service, 1957.



 L  t r  0.005   S 

0.64

Donde L es la longitud del cauce principal en metros, S su pendiente en % y tr el tempo de retraso en horas. La duración en exceso con la que se tiene mayor caudal pico, a falta de mejores datos, se puede calcular aproximadamente como:

de  2 t c Para cuencas grandes o como de=t c para cuencas pequeñas. El caudal máximo se determina tomando en cuenta la precipitación efectiva Pe. Qmax = qp x Pe Pe puede ser calculada tomando en cuenta los números de escurrimiento propuesto por el U.S. Soil Conservation Service: 2

508     P 5 . 08   N P e  2032  20.32 P  N

Donde: Pe : Precipitación efectiva (cm) N : Número de curva P : Altura de lluvia (cm) La determinación del Número de Curva (N), se efectuó tomando en consideración la información recabada de la visita de campo en aspectos referentes a las condiciones del suelo y el uso de estos, relacionándolos con los factores metereologicos locales. La subcuenca implicada en la evaluación, en términos generales, se pueden clasificar como de suelo tipo C, esto se deduce según el Cuadro siguiente:

Para obtener el valor de N de la subcuenca de captación, se debe tener en cuenta la descripción y tipo de cobertura, el siguiente cuadro muestra los diferentes valores de número de curva de escorrentía para las diferentes coberturas:



Descripción y tipo de cobertura Pastos, forraje para pastoreo

Prados continuos, protegidos de pastoreo, y generalmente segado para heno Maleza mezclada con pasto de semilla, con la maleza como principal elemento

Mala Regular Buena

Numero de curva para grupos de suelos hidrológicos A B C D 68 79 86 89 49 69 79 84 39 61 74 80

----

30

58

71

78

48 35 30 57 43 32 45 36 30

67 56 48 73 65 58 66 60 55

77 70 65 82 76 72 77 73 70

83 77 73 86 82 79 83 79 77

59

74

82

86

Condición Hidrológica

Mala Regular Buena Combinación de bosques y pastos Mala (huertas o granjas con árboles) Regular Buena Bosques Mala Regular Buena Predios de granjas, construcciones, --veredas, caminos y lotes circundantes

Fuente: U U.S. S Soil C Con se Se r vice se r vation S

Utilizando la metodología mencionada, se ha obtenido los caudales de máximas avenidas para periodos de retorno de 200 y 500 años, resultados que se muestran en el Cuadro Nº 28.

Modelo HEC-HMS El HEC-HMS es un programa de simulación hidrológica tipo evento, lineal y semidistribuido, desarrollado para estimar los hidrogramas de salida en una cuenca o varias subcuencas (caudales máximos y tiempos pico) a partir de condiciones extremas de lluvia, aplicando para ello algunos de los métodos de cálculo de histogramas de diseño, pérdidas por infiltración, flujo base y conversión en escorrentía directa que han alcanzado cierta popularidad en los EE.UU y por extensión en nuestro país. El modelo HEC-HMS requiere la siguiente información: Información acerca de la precipitación histórica o de diseño. Información acerca de las características del suelo. Información morfométrica de las subcuencas. Información hidrológica del proceso de transformación de lluvia en escorrentía. Información hidráulica de los tramos del cauce principal.    





Cuadro N N°28. D Descargas M Máximas – Método H Hidrograma TTriangular

Microcuenca

Estructura Proyectada

Area

Desnivel

2

Longitud del cauce

(km )

H (m.) Tc  0.0195 K 0.77L Quebrada Yanacocha

Aliviadero de Demasias

14.04

Pendiente

228

(Km.) Q  5.52

Tiempo (horas)

Tiempo de

concentración retraso S (m/m)

tc (horas)

tr

0.041

1.98

1.19

CIA 3.6

Caudal

pico

base

tp

tb

2.18

Número Altura de lluvia

Unitario qp de curva 3

P(mm)

Luvia efectiva Pe(mm)

(m /s/mm)

N

T=200

T=500

T=200

T=500

1.34

86

29.32

32.77

7 .10

9.12

5.82

Caudal Máximo 3 (m /s) T=200 T=500 9.51

12.22

Cálculo de la lluvia efectiva Pe.-Método de los Números de Escurrimiento US.Soil Conservation Service Suelos textura tipo C 2

Pe

508    P  N  5.08     2032 P   20 .32 N

Para cuencas grandes:

t p



t c

t

 r

Para cuencas pequeñas: t p



t c 2



t r



Los resultados del Modelamiento HEC-HMS se presentan a continuación:

Cuadro N N°29. R Resultados d del M Modelo H HEC-HMS

Del cuadro de resultados se puede observar que el valor del caudal máximo de avenidas para un periodo de retorno de 500 años obtenido es de 10.1 m3/s, con una precipitación total de 32.77mm.

Figura N N° 112. D Diagrama d de P Precipitación y y d descarga M Máxima


Los resultados del Modelamiento HEC-HMS se presentan a continuación:

Cuadro N N°29. R Resultados d del M Modelo H HEC-HMS

Del cuadro de resultados se puede observar que el valor del caudal máximo de avenidas para un periodo de retorno de 500 años obtenido es de 10.1 m3/s, con una precipitación total de 32.77mm.

Figura N N° 112. D Diagrama d de P Precipitación y y d descarga M Máxima



Finalmente el caudal de diseño de máximas avenidas para un periodo de retorno de 500 años será el mayor valor estimado por los dos métodos mencionados anteriormente, esto para dar un mayor margen de seguridad a la estructura a proyectar. El valor de 12.22 m3/s (Método de Hidrograma Triangular) será usado para el diseño y dimensionamiento del vertedero de demasias.

11.0

CALIDAD D DE A AGUA 11.1 Análisis d de C Calidad d de A Agua Durante el trabajo de campo, se ha tomado muestras de agua a la salida de la Laguna Yanacocha, las mismas que fueron analizadas, en el laboratorio de Análisis de Suelos, planta agua y fertilizantes de la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional Agraria La Molina; que incluyen parámetros físico-químicos como: CE, pH, Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Cloruro, Sulfato, Bicarbonato, Nitratos, Carbonatos, SAR y boro (Anexo 04). Para la selección de parámetros, los criterios de interpretación para calidad de agua han sido tomados de la legislación ambiental vigente para calidad de agua para diferentes usos, Clase III para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales de la Ley General de Aguas DL 17752 y sus modificatorias (1983 – 2003) para cursos de agua superficial. Los resultados del análisis de aguas de las muestras tomadas dentro del ámbito de estudio, referido a cationes, aniones, conductividad eléctrica, sodio y pH, se muestran en el Cuadro Nº 30.

Cuadro N N°30. R Resultado d de A Análisis d de A Agua Parametro

CE

Und.

Valor

(dS/m)

0.31

pH

7.97

Calcio

(meq/l)

2.76

Magnesio

(meq/l)

0.63

Sodio

(meq/l)

0.01

Potasio

(meq/l)

0.01

SUMA DE CATIONES

3.41

Cloruro

(meq/l)

0.30

Sulfato

(meq/l)

0.02

Bicarbonato

(meq/l)

3.41

Nitratos

(meq/l)

0.00

Carbonatos

(meq/l)

0.00

SUMA DE ANIONES

3.73

RAS

0.01

Boro (ppm)

0.00

CLASIFICACION

C2 - S1



11.2 Evaluación d de lla C Calidad d de A Agua c con FFines A Agrí colas Según los resultados obtenidos las aguas de clase C2-S1 son aguas de una calidad buena para su uso en el riego de plantas, pero se podrían representar problemas de salinidad para el suelo, no existiendo perdida de infiltración por la cantidad de sodio que contiene. C2 corresponde a un valor de salinidad medio y es clasificada como un agua de buena calidad para riego de diferentes cultivos a excepción de plantas sensibles que pueden mostrar estrés a sales. S1 representa el contenido de sodio que según los estándares empleados en el laboratorio no representan peligro para la permeabilidad del suelo, esta interpretación se basa en los estándares elaborados por la Universidad de California, Comité of Consultants 1974.

Cuadro N N°31. V Valores d de P Parámetros R Recomendables d del A Agua p para R Riego

PARAMETROS

Símbolos Unidad

Valores Normales en Aguas de Riego

SALINIDAD Contenido de Sales Conductividad Eléctrica

Eca

dS/m

0-3

Total Sólidos en Solución

TSS

mg/l

0 - 2000

Calcio

Ca++

mq/l

0 - 20

Magnesio

Mg++

mq/l

0-5

Na+

mq/l

0 - 40

CO3--

mq/l

0 - 0.1

HCO3--

mq/l

0 - 10

Cl-

mq/l

0 - 30

SO4--

mq/l

0 - 20

Nitrato-Nitrógeno

NO·-N

mg/l

0 - 10

Amonio-Nitrógeno

NH4-N

mg/l

0-5

Fosfato-Fósforo

PO4-P

mg/l

0-2

K+

mg/l

0-2

B

mg/l

0-2

CATIONES Y ANIONES

Sodio Carbonatos Bicarbonatos Cloro Sulfatos NUTRIENTES

Potasio VARIOS Boro Acidez o Basicidad Relación de Adsorcion de Sodio

pH

6 - 8.5

RAS

0 - 15

La aptitud del agua para riego se aprecia generalmente por el análisis químico que comprende los cationes del calcio, magnesio, sodio y potasio y los aniones cloro, sulfato, carbonato y nitrato. Para la clasificación del agua para riego se ha seguido los estándares presentados en el Cuadro Nº 31. Del análisis del Cuadro Nº 32, se desprende que todos los parámetros, se encuentran dentro de los límites permisibles; motivo por el cual se puede



concluir que las aguas de la microcuenca estudiada son de buena calidad para riego.

Cuadro N N°32. V Valores d de P Parámetros R Recomendables d del A Agua p para R Riego

Parámetro

Resultados de Análisis

Límites Permisibles mínimo

máximo

CE (dS/m)

0.31

0

3

pH

7.97

6

8.5

Calcio (meq/l)

2.76

0

20

Magnesio (meq/l)

0.63

0

5

Sodio (meq/l)

0.01

0

40

Potasio (meq/l)

0.01

0

2

Cloruro (meq/l)

0.30

0

30

Sulfato (meq/l)

0.02

0

20

Bicarbonato (meq/l)

3.41

0

10

Nitratos (meq/l)

0.00

0

10

Carbonatos (meq/l)

0.00

0

0.1

RAS

0.01

0

15

Boro (ppm)

0.00

0

2

Es importante resaltar que la deficiencia o exceso de algunos de estos elementos puede causar los siguientes problemas: Un alto contenido de sodio trae problemas de toxicidad a los cultivos; el Potasio (K) es un elemento que actúa como nutriente del suelo por lo que su presencia en el agua es importante ya que mejorara la fertilidad del suelo. Una concentración se sulfatos por encima de los límites permisibles traería problemas de incrustaciones sobre todo en las plantas regadas por aspersión, un síntoma de esto es la presencia de depósitos blancos en las hojas, frutos y flores. El exceso de bicarbonatos causa incrustaciones que se manifiestan en la forma de depósitos blancos en las hojas y frutos de las plantas. El nitrógeno en las plantas y en el suelo se manifiesta en forma de nitratos, un exceso de nitrógeno puede sobre estimular el crecimiento, retardar la madurez o provocar cosechas de baja calidad, a pesar de que en algunos campos se ha presentado estos efectos, se recomienda realizar estudios mas detallados para poder identificar la causa del problema. Valores de RAS fuera de los límites permisibles afectan las propiedades del suelo, provocando la dispersión de la estructura de este, esta pérdida de la estructura es provocada por la dispersión de partículas que provocan el alto contenido de Na y el bajo contenido de Ca y Mg. La principal manifestación de este problema es en la perdida de infiltración del suelo, lo que impide el paso del agua a la capa radicular. Un alto contenido de boro trae problemas de toxicidad para las plantas. Los síntomas en las plantas se dan por la acumulación de este elemento en las hojas, sobre todo en sus bordes, cabe resaltar que los síntomas tardan en presentarse.



Aun cuando el valor de conductividad eléctrica se encuentra dentro de los límites permisibles, la muestra de agua de la laguna Yanacocha podría presentar algún grado de restricción con relación al contenido de sales para fines agrícolas, pero pueden ser controladas con prácticas de lixiviación. En conclusión estas aguas son aptas para el riego.

11.3 Evaluación d de lla C Calidad d de A Agua p para U Uso D Domestico Para establecer la calidad del agua con fines de consumo doméstico se ha tomado como referencia la Norma Peruana y las guías de la Organización Mundial de la Salud (OMS). De acuerdo a la OMS, las características físicas y químicas que determinan los límites permisibles para consumo humano se aprecian en el cuadro N° 33. Cuadro N N° 3 33. LLí mites P Permisibles p para C Consumo H Humano ((OMS)

mg/l (ppm) – meq/l

Concentración Máxima Permitida mg/l (ppm) - meq/l

Calcio

75 - 3,7

200 - 9,9

Magnesio

50 - 4,1

150 - 12,3

Sulfatos

200 - 4,2

400 - 8,3

Cloruros

200 - 5,7

600 - 17,0

7 - 8,5

6,5 - 9,2

Sustancias

pH

Concentración Máxima Aceptable

Se ha comparado los valores máximos permisibles de estas normas y criterios con las concentraciones de los parámetros determinados y se ha podido comprobar mediante el análisis del Cuadro N° 33, que las aguas de la microcuenca estudiada son de buena calidad para uso poblacional ya que, las muestras, se ubican dentro de la concentración máxima permitida para uso doméstico correspondiente al calcio, magnesio, sulfatos, cloruros y pH.

12.0

CONCLUSIONES La zona de estudio corresponde a la microcuenca Yanacocha con un área de drenaje de 14.04 Km 2 y una altitud media de 4356 m.sn.m. 





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La precipitación promedio total anual en la zona de estudio es igual a 1,186.96 mm. A falta de información, para el cálculo de las descargas medias mensuales de la microcuenca en estudio, se ha utilizado el modelo de generación de caudales, propuesto por la Misión Técnica Alemana (Modelo de Lutz). Para el proceso de generación de descargas se ha tomado en cuenta los valores de precipitación registrada en la estación Cerro de Pasco. La oferta hídrica de promedio anual de la microcuenca se ha estimado en 0.315 m3/s que en términos de volumen equivale a 9.944 MMC anuales. De acuerdo a la información recabada en campo se ha definido un área de riego de 1,160 ha de las cuales se pretende sembrar los


Estudio Hidrologico_Presa Laguna Yanacocha

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