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PERFIL DE PRE INVERSION "REFORZAMIENTO DEL RIO TRANCAMAYO ENJ EL SECTOR PUENTE Y ESTABLECIMIENTO DE CHUMUCH DEL C.P. CHUMUCH-DISTRITO CHUMUCH -CELENDIN CAJAMARCA.
INFORME DE HIDROLOGIA
1.0 INTRODUCCIÓN
1.1 GENERALIDADES
El Informe está orientado a evaluar máximas descargas para obras de Reforzamiento del
rio trancamayo en el sector Puente Chumuch , Carretera vecinal de Acceso a los centros
poblados anexos del distrito de Chumuch, se toma como Kilómetro 0+000 trescientos
metros al norte del Puente Chumuch y 300 ml. A la margen derecha e izquierda del Río
Grande Trancamayo.
1.2. ORIGEN DE LAS PRECIPITACIONES
En esencia toda precipitación de agua en la atmósfera, sea cual sea su estado (sólido o
líquido) se produce por la condensación del vapor de agua contenido en las masas de
aire, que se origina cuando dichas masas de aire son forzadas a elevarse y enfriarse. Para
que se produzca la condensación es preciso que el aire se encuentre saturado de
humedad y que existan núcleos de condensación.
a) El aire está saturado si contiene el máximo posible de vapor de agua. Su humedad
relativa es entonces del 100 por 100. El estado de saturación se alcanza normalmente
por enfriamiento del aire, ya que el aire frío se satura con menor cantidad de vapor de
agua que el aire caliente. Así, por ejemplo, 1 m³ de aire a 25 ºC de temperatura, cuyo
contenido en vapor de agua sea de 11 g, no está saturado; pero los 11 g lo saturan a 10
ºC, y entonces la condensación ya es posible.
b) Los núcleos de condensación (que permiten al vapor de agua recuperar su estado
líquido), son minúsculas partículas en suspensión en el aire: partículas que proceden de
los humos o de microscópicos cristales de sal que acompañan a la evaporación de las
nieblas marinas. Así se forman las nubes. La pequeñez de las gotas y de los cristales les
permite quedar en suspensión en el aire y ser desplazadas por los vientos. Se pueden
contar 500 por cm³ y, sin embargo, 1 m³ de nube apenas contiene tres gramos de agua.
Las nubes se resuelven en lluvia cuando las gotitas se hacen más gruesas y más pesadas.
El fenómeno es muy complejo: las diferencias de carga eléctrica permiten a las gotitas
atraerse; los «núcleos», que a menudo son pequeños cristales de hielo, facilitan la
condensación. Así es como las descargas eléctricas se acompañan de violentas
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precipitaciones. La técnica de la «lluvia artificial» consiste en «sembrar» el vértice de las
nubes, cuando hay una temperatura inferior a 0 ºC, con yoduro de sodio; éste se divide
en minúsculas partículas, que provocan la congelación del agua; estos cristales de hielo
se convierten en lluvia cuando penetran en aire cuya temperatura es superior a 0 ºC.1
olha gris
Los valores de precipitación, para que sean válidos, deben ser científicamente
comparables.
Los instrumentos más frecuentemente utilizados para la medición de la lluvia y el
granizo son los pluviómetros y pluviógrafos, estos últimos se utilizan para determinar
las precipitaciones pluviales de corta duración y alta intensidad. Estos instrumentos
deben ser instalados en locales apropiados donde no se produzcan interferencias de
edificaciones, árboles, o elementos orográficos como rocas elevadas.
La precipitación pluvial se mide en mm, (Litro x m2) que equivale al espesor de la lámina
de agua que se formaría, a causa de la precipitación, sobre una superficie plana e
impermeable.
A partir de 1980 se está popularizando cada vez más la medición de la lluvia por medio
de un radar meteorológico, los que generalmente están conectados directamente con
modelos matemáticos que permiten determinar la lluvia en una zona y los caudales en
tiempo real, en una determinada sección de un río en dicha zon
1.3. ANTECEDENTES
1.3.1 Información Cartográfica
La cartográfica básica para la realización del informe hidrológico y la generación de
mapas temáticos para el reforzamiento del Rio Trancamayo ha consistido en:
Mapas de la Carta Nacional a escala 1/100 000; con equidistancia de curvas de nivel
cada 50 m, levantado por el IGN por métodos fotogramétricos con control terrestre –
1967. Hoja 14-6 Celendín
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1.3.2. Información Pluviométrica
La información pluviométrica corresponde a una estación hidrográfica de la zona,
ubicada en el distrito de Utco, provincia de Celendín Región Cajamarca.
. Para el estudio, se cuenta con información de precipitación total mensual de la
estación mencionada y registro diario, con series de datos entre los años 2000 – 2007
de las siguientes estaciones pluviométricas:
Cuenca del río Alto Marañón: Celendín.
1.3.3. Información Hidrométrica
Consecuente a que el diseño de obras de arte y de Defensa Ribereña se sustenta en
el cálculo hidrológico de caudales, el estudio está orientado en determinar una
escorrentía puntual de máximas avenidas.
. En la cuenca del Río Marañón existe solo la estación de “Celendín".
1.4. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA DEL RÍO MARAÑON.
1.4.1. Ubicación
La cuenca del río Trancamayo (Chumuch), está orientada de Norte a Sur, con la
siguiente ubicación geográfica y política.
a) Geográficamente
El rio Chumuch es afluente de la margen derecha del rio Marañon, a donde
discurren sus aguas.
b) Política
El tramo materia de reforzamiento se encuentra en el límite del centro poblado
Chumuch entre el Puente Chumuch y la línea de fondo del Establecimiento de salud
del centro poblado referido se ubica en el distrito de Chumuch, provincia de Celendín
en el departamento de Cajamarca.
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1.4.2. Acceso
Partiendo desde Lima por la carretera Panamericana Norte, se llega a la ciudad de
Trujillo km 560, luego se continua por vía asfaltada hasta el Cruce de Ciudad de Dios
cerca de Guadalupe donde existe un desvió a la localidad de Cajamarca, continuando
por carretera asfaltada en buen estado de conservación hasta Cajamarca y de allí
hasta La Encañada con vía asfaltada, a unos, en este tramo comienza una carretera
Afirmada hasta Celendín (en construcción de vía asfaltada. Llegando a Celendín, se
escoge la ruta que va a Chumuch: Celendín, Languat, Pizon, Chalan y de allí a
Chumuch.
1.4.3. Hidrografía de la Zona
Figura Nº 11: UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE CHUMUCH
ESQUEMA DE CUENCAS
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Figura Nº 1.2: UBICACIÓN POLÍTICA
Camino Vecinal Distrito de Chumuch
2.0 ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN
2.1. Manantiales
En la visión andina, las relaciones entre comunidades se caracterizan por la
complementariedad y la reciprocidad. En ese contexto, el ciclo del agua es un marco
para vivir la complementariedad y la reciprocidad. Las creencias y costumbres
relacionadas con el agua han sobrevivido hasta la actualidad. Los ritos han mantenido su
vigencia, porque están asociados a la producción y refuerzan la cohesión del grupo
social. Los ritos son muy variados y se manifiestan en la fiesta del agua, momentos
privilegiados en la vida de las comunidades. Para el trabajo socio ambiental, comprender
lo que alienta la participación de los pueblos en la conservación el agua, ayuda a
establecer un diálogo conducente a alcanzar el desarrollo en convivencia armónica con
la naturaleza, lo que requiere que los pueblos rurales representados participen en la
conservación de sus recursos hídricos locales. (Fuente: Boletín del Comité Sectorial de Agua y
Saneamiento - Marzo del 2001).
Según los pobladores, los manantiales en el distrito se concentran en la parte central
del distrito, siendo Agua Santa y El Imperio aquellos caseríos que cuentan con los
números más altos de manantiales: 4 y 3, respectivamente.
Con respecto al estado de los manantiales en los últimos 10 años, los pobladores
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indican que han disminuido debido a la deforestación en las partes altas aunque
algunos hicieron referencia a los cambios climáticos, es decir, a una causa más general.
Ubicación de Manantiales
2.2. RED DE ESTACIONES DE MEDICIÓN – INFORMACIÓN HISTÓRICA
En una cuenca hidrográfica, uno de los componentes más importantes del ciclo
hidrológico es la precipitación, por esta razón es que se realiza el informe de este
parámetro meteorológico en forma conjunta y detallada, pues corresponde a datos
estadísticos que se publican por cuencas hidrográficas. En este caso la del Marañón.
En esta parte del estudio se analiza la frecuencia de precipitación diarias y total
mensual (mm) disponiéndose información pluviométrica de 6 puntos de control
(estaciones pluviométricas), localizados en el entorno del área del Proyecto, de las
cuales tres estaciones pluviométricas están ubicadas en la cuenca del río Crisnejas
(San Marcos, Huamachuco y Cajabamba) dos en la cuenca del río Chusgón
(Cochabamba y Moyán) y una estación en la cuenca del Alto Marañón (Celendín).
En el Cuadro Nº 2.1, se muestra la relación de estaciones con sus respectivas
características de código, tipo, ubicación, etc. disponible de las estaciones
pluviométricas y en la Figura Nº 2.2, se muestra su ubicación en la cuenca del
Proyecto .y cuencas vecinas.
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Cuadro Nº 2.1. CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS DE LA CUENCA EL MARAÑON Y CUENCAS VECINAS.
ESTACIÓN CÓDIGO DEESTACIÓN CATEGORÍA
UBICACIÓN POLÍTICA UBICACIÓN GEOGRÁFICA PERIODO DE INFORMACIÓNDepartamento Provincia Distrito Latitud Longitud Altitud
San MarcosCajabambaCelendínCochabambaMoyanHuamachuco
153 242
COCOCOPLUPLUCO
CajamarcaCajamarcaCajamarcaLa LibertadLa LibertadLa Libertad
San MarcosCajabambaCelendínSchez. CarriónSchez. CarriónSchez. Carrión
San MarcosCajabambaUtcoCochabambaCurgoHuamachuco
07º 20’07º 37’06º 51’07º 50’07º 53’07º 49’
78º 10’78º 03’78º 07’77º 53’77º 56’78º 03’
2 2542 7832 6202 5502 7503 220
1966 – 20051959 – 1977
1966 – 1982, 1996 – 20051954 – 19801954– 1969
1966 - 1977 2000 - 2008
Fuente: Hidrología de la cuenca del Crisnejas en Cajamarca
Figura Nº 2.2: PERIODO Y LONGITUD DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE DELAS ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS
San Marcos
Cajabamba
Celendín
Cochabamba
Moyan
Huamachuco
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2100
Figura Nº 2.3: UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES PLUVIOMÉTRICAS EN CUENCA DEL AALTO MARAÑON Y CUENCAS VECINAS
San MarcosCajabamba
Huamachuco
Celendín
Moyan Cochabamba
Markawamachuco
R. Condebamba
Río Grande
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2.4 VARIABLES ESTADÍSTICAS DE LA INFORMACIÓN DE PRECIPITACIÓN
En el cuadro Nº 2.4, se muestran los parámetros estadísticos de cada una de las
estaciones pluviométricas, en donde se presenta las siguientes variables
estadísticas calculadas para la serie anual:
Número total de años con datos de cada estación.
Número de años completos, es decir, con datos en todos los meses .
Valor medio de toda la serie anual
Coeficiente de variación de la serie anual
Coeficiente de sesgo de la serie anual
Cuadro Nº 2.4PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE LAS SERIES HISTÓRICAS DE LAS ESTACIONES
PLUVIOMÉTRICAS DE LA CUENCA DEL RÍO MARAÑON Y CUENCAS VECINAS
ESTACIÓN AÑOS TOTALES
COMPLETOS MEDIACOEFIC. DEVARIACIÓN
COEFIC. DESESGO
San MarcosCajabambaCelendín
CochabambaMoyan
Huamachuco
403040403033
402040201926
719,2940,0951.6959,6877,4924,6
0,2190,3070,808
0,176
0,1210,700
-0,185
1,543
6 Estaciones 40 años 1954 / 67 - 2000 / 07
Fuente: Elaboración propia
2.3 ANÁLISIS DE DOBLES ACUMULACIONES Y COMPLETACIÓN DE LA INFORMACIÓN HISTÓRICA
2.3.1 Dobles Acumulaciones
El método de doble acumulación es una técnica que permite valorar la consistencia
de una serie temporal en función de otra serie de referencia.
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Para este proceso se han considerado dos grupos de estaciones a comparar, para
cada una de las cuales se ha determinado la estación índice como el promedio de las
series de las estaciones respectivas.
Para la agrupación de estaciones se ha considerado el módulo pluviométrico anual y
la ubicación geográfica, con estos criterios se tienen los siguientes grupos:
Grupo 1, Estaciones: San Marcos, Cajabamba y Huamachuco.Grupo 2, Estaciones: Huamachuco, Celendín, Cochabamba y Moyan.
En las Figuras Nº 2.5, Nº 2.6 se muestran las estaciones agrupadas de los Grupos 1, y
2, respectivamente.
En las Figuras Nº 2.7, Nº 2.8 se muestran las dobles acumulaciones de los Grupos 1,
2, respectivamente.
Figura Nº 2.5: CONSTITUCIÓN DE GRUPO 1, DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS
Sn. Marcos
Cajabamba
Huamachuco
Fuente: Elaboración propia
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Figura Nº 2.6: CONSTITUCIÓN DE GRUPO 2, DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS
Celendin
Huamachuco
Moyan
Cochaabamba
Fuente: Elaboración propia
Figura Nº 2.7: DOBLES ACUMULACIONES DEL GRUPO 1
Fuente: Elaboración propia
Años completo 1966 - 1977
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Figura Nº 2.8: DOBLES ACUMULACIONES DEL GRUPO 2
Fuente: Elaboración propi
La consistencia de la estación de Huamachuco es válida para las cuencas de Crisnejas y Chusgón.
2.3.2 Completación de la Información Histórica
Para completar las lagunas en las series de datos, se ha utilizado un modelo de
regresión bivariado en el que, mediante estacionarización previa mensual de las
series de datos, se completan las lagunas existentes.
En el Cuadro Nº 2.9, se presenta la matriz de coeficientes de regresión parcial entre
parejas de estaciones para la cuenca del Crisnejas y Alto Marañón.
Cuadro Nº 2.9 : MATRIZ DE COEFICIENTES DE REGRESIÓN PARCIALENTRE PAREJAS DE ESTACIONES
153244 153249 111111 153222 153211 153247 153263 153242 153212 153210 153220 153246153263 1.00 .69 .50 .44 .61 .46 .51 .57 .57 .24 .62 .56153244 .69 1.00 .47 .46 .50 .36 .41 .46 .50 .41 .63 .49153242 .50 .47 1.00 .49 .34 .33 .36 .36 .53 .06 .53 .56153249 .44 .46 .49 1.00 .31 .23 .36 .46 .46 .32 .52 .47153212 .61 .50 .34 .31 1.00 .44 .50 .44 .37 .23 .70 .39111111 .46 .36 .33 .23 .44 1.00 .43 .23 .39 .23 .37 .33153210 .51 .41 .36 .36 .50 .43 1.00 .43 .48 .27 .60 .41153222 .57 .46 .36 .46 .44 .23 .43 1.00 .48 .13 .56 .64153220 .57 .50 .53 .46 .37 .39 .48 .48 1.00 .18 .56 .51153211 .24 .41 .06 .32 .23 .23 .27 .13 .18 1.00 .28 .21153246 .62 .63 .53 .52 .70 .37 .60 .56 .56 .28 1.00 .58153247 .56 .49 .56 .47 .39 .33 .41 .64 .51 .21 .58 1.00
Fuente: Hidrología de la cuenca del Crisnejas en Cajamarca
En el cuadro 2.10, se presentan los registros completados y extendidos de la
precipitación total mensual para estaciones de la cuenca del Marañón y Crisnejas.
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Cuadro Nº 2.10 . Promedios Mensuales de las Estaciones Pluviométricas
Estación Ene feb Mar abr may jun jul ago set oct nov dic total
Huamachuco 119.5 138.2 179 100.56 43.17 22.69 14.96 20.83 29.99 95.33 88.02 93.35 945.59
Sn. Marcos 87.65 114.2 138.3 72.52 22.9 7.74 3.59 5.9 30.01 76.57 70.96 88.95 719.2
Cajabamba 113.7 128.2 177 106.9 39.1 18.1 12.6 13.2 37.6 100.6 98.1 94.7 939.8
Celendín 87.47 115.6 176.1 113 42.76 17.26 9.09 12.18 34.79 111.4 123.3 108.6 951.6
Moyan 99.7 128.8 164.9 106.2 39.9 12.9 7.8 11.9 31.7 109 76.6 87.8 877.2
Cochabamba 101.7 123.3 175.1 120.3 53.8 15 35.7 19.5 39.9 95.6 87.6 92.4 959.9
Fuente: Elaboración propia
Figura Nº 2.11 : Variación Mensual de las Estaciones Pluviométricas
Fuente: Elaboración propia
2.4 PRECIPITACIÓN AREAL EN LA CUENCA
Con la información mostrada en el Cuadro Nº 2.11 y con el método de las isoyetas se ha determinado la precipitación media anual de las cuencas. En la Figura Nº 2.6r12 se muestra la distribución de las isoyetas de la precipitación total anual para el año promedio histórico 1966 – 2005.
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Figura Nº 2.12 : Isoyetas Total Anual de la Cuenca Rio Crisnejas –Marañón
Fuente: Elaboración propia
3.1 DESCARGAS MÁXIMAS
Las descargas máximas se han obtenido a partir de la precipitación máxima en 24
horas, teniendo en consideración las características físicas de la cuenca por la calidad
de registro y su ubicación dentro de la zona de estudio.
Para el estudio de estas descargas máximas se ha tenido en cuenta la definición del
Hidrograma Unitario, a partir de un hidrograma sintético sobre la base de lluvias
máximas en 24 horas y el concepto de tiempo de retraso, el cual es un índice del
tiempo de concentración de la escorrentía en la unidad hidrográfica.
Se ha seguido los siguientes pasos
San Marcos
Moyan Cochabamba
Markawamachuco
600
800
1000
1100
Cuenca del CrisnajasCajabamba
Huamachuco
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3.1.1 Relación de la Altitud y la Precipitación Total Anual
En el Cuadro Nº 3.1.Se observa la relación de la altitud y de precipitación promedio
anual y en la Figura Nº 6.1 su representación gráfica, notándose que la precipitación
se ajusta a una ecuación de regresión lineal simple de tipo potencial de la forma:
P= 0.891*H-1.0834, con
Donde:: Precipitación promedio anual en mm: Altitud en msnm.
: Coeficiente de correlación
Cuadro Nº 3.1. Relación Altitud y Precipitación
Estación m.m. Niv.
Huamachuco 945.59 3 220
Cajabamba 939.8 2 783
Moyan 877.2 2 750
Celendín 951.6 2 620
Cochabamba 959.9 2 550
Sn. Marcos 719.2 2 254
Se asume una precipitación media de 500 mm conforme al Mapa climático para la
altitud media de 1200 msnm. Determinado por ONERN (actualmente INRENA)
Figura Nº 3.2 . Relación Altitud vs. Precipitación
Se estima en el prsente informe hidrogràfico que la precipitacion anual pluvial en
la cuenca del Alto marañon , circunscripcion del distrito de Chum,uch provincia
deCelendin Regiòn Cajamarca que el m.m. de precipitacion tienen un promdio de
951.6 litros por metro cuadrado.
Chumuch , Marzo del 2,013