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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

Profesor: Collas Chávez, Manuel Curso: Hidrología Proyecto: Trabajo final Sección: CX81 Integrantes: -

Aranda Luis, Elvis

u20171a883

-

Marin Villavicencio, Andrés

u201610870

-

Pacheco Ramírez, Bruno

u201711337

-

Miranda Medina, Nicole

u201711190

-

Hinostroza Terrazo, Kevin

u201414295

-

Medina, Puchuri, Wilfredo

u201417877

2020-01 LIMA-PERÚ

INDICE 1.

Introducción ........................................................................................................................... 3

2.

Objetivos ................................................................................................................................ 4 2.1.

Objetivos generales........................................................................................................ 4

2.2.

Objetivos específicos...................................................................................................... 4

3.

Marco Teórico ........................................................................................................................ 4

4.

Parámetros de la Cuenca ....................................................................................................... 5 4.1.

Ubicación........................................................................................................................ 5

4.2.

Ubicación Geográfica ..................................................................................................... 5

4.3.

Cuenca Delimitada ......................................................................................................... 6

4.4.

Área de la Cuenca .......................................................................................................... 9

4.5.

Perímetro de la Cuenca.................................................................................................. 9

4.6.

Ubicación Hidrográfica ................................................................................................... 9

5.

Clima del área de trabajo ..................................................................................................... 10

6.

Aspectos Geomorfológicos .................................................................................................. 11 6.1.

Carácter tectónico degradacional y erosional ............................................................. 11

6.1.1.

Montañas ............................................................................................................. 12

6.2.

Colinas y Lomadas ........................................................................................................ 12

6.3.

Carácter deposicional o agradacional .......................................................................... 13

6.3.1. 6.4.

Piedemonte .......................................................................................................... 12

Geoformas particulares ...............................................................................................14

7.

Geomorfología de la cuenca Ilabaya .................................................................................... 15

8.

Perfil longitudinal ................................................................................................................. 21

9.

Precipitación ........................................................................................................................22

10.

Análisis de consistencia.................................................................................................... 40

11.

Evapotranspiración .......................................................................................................... 43

12.

Infiltración ........................................................................................................................ 49

13.

Escorrentía ....................................................................................................................... 49

14.

Balance Hídrico ................................................................................................................46

15.

Embalses ..........................................................................................................................52

16.

HMS .................................................................................................................................. 46

17.

Conclusiones y recomendaciones .................................................................................... 53

18.

Bibliografía ....................................................................................................................... 53

1. Introducción En los últimos años se evidencia más la escasez de agua a nivel mundial. Es por ello que es muy importante gestionar bien los recursos hídricos. Puesto que el agua es un recurso fundamental para el desarrollo de las comunidades el cual se deriva para el consumo humano, abastecimiento de agrícola, industrial, agropecuario,

energético y minero. Es por ello que, en este informe, se elaborará el trabajo final del curso de Hidrología. El cual comprende conocer y evaluar las características físicas, geomorfológicas y analizar la información hidrometeorológica como las precipitaciones. Además, se procederá analizar la hidrología estadística. Finalmente se determinará la demanda de agua para las áreas de cultivo, encontrar el balance hídrico de la cuenca y la generación de caudales máximos

2. Objetivos 2.1.

Objetivos generales •

Describir, evaluar, cuantificar y estimar el funcionamiento de la cuenca del rio Ilabaya como un Sistema Hidrológico

•

Analizar y evaluar de acuerdo con los registros históricos sus principales componentes como la precipitación, temperatura, evapotranspiración y caudales.

2.2.

Objetivos específicos •

Identificar las características de la cuenca: Área, perímetro, longitud haciendo uso del software ArcMap

•

Evaluar los parámetros de forma y relieve de la cuenca.

•

Realizar la caracterización de la red de canales como el orden de los ríos los índices de Horton y Densidad de drenaje.

•

Procesar el análisis de data de precipitación media por métodos de polígonos de Thiessen y mapa de Isoyetas.

•

Caracterizar las condiciones climatológicas y meteorologías como la precipitación, temperatura y evapotranspiración.

•

Realizar el análisis de consistencia.

•

Desarrollar y graficar las curvas IDF.

•

Graficar los hidrogramas de los caudales de diseño en base al método del hidrograma triangular.

3. Marco Teórico Para este estudio hidrológico de la cuenca del rio Ilabaya se procederá en la recolección de data de estaciones pluviométricas ubicadas en la cercanía de la

cuenca. Para ello, se entrará a la página del Instituto Geológico minero y Metalúrgico del Perú para la extracción de las cartas nacionales extraídas en formato shape. Estas cartas nos ayudaran en la limitación de la cuenca con ayuda del

software

Arcgis.

Asimismo,

se

procedió

a

recolectar

la

data

hidrometeorológica otorgada por SENAMHI. Una vez obtenido los datos se procederá a completación y calibración de datos para luego proceder a elaborar los cuadros, tablas y demandas con la que cuenta la cuenca del rio Ilabaya.

4. Parámetros de la Cuenca 4.1.

Ubicación

Está ubicada entre las coordenadas geográficas 17º 20' 45.461" de latitud y 70º 27' 22.166" Longitud Oeste. Se encuentra ubicada en el departamento de Tacna en el distrito Ilabaya cerca de la frontera con Moquegua. Vía de acceso disponible es de la ciudad de Tacna y la ruta por carretera más corta desde Tacna a Ilabaya, la distancia es de 115 Km y la duración aproximada del viaje de 1h 48 min. Asimismo, existe la ruta de inicia en empalme alto caimara y recorre transversalmente al centro poblado de Pampa Sitana uniéndose al límite de Moquegua haciendo un recorrido de 15.170 kilómetros, cuya superficie es de asfalto.

Ruta de Tacna a Ilabaya

4.2.

Ubicación Geográfica

4.3.

Cuenca Delimitada

La delimitación de la cuenca lo realizamos mediante el programa Arc gis con las cartas nacionales descargadas Instituto Geológico minero y Metalúrgico del Perú en formato shape.

4.4.

Área de la Cuenca

Según los datos obtenidos del Arcgis el Área de la cuenca es 1020.30 km2 aproximadamente.

4.5.

Perímetro de la Cuenca

Según los datos obtenidos del Arcgis el perímetro de la cuenca es 148.73 km.

4.6.

Ubicación Hidrográfica

El Distrito de Ilabaya cuenta con varias cuencas Hidrograficas en su territorio, que alimentan los valles de Ilabaya, Mirave, Locumba, y el distrito de Ite. Las cuencas de Ilabaya que más destacan son la Cuenca del Rio Salado que viene desde la Laguna de Aricota, pasando por los pueblos de Chintari, Poquera, Chulibaya, y Ticapampa, para luego unirse al rio Ilabaya y formar el Rio Locumba. El rio Ilabaya, tiene sus origenes en las pampas de Turún Turún "En sus inicios esta dividido en dos ramales: el río Camilaca y el río Borogueña. El rio Camilaca riega las áreas agricolas de Cambaya y Ancocala; El río Borogueña, de escaso caudal y corto recorrido, riega las áreas agrícolas de Coraguaya, Vilalaca y Borogueña. Ambos ríos se unen en el lugar denominado Pacaparque, distante 3 Km. de Cambaya y 5 Km. de Borogueña. El río Ilabaya desciende por una zona altamente accidentada, semejante a un cañón denominado Angostura; sin cultivos, de 3 Km. de largo, a su paso riega las Comunidades de Toco, Chululuni y Chejaya, aquí se une con el Río Huanuara; su caudal aumenta y recorre las áreas del Colpar, Solabaya,

Ilabaya, el Alto, el Cocal, Pachana, La Haciendita, el Cayro, en esta parte se une con el río Salado llamado también río Curibaya", Luego descienden por el valle de Locumba hasta el litoral pasando por Ite. (Julio Paucar Moreano) La cuenca más benéfica y destructiva al mismo tiempo, es la cuenca del río Colocaya que nace en el lugar denominado KULTANI, su pequeño caudal de agua dulce, riega el valle de Carumbraya, principal productor de frutas del distrito de Ilabaya, en su recorrido por el Valle de Carumbraya lleva el nombre de río Carumbraya y a partir del Último fundo de este valle lleva el nombre de río COLOCAYA, hasta su unión con el río Ilabaya, En los meses de lluvias este río sube su caudal y en más de una vez ha sembrado destrucción y muertes.

5. Clima del área de trabajo La mejor época en Ilabaya es de enero hasta diciembre, donde tienes un clima agradable y ninguno hasta apenas precipitación. La temperatura máxima promedio en Ilabaya es 26°C en febrero y de 21°C en julio. La temperatura del agua se encuentra entre los 17°C y 24°C. Ilabaya tiene el clima árido. Temperatura media y precipitación promedio en Ilabaya o los períodos cuando cae más lluvia o nieve, a continuación, te presentamos toda la información. ¡Así podrás estar bien preparado! Nuestros promedios mensuales de estadísticas climáticas están basados en los datos de los últimos 10 años.

Distribución clima del distrito Ilabaya Fuente: Estudio temático de climatología MZEE

6. Aspectos Geomorfológicos Referente a los aspectos geomorfológicos podemos mencionar que están enfocados en el estudio de las formas de la corteza terrestre y que estudian el origen y la evolución de la tierra firme emergida. La geomorfología se ha desarrollado siguiendo 2 tendencias, las cuales son: La Geomorfología histórica y la geomorfología de los procesos por otro. Por otro lado, el área de estudio se ubica en la Cordillera Occidental del Perú disectada por varios cursos de ríos y quebradas; que determinan la formación de unidades geomorfológicas de valles que drenan en dirección sur-oeste hacia el Océano Pacífico, estos valles se forman por los ríos que labran su cauce en la planicie costanera. De acuerdo a las etapas del curso de los ríos los sectores de Ilabaya y se encuentra en el valle estrecho inundable.

6.1.

Carácter tectónico degradacional y erosional

La degradación y la erosión se debe a los efectos progresivos de los procesos morfodinámicos degradacional sobre los relieves iniciales originados por la tectónica sobre algunos paisajes. Los procesos agradacionales por factores externos conllevan a la modificación parcial o total a través del tiempo y los cambios de clima. Además, El sector Alto Ilabaya está emplazado sobre las subunidades de montaña y colina en roca volcánica

y colinas y lomadas en rocas sedimentarias, mientras que el sector Ilabaya Capital está emplazado sobre las subunidades montaña y colina en roca volcánica y terraza aluvial. Resultan del efecto progresivo de los procesos morfodinámicos degradacionales sobre los relieves iniciales originados por la tectónica o sobre algunos paisajes construidos por procesos exógenos agradacionales, estos procesos conducen a la modificación parcial o total de estos a través del tiempo geológico y bajo condiciones climáticas cambiantes (Villota, 2005). Así en el área evaluada se tienen las siguientes unidades: 6.1.1. Montañas Los paisajes morfológicos, resultantes de los procesos debido al tiempo y cambio climático que forman parte de las cadenas montañosas, colina, superficies ondulas y lomadas. Por otro lado, para considerarse montaña la altura debe ser mayores a los 300 metros

6.2.

Colinas y Lomadas

Afloramientos de roca sedimentaria reducida por procesos climáticos que van limpiando y conforman elevaciones alargadas, con laderas disectadas y de pendiente moderada a baja. Las colinas y lomas tienen un tamaño menor a los 300 metros. Asimismo, las colinas en roca sedimentaria se encuentran conformando elevaciones alargadas, con laderas disectadas y de pendiente moderada a baja. Esta subunidad se observa al SO dentro del sector de Alto Ilabaya. Los terrenos presentan pendientes que varían entre fuertes (15° 25°) a muy fuertes (25° - 45°).

Colinas y lomadas en roca sedimentaria en Ilabaya

6.3.

Carácter deposicional o agradacional

Estas geoformas son resultado del conjunto de procesos geomorfológicos a los que se puede denominar constructivos, determinados por fuerzas de desplazamiento, como por agentes móviles, tales como: el agua de escorrentía y los vientos; los cuales tienden a nivelar hacia arriba la superficie de la tierra, mediante el depósito de materiales sólidos resultantes de la denudación de terrenos más elevados. 6.3.1 Unidad de planicie Son geoformas asociadas a depósitos coluviales y aluviales, limitados por depósitos de piedemonte o ladera de montaña, presentar pendientes bajas a llanas (Zavala et al., 2014). Subunidad Terraza aluvial (T-al): Geodinámicamente, esta subunidad está asociada a procesos de erosión fluvial, cuando el río recupera cursos fluviales antiguos. (Vílchez et al.,2019). Son porciones de terreno que se encuentran dispuestas a los costados de la llanura de inundación o del lecho principal de un río, representan niveles antiguos de depósitos Cuaternarios, los cuales han sido disectados por las corrientes como consecuencia de la profundización del valle y donde se desarrollan actividades agrícolas. En el sector evaluado as terrazas están compuestas por bloques subredondeados de hasta 40-50 cm de diámetro, y gravas, arenas fianas y limos. Esta subunidad se encuentra al fondo del valle del río Ilabaya. Las superficies de las terrazas presentan forma uniforme.

Mapa geomorfológico de los sectores Alto Ilabaya y Ilabaya Capital (en escala de 250,000)

6.3.1. Vertiente o piedemonte aluvio – torrencial Asociada a depósitos dejados por flujos de detritos y de lodos de tipo excepcional, de pendiente suave, menor a 5°. Compuesto por fragmentos rocosos heterométricos (bloques bolos y detritos) en matriz limoarenoarcillosa, 6.3.2. Vertiente o piedemonte coluvio – deluvial Acumulaciones de laderas originadas por procesos de movimientos en masa (derrumbes y caídas y rocas), por acumulación de material fino y detrítico, caídos o lavados por escorrentía superficial, los cuales se acumulan sucesivamente al pie de las laderas.

6.4.

Peligros Geológicos por Movimientos en Masa

En el sector Alto Ilabaya e Ilabaya Capital se cartografió 23 zonas de derrumbes, 3 flujos de detritos y 12 zonas de avalanchas de detritos. Además, se identificó zonas con procesos de erosión de ladera (cárcavas), (figuras 4 y 5). En las zonas evaluadas, los derrumbes se desarrollan en su mayoría, en las laderas del valle del río Ilabaya; mientras que en Alto Ilabaya se aprecia una zona de flujos y en Ilabaya Capital se aprecian dos zonas de flujos; las avalanchas de detritos se desarrollaron también en las laderas del valle del río Ilabaya. Las zonas afectadas por procesos de erosión de laderas en (cárcavas) se desarrollan generalmente en laderas de quebradas dispuestas trasversalmente al valle del río Ilabaya. En este sector del valle del río Ilabaya, se ubica la zona agrícola del Distrito de Ilabaya, el cual viene siendo afectado año tras año por desbordes del río Ilabaya y Colocaya; ambos ríos confluyen a 200 metros al sur de la zona urbana del Distrito de Ilabaya.

Alto Ilabaya e Ilabaya Capital (Fuente: INGEMMET)

7. Geomorfología de la cuenca Ilabaya

8. Perfil longitudinal

9. Precipitación Las precipitaciones se miden en términos de la altura de la lámina de agua y se expresa comúnmente en milímetros. Esta medición indica la altura de agua que alcanzaría al formarse sobre una superficie horizontal impermeable. Se puede medir a través de los siguientes instrumentos de forma manual y presencial. Pluviómetro: El Pluviómetro estándar del U.S National Weather Service tiene un colector de 20.3 cm de diámetro y un alto de 60 cm mientras que el tubo de medición tiene un área de sección transversal igual a un décimo área del colector.

Pluviógrafo: Es un instrumento que registra la altura de lluvia en función del tiempo, lo cual permite determinar la intensidad de la precipitación, dato de gran importancia para el diseño de estructuras hidráulicas. Los pluviógrafos más comunes son de forma cilíndrica y el embudo receptor está ligado a un sistema de flotadores, que originan el movimiento de una aguja sobre un papel registrador.

Además, Se utilizarán los datos de las estaciones cercanas a la cuenca a estudiar. Para la elección de las estaciones que utilizaríamos para los datos históricos no solo nos basamos en la cercanía a la zona de estudio si no también que esté activas y cuenten con registros de al menos 51 años de antigüedad. Para obtener el cuadro de los datos históricos de las precipitaciones mensuales y anuales con...