Cuenca Rio La Leche

8/13/2019 Cuenca Rio La Leche

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Fig. 1 Cabecera de la cuenca del ro Moyn/La Leche, cerca de Incahuasi,Lambayeque, Per.

PROYECTO DE CONTROL DE INUNDACIONES EN EL RO LA LECHE

LAMBAYEQUE, PER

HIDROLOGA DE AVENIDAS

2 de julio del 2008

Dr. Victor M. Ponce

2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

El proyecto abarca el diseo de factibilidad de la estructura [o estructuras] para controlar lasinundaciones en la cuenca del ro La Leche y almacenar las aguas para su uso posterior.Actualmente, se estn considerando dos sitios de presa: (1) La Calzada, y (2) Calicantro(DEPOLTI, 1998). La presa La Calzada est localizada encima de la corriente principal, mientrasque Calicantro est fuera de la corriente principal. El Cuadro 1 muestra una comparacin entreestas dos alternativas.
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Cuadro 1. Comparacin entre las alternativas de presa.

Capacidad

Alternativa de sitio de presa

LaCalzada Calicantro

La Calzada yCalicantro

Control de inundacinMuybueno

Ineficiente Muy bueno

Almacenamiento deagua

RegularMuybueno

Muy bueno

Vida til del reservorio Corta Larga Larga

Si se construye la presa slo en La Calzada, servir muy bien para controlar las inundaciones. Sinembargo, la eficacia del control depender de qu porcentaje del almacenamiento activo sereserva para el almacenamiento de retencin de la avenida (Fig. 9). Por lo tanto, una sola presa enLa Calzada no ser eficaz para el almacenamiento de aguas para uso posterior. Adems, unapresa grande dentro de la corriente, como La Calzada, tendra una tendencia a almacenar grandescantidades de sedimentos, limitando la vida til del reservorio.

Si se construye una presa slo en Calicantro, sta podr almacenar grandes cantidades de agua.Sin embargo, no servir para atenuar eficazmente las grandes inundaciones del ro La Leche.Estando fuera de la corriente principal, la presa en Calicantro no estar sujeta al riesgo dedeposicin de grandes cantidades de sedimentos, lo que aumentar la vida til del reservorio. Estoltimo se aplica siempre y cuando haya una buena obra de exclusin [desarenador] en el lugar, yque sta sea operada correctamente.

La solucin es construir dos presas, una en La Calzada, principalmente para el control deinundaciones, y otra en Calicantro, para almacenar agua para el riego y otros usos. Con laestrategia de dos represas, la vida til aumentar, especialmente la de La Calzada. El agua nopermanecer demasiado tiempo en La Calzada, y se podra desarenar antes de enviarla aCalicantro para su almacenamiento.

La presa de La Calzada exige una minuciosa evaluacin de la hidrologa de inundaciones, ya quese trata de una presa relativamente grande situada aguas arriba de importantes centros poblados.La presa de Calicantro tiene una pequea rea de drenaje, por lo que las inundaciones regionalesno debern ser un problema, garantizando la seguridad de la presa contra el rebasamiento. Sinembargo, el vertedero tendr que ser diseado apropriadamente, y su capacidad calculada.

El enfoque del presente estudio es la modelacin de precipitacin-escorrenta en toda la cuencadel ro La Leche, desde su cabecera hasta el sitio de presa en La Calzada. Esto permite el clculode los hidrogramas para determinar la capacidad del aliviadero principal y del (los) aliviadero(s) deemergencia, y la elevacin mnima de la coronacin de la presa. Para La Calzada se determinanlos hidrogramas para el aliviadero principal (HAP), aliviadero de emergencia (HAE), y el borde libre(HBL). Tambin se determinan hidrogramas de diseo para la presa de Calicantro.


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3. DESCRIPCIN DE LA CUENCA

La cuenca del ro La Leche, desde su cabecera hasta La Calzada, tiene un rea de drenaje de907.36 km

2. La cuenca est ubicada en las laderas occidentales de los Andes Occidentales

Peruanos. La poblacin ms grande dentro de la cuenca es Incahuasi, con cerca de 15,000

habitantes, includa la poblacin rural. La distancia a Chiclayo, la ciudad ms cercana, es de 120km. El tiempo de viaje a lo largo de una carretera afirmada es de aproximadamente 6 horas. Entemporada de lluvias, los viajes hacia y desde Incahuasi pueden ser peligrosos y sujetos a demora.

La cabecera de la cuenca del ro La Leche est localizada en el Cerro Choicopico, a una altitud de4,230 m sobre el nivel medio del mar. El ro La Leche tiene dos afluentes principales: el Moyn y elSangana. La longitud hidrulica del ro La Leche, a La Calzada, a lo largo del Moyn, es de 44,397m. La longitud hidrulica a lo largo del Sangana es de 44,591 m. La pendiente de los canales varadesde 24% en la Quebrada Cascabamba hasta 1% cerca a La Calzada. La velocidad mediadurante las inundaciones es 4 m/s. El tiempo de concentracin es cerca de 3 horas.

El uso de la tierra es mixto, con presencia de bosques, praderas, y tierras de cultivo. Laspendientes medias del terreno son relativamente altas, variando del 20% al 50%, lo cual fomenta laescorrenta superficial. Las laderas muy empinadas tienen roca expuesta y muy poco suelo, lo quelimita la infiltracin (Fig. 3). La precipitacin vara espacialmente dentro de la cuenca en funcin dela altitud. Las tormentas son ms fuertes e intensas por debajo de los 1500 m de altura (hacia eloeste), y menos fuertes por encima de los 1500 m (hacia el este). El clima es semirido hacia eloeste, cambiando gradualmente a subhmedo hacia el este.


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Existen tres estaciones climatolgicas dentro de la cuenca del ro La Leche: (1) Puchaca (2),Tocmoche, e (3) Incahuasi. El Cuadro 2 muestra una comparacin entre estas estaciones. Laestacin Puchaca est a 355 m de altitud; la estacin Tocmoche a 1,450 m, y la estacin Incahuasia 3,078 m. El mes ms hmedo en Puchaca es diciembre; contrariamente, el mes ms hmedo enTocmoche e Incahuasi es marzo. Puchaca tiene menor precipitacin anual, pero las tormentas son

ms fuertes. Incahuasi tiene mayor precipitacin anual, pero las tormenta son ms leves.Tocmoche tiene precipitacin anual e intensidad de tormenta intermedia entre las de Puchaca eIncahuasi. La tormenta mxima de 24 horas en Puchaca es 150.2 mm; en Tocmoche es 110 mm; yen Incahuasi, 81 mm.

Fig. 3 Afloramientos rocosos en terrenos agrcolas en cuestas empinadas de la cuencadel ro La Leche.

Cuadro 2. Comparacin entre las estaciones climatolgicas en lacuenca del ro La Leche.

CaractersticaEstacin

Puchaca Tocmoche Incahuasi

Localizacin parte baja centro cabecera

Elevacin (m) 500 1,380 2,740

Latitud 6o21' S 6

o24' S 6

o14' S

Longitud 79o28' W 79

o21' W 79

o20' W

Longitud del registro 1963-2002 1964-2007 1963-2007

Mes ms hmedo diciembre marzo marzo

Precipitacin anual baja media alta

Intensidad de tormenta alta media baja

Tormenta mxima de 24horas (mm) 150.2 110 81

4. ESTRATEGIA DE MODELACIN

Existe la necesidad de determinar las descargas pico asociadas con perodos de retorno de 100


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aos a 10,000 aos. La nica estacin de aforos, en Puchaca, tiene registros desde 1963 (Fig. 4).La mxima descarga registrada en Puchaca es 579.75 m

3/s. La evidencia geomorfolgica sugiere

que a largo plazo los flujos de avenida en La Calzada pueden haber superado este valor. Laenorme llanura aluvial del ro La Leche no podra haber sido formada en ausencia de grandesinundaciones.

Para fines de diseo, cuando el perodo de retorno (en este caso, 10,000 aos) supera en extremoa la longitud del registro (cerca de 40 aos), se recomienda que el anlisis se base en latransformacin precipitacin-escorrenta. Esta ltima pone mayor enfsis en la precipitacin, la cualtiene usualmente ms datos y est sujeta a menos variabilidad. Adems, la modelacin deprecipitacin-escorrenta es capaz de examinar situaciones hipotticas tanto en lo que respecta altipo de tormenta (en tamao e intensidad), como a los diversos tipos de complejo suelo/cobertura,naturales y artificiales.

En el caso de la cuenca del ro La Leche, se espera que la avenida de diseo se produzca bajouna combinacin apropiada de los siguientes factores:

1. Profundidad de lluvia: Aplicable al fenmeno de El Nio, el cual ocurre cada 12 a 15 aosen promedio;

2. Cobertura de lluvia: Una tormenta general, que cubre todo el rea de la cuenca; y3. Secuencia de tormentas: Una tormenta intensa que ocurre poco despus de otra tormenta

intensa, resultando en una condicin antecedente hmeda.

La estrategia elegida es la modelacin de la cuenca del ro La Leche utilizando el modelo

RAINFLO, el cual es un modelo determinstico/conceptual de precipitacin-escorrenta. Las


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tormentas de 24 horas, de 100 aos y 10,000 aos de perodo de retorno, se calculan utilizando losmtodos de Log Pearson III y Gumbel. Estos datos de tormenta alimentan al modelo, el cualcalcula los caudales de avenida para los diferentes perodos de retorno seleccionados.

5. DESCRIPCIN DEL MODELO

RAINFLO es un modelo computacional de precipitacin-escorrenta, determinstico/ conceptual,

distribudo, de evento, desarrollado especficamente para el clculo de flujos de avenida(Ponce etal., 1985).El modelo calcula hidrogramas de avenida cuando se le presenta con las precipitacionesadecuadas, y las caractersticas geomtricas, fisiogrficas, de suelos, hidrolgicas, e hidrulicas dela cuenca.

El modelo es determinstico porque el trnsito de avenidas se calcula con el mtodo Muskingum-Cunge, el cual simula la onda difusiva(Ponce y Simons, 1977). En este mtodo, el tiempo detranslacin K est basado en la ley de Seddon(Seddon, 1900), y el factor de ponderacin X sebasa en la difusividad hidrulica de Hayami y en el coeficiente de difusin numrica de Cunge(Hayami, 1951;Cunge, 1969). Adems, durante el trnsito de avenidas, los parmetros varan conel flujo, resultando en una ms precisa descripcin de las propiedades no lineares del hidrogramade avenida (Ponce y Yevjevich, 1979;Ponce, 1989).

Esta metodologa ofrece las siguientes ventajas:

1. Los parmetros de trnsito de avenidas se basan en propiedades hidrulicas de la cuenca,incluyendo la descarga por unidad de ancho, la pendiente del canal, y las caractersticas[forma] de la seccin transversal; y

2. El clculo es esencialmente independiente del tamao de la malla elegida.

La primera ventaja permite trnsitos de avenida precisos, aun cuando los ros no hayan sidoaforados, y para todo el rango posibles de flujos, desde los ms bajos hasta los ms altos. La

segunda ventaja implica que el clculo es consistente con las ecuaciones diferenciales quegobiernan el proceso fsico, pues el mismo resultado es obtenido en varias corridas,independientemente del tamao de malla especificada.

El modelo es conceptual porque la abstraccin hidrolgica se calcula con el mtodo del nmero dela curva, el cual simula conceptualmente el llenado del reservorio del suelo (Ponce y Hawkins,1996).A diferencia del enfoque clsico de Horton, en el cual es posible la infiltracin infinita [en eltiempo], en el mtodo del nmero de la curva la profundidad del infiltracin alcanzaasimptticamente un valor constante (el potencial mximo de retencin S) conforme la tormentaaumenta de tamao (Horton, 1933; Servicio de Conservacin de Recursos Naturales, 1985b). Laexperiencia con el mtodo del nmero de la curva indica que es el ms adecuado para modelar lainfiltracin bajo condiciones de evento [tormenta]. Su amplia aplicabilidad se atribuye a su baseconceptual, aunque es necesario ejercer un cuidado razonable para utilizar el mtodo en forma

apropiada.

El modelo es distribudo porque es capaz de calcular los flujos de avenida, conforme varan en elespacio y en el tiempo, en cualquier punto de la red donde una subcuenca de cabecera colecta sudrenaje, o donde dos subcuencas de tramo se renen (Fig. 5). El nmero de lugares donde losresultados pueden ser obtenidos depende del grado de subdivisin de la cuenca. El valor tpicopara el nmero de subcuencas vara entre 10 y 100, y los requerimientos de datos aumentanconforme aumenta el nmero de subcuencas (Ponce et al., 1985;Ponce et al., 2005).
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Fig. 4 Estacin de aforos, ro La Leche en Puchaca.

Fig. 5 Cerro Lajas de Tongn, cerca a la confluencia de los ros Moyn ySangana, cuenca La Leche.

El modelo es de evento porque simula los flujos de avenida en situaciones en las que la

escorrenta directa constituye la mayor parte del flujo, es decir, cuando el flujo de base es pequeoy no contribuye apreciablemente al pico de la avenida. A diferencia de la modelacin contnua, losmodelos de evento no requieren una contabilidad de la humedad a largo plazo. De este modo, losresultados de simulaciones de evento son consecuentes con variaciones tpicas en los parmetros.Por otra parte, la estructura topolgica nica del modelo le permite considerar una cuencadendrtica de cualquier orden. Los hidrogramas de avenida son calculados y expresados encualquier punto de confluencia de la red hidrogrfica.

El modelo es de precipitacin-escorrenta porque busca, a travs de una transformacin adecuada,convertir lluvia efectiva (mm) en escorrenta (m

3/s). La transformacin se realiza a travs de la

convolucin del hidrograma unitario con la tormenta efectiva, obtenindose as el hidrograma deavenida para cada subcuenca (Servicio de Conservacin de Recursos Naturales, 1985b). Laaplicabilidad del hidrograma unitario para cuencas de tamao medio, es decir, aqullas con reas

de drenaje de 1 a 1000 km

2

, como las del ro La Leche, ha sido apliamente documentada(Ponce,1989).

El modelo es computacional porque discretiza las ecuaciones de conservacin de la masa ycantidad de movimiento (expresadas en la onda cinemtica) en el espacio y en el tiempo, medianteel uso de un esquema numrico apropiado, sujeto a ciertas condiciones de estabilidad yconvergencia(Ponce, 1989).La estabilidad se refiere a la abilidad del esquema para marchar en eltiempo evitando el crecimiento ilimitado de errores. La convergencia se refiere a la abilidad del
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esquema para reproducir los trminos de la ecuacin diferencial con suficiente precisin. Lasecuaciones diferenciales se expresan en diferencias finitas, utilizando los intervalos de espacio ytiempo, Delta x y Delta t, respectivamente. Las propiedades numricas del modelo dependen de lacorrecta eleccin de la resolucin espacial y temporal, es decir, del nmero de Courant (Ponce yTheurer, 1982;Ponce, 1989). Como tal, este ltimo controla, no slo la estabilidad, sino tambin laconvergencia de esquemas numricos de sistemas hiperblicos de ecuaciones diferenciales

parciales.

En resumen, el modelo RAINFLOinvolucra ms de cincuenta aos de investigacin y prctica en

procesos hidrolgicos, entre ellos la abstraccin con el nmero de la curva, la transformacinprecipitacin-escorrenta con el hidrograma unitario, y el trnsito de avenidas con el mtodoMuskingum-Cunge. Estos metodos han sido endosados por el Cuerpo de Ingenieros de losEE.UU., entre otros (U.S. Army Corps of Engineers, 2000).

6. RECOPILACIN DE DATOS

Los datos requeridos son los siguientes:

1. Topologa de la cuenca2. Propiedades geomtricas3. Pendientes medias del terreno4. Lluvias de evento5. Grupos hidrolgicos de suelo6. Coeficientes de Manning y secciones transversales

6.1 Topologa de la cuenca

La cuenca de La Leche, desde su cabecera hasta La Calzada, se divide en nueve (9) subcuencasde cabecera y diecisiete (17) subcuencas de tramo, haciendo un total de veintisis (26)subcuencas (Fig. 6). La escorrenta en cada subcuenca puede ser local o importada. Laescorrenta local se origina dentro de cada subcuenca y se calcula por convolucin del hidrogramaunitario con la precipitacin efectiva. La escorrenta importada se origina aguas arriba de unasubcuenca de tramo y se transita utilizando el mtodo Muskingum-Cunge. Las subcuencas decabecera estn numeradas consecutivamente (del 1 al 9), en el orden de nmero creciente de lasubcuenca de tramo adyacente. Las subcuencas de tramo estn numeradas, de aguas arriba haciaaguas abajo, utilizando un nmero topolgico de cinco dgitos, que indica el orden-ramal-tramo(Fig. 6).
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Fig. 6 Topologa de la cuenca La Leche.

6.2 Propiedades geomtricas

Las propiedades geomtricas de las subcuencas se obtienen a partir de mapas topogrficos aescala 1:100,000 (cartas IGN Incahuasi y Jayanca). La delimitacin de las subcuencas se muestraen la Fig. 7. Esta figura incluye el rea de drenaje del ro La Leche hasta un punto localizado aguas

abajo del sitio Calicantro (Fig. 14). Las caractersticas geogrficas se muestran en el Cuadro 3.Las reas de drenaje se delimitan siguiendo los picos y las monturas de la topografa. Laslongitudes hidrulicas y las pendientes de los canales se obtienen de los mapas. Las propiedadeshidrolgicas se muestran en elCuadro 4.En este cuadro, la ltima subcuenca de tramo (30106)incluye las propiedades hidrolgicas slo hasta La Calzada.

Las reas de drenaje varan entre un mnimo de 708 ha (Quebrada del Verde) y un mximo de8,815 ha (ro Moyn 3), con un promedio de 3,490 hectreas. El total de rea de drenaje para el roLa Leche a La Calzada es 90,736 ha, o 907.36 km

2. La longitud hidrulica del ro Moyn / La

Leche, desde la cabecera al sitio de presa propuesto es 44,397 m. La longitud hidrulica del roSangana / La Leche es 44,591 m. La pendiente media de los tramos de canales vara entre unmximo de 0.24 para la Quebrada Cascabamba (subcuenca de cabecera 6), y un mnimo de 0.01para el ro La Leche 2, inmediatamente aguas arriba de La Calzada (subcuenca de tramo 30106).
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Fig. 7 Cuenca del ro La Leche, mostrando la red hidrogrfica en rojo y los lmites de lassubcuencas en morado(Haga click para maximizar).

6.3 Pendientes del terreno
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Las pendientes del terreno a travs de la cuenca La Leche se muestrearon en una malla de 1 km .Las pendientes medias del terreno se muestran en elCuadro 5.Las pendientes medias del terrenovaran entre un mnimo de 19.7% en la Quebrada Tembladera y un mximo de 50.3% en el roSangana 2, con un promedio de 33.7% para toda la cuenca La Leche [a La Calzada] (Fig. 8).

6.4 Lluvias de evento

Las lluvias de evento [o tormentas] se definen en trminos de la profundidad, duracin, tipo yfrecuencia. La longitud hidrulica en la cuenca de La Leche es de aproximadamente 44,600 m.Dada la alta rugosidad presente en la mayora de las quebradas y ros, las velocidades mediasdurante las inundaciones son de 4 m/s (Fig. 18). Por lo tanto, el tiempo de concentracin es cercade 3 horas. De acuerdo a prcticas establecidas, la duracin de la tormenta del diseo es de 24horas (Ponce, 1989). Las tormentas tipo de 24 horas [NRCS] contienen las tormentas ms cortas,desde 0.5 horas hasta 12 horas.

Para elegir un tipo de tormenta, las caractersticas climatologas y geogrficas de la cuenca LaLeche se comparan con las cuatro regiones en los Estados Unidos para las cuales se handesarrollado tormentas tipo. La tormenta Tipo I, aplicable al Sur y Centro de la costa de California,una regin rida/semirida cercana al Ocano Pacfico, pero con caractersticas orogrficasimportantes, se juzga muy similar a las condiciones locales y regionales de la cuenca La Leche(Ponce, 1989).

En el caso de la cuenca La Leche, para lo cual un valor generalizado de la Precipitacin MximaProbable (PMP) no est disponible, es prctica comn sustituir el perodo de retorno de 10,000
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aos. Por lo tanto, las precipitaciones de diseo para represas grandes en la cuenca La Leche sonlas siguientes (Servicio de Conservacin de los Recursos Naturales, 1985a; Ponce, 1989):

Hidrograma del aliviadero principal:

Phvp= P100

Hidrograma del aliviadero de emergencia:

Phve= P100+ 0.26 (P10,000- P100)

Phve= 0.74 P100+ 0.26 P10,000

Hidrograma del borde libre:

Phbl= P10,000

El hidrograma del aliviadero principal se utiliza para determinar: (1) la capacidad del aliviadero

principal, (2), la elevacin de la cresta del aliviadero de emergencia, y (3) el volumen delalmacenamiento de retencin. El hidrograma del aliviadero de emergencia se utiliza paradeterminar: (1) la capacidad del aliviadero de emergencia, (2), la mxima elevacin de diseo delpelo de agua, y (3) el volumen de almacenamiento de detencin. El hidrograma de borde libre seutiliza para determinar la elevacin mnima de la cresta de presa y para evaluar la integridadestructural del sistema de aliviaderos (Fig. 9).

. 8 Pendientes tpicas de la cuenca del ro Moyn.
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Fig. 9 Niveles y volmenes de almacenamiento en un reservorio

(Ponce, 1989).

Las tormentas mximas de 24 horas para las estaciones de Puchaca, Tocmoche, e Incahuasi,hasta 1998, se obtuvieron de Prez Becerra (2006). El resto del registro (hasta el ao 2002 para

Puchaca, y 2007 para Tocmoche e Incahuasi), se obtuvo en el SENAMHI (Lima, Per). Los valoresordenados se muestran en elCuadro 6.

6.5 Grupos hidrolgicos de suelo

Los grupos hidrolgicos de suelo para la cuenca de La Leche han sido estimados por el ConsorcioSalzgitter-Lagesa (1984) de la siguiente manera: D para la cuenca superior, y B para las cuencasmedia y baja. Prez Becerra (2006) ha estimado los grupos hidrolgicos de suelo variando entre B,C y D, con tres tipos de usos de la tierra: (1) suelo o roca impermeable, (2) pastizales, y (3)arbustos.

Para estimar los grupos hidrolgicos de suelos para las subcuencas, se hicieron una series demediciones de la textura del suelo, durante la semana del 9 al 13 de junio del 2008. Veintinpruebas fueron efectuadas en lugares apropiados a lo largo de las cuencas del Moyn y Sangana.En base a estas pruebas, los grupos hidrolgicos de suelos se estimaron como B-C (arena limosay limo arenoso) en la mayora de los sitios de prueba. El uso de la tierra predominante es unamezcla de roca impermeable, bosques/pastizales y tierras de cultivo (Fig. 10). El porcentaje decobertura area y la condicin hidrolgica de la superficie se ha estimado utilizando el softwareGoogleEarth Pro

. Los nmeros de la curva [para diferentes suelos y usos de la tierra] son dados
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porPonce (1989),entre otros.

Fig. 10 Uso de la tierra mixto en la cuenca Moyn.

ElCuadro 7muestra los valores ponderados de CN. Los valores de la ltima columna de este

cuadro se ponderan con las respectivas reas de las subcuencas de drenaje para obtener un valoraplicable a toda la cuenca CN = 80. Este valor corresponden a una condicin de humedadantecedente media, es decir, CNII. Para el presente caso se asume la condicin de humedadantecedente hmeda (AMCIII). Por tanto, esto corresponde a CNIII= 91 (Ponce, 1989).

6.6 Coeficientes de Manning y secciones transversales

Los coeficientes de friccin de Manning mostrados en elCuadro 8se estiman en base ainspecciones de campo, usando las referencias bibliogrficas usuales (Chow, 1959;Barnes, 1967).

Las observaciones de campo indican que los afluentes del ro La Leche son capaces de movergrandes cantos rodados, algunos de ms de 2 m de dimetro (Fig. 18). Por lo tanto, los valores delos coeficientes de Manning para la mayora de los tramos aguas arriba de la confluencia delMoyn y Sangana se estiman en n = 0.08, con dos valores tan altos como n = 0.1. Los valores deManning para el canal central del ro La Leche propiamente dicho varan entre n = 0.04 y n = 0.06.

Los datos de secciones transversales tpicas se recolectaron en las cuencas de los ros La leche,
http://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp162.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp162.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp162.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table07_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table07_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table07_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp165.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp165.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp165.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table08_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table08_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table08_spanish.htmlhttp://manningsn.sdsu.edu/http://manningsn.sdsu.edu/http://manningsn.sdsu.edu/http://manningsn.sdsu.edu/http://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table08_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp165.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table07_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/textbookhydrologyp162.html


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Moyn, y Tocmoche. Algunas secciones transversales se estimaron por similitud, basada en elorden de los tramos, el rea de drenaje, y la experiencia de campo. Las secciones transversalestpicas se muestran en elCuadro 9.

7. FRECUENCIA DE PRECIPITACIONES

La modelacin de la frecuencia de precipitaciones se realiz utilizando los mtodos de LogPearson III y Gumbel (U.S. Interagency Advisory Committee on Water Data, 1983; Ponce, 1989).Los valores mostrados en elCuadro 6se utilizaron para calcular las tormentas de 24 horas, de 100y 10,000 aos, para las tres estaciones: Puchaca, Tocmoche, e Incahuasi. Estos valores semuestran en elCuadro 10, junto con los valores adoptados, tomados como la media de los dosmtodos. Tambin se muestran en elCuadro 10las precipitaciones de 24 horas para elhidrograma del aliviadero principal, aliviadero de emergencia, y borde libre (Seccin 6.4).

Las tormentas de diseo de 100 y 10,000 aos, y los datos de elevacin mostrados en el Cuadro10se tomaron como referencia. Para cada subcuenca, las tormentas de diseo fueron obtenidaspor interpolacin logartmica, dada la elevacin del centroide de la subcuenca. Las tormentas dediseo se muestran en elCuadro 11. Ponderando las tormentas con las respectivas reas dedrenaje conduce a la tormenta de diseo aplicable a toda la cuenca, mostrada en la ltima filadelCuadro 11.

8. RESULTADOS DEL MODELO

Las tormentas de diseo delCuadro 11son utilizadas para correr el modelo RAINFLO. Losnmeros de la curva se muestran en elCuadro 7.Se asume la condicin antecedente de humedadAMCIII. La transformacin de precipitacin en escorrenta se efecta utilizando los datosdelCuadro 4y elCuadro 5. Los datos de friccin y secciones transversales se muestran en

elCuadro 8y elCuadro 9.

El modelo se ha corrido por un perodo de 48 horas utilizando un intervalo de tiempo de 7.5minutos. Para asegurar la precisin del mtodo de trnsito de avenidas, los nmeros de Courant semantuvieron cerca a C = 1 (Ponce y Theurer, 1982;Ponce, 1989). Los hidrogramas de avenidafueron transitados a travs de los tramos de canales usando el mtodo de Muskingum-Cunge deparmetros variables (VPMC) (Ponce y Yevjevich, 1979). Este procedimiento preserva lascaractersticas no lineares del hidrograma de avenidas, es decir, que la celeridad y difusividadhidrulica varan en funcin del caudal prevaleciente.

Los hidrogramas de diseo se muestran en las Figuras 11, 12, y 13. Las ordenadas digitalizadasde los hidrogramas se muestran en los siguientes enlaces: hidrograma del aliviaderoprincipal,hidrograma del aliviadero de emergencia, ehidrograma del borde libre. El Cuadro 12

muestra un resumen de los caudales de diseo.
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Fig. 11 Hidrograma del aliviadero principal en La Calzada.

Fig. 12 Hidrograma del aliviadero de emergencia en La Calzada.


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Fig. 13 Hidrograma del borde libre en La Calzada.

Cuadro 12. Caudales de avenida para la presa en La Calzada.

Hidrograma

Caudaldeavenida(m3/s)

Volumen del

hidrograma(hm3)

Tormentade 24horas(mm)

Volumen de

escorrenta(hm3)

Escorrenta(%)

Hidrograma delaliviaderoprincipal

3,608 86.6 121 109.8 0.79

Hidrograma delaliviadero deemergencia

4,244 107.4 145 131.6 0.82

Hidrograma delborde libre 6,147 166.5 213 193.3 0.86

El pico inicial que se muestra en las Figs. 11 a 13 refleja la contribucin temprana de la QuebradaCincate (Coln) (nmero topolgico 20501, Fig. 6), el cual est localizado cerca del sitio de presaen La Calzada. La rapidez de subida del hidrograma (empinamiento) refleja el modo no linear declculo del trnsito, en el cual los parmetros son funcin del caudal prevaleciente.


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Los tributarios principales del Ro La Leche en La Calzada son: (1) Ro Moyn, (2) Ro Sangana, y(3) Arroyo Cincate. En base at hidrograma del aliviadero principal (la avenida de 100 aos), estostributarios contribuyen los siguientes volmenes al pico de avenida en La Calzada: (1) Ro Moyn:27.3%, (2) Ro Sangana: 43.6%, (3) Arroyo Cincate: 16.6%, lo que hace un total de 87.5%. Elvolumen remanente (12.5%) est contribudo por el propio Ro La Leche entre las confluencias delos ros Moyn-Sangana y Arroyo Cincate (7.8%), y por el Ro La Leche entre su confluencia con el

Arroyo Cincate y La Calzada (4.7%).

9. PRESA EN CALICANTRO

Se realiz una evaluacin de los hidrogramas de diseo para la presa y embalse propuestos enCalicantro. La delimitacin de la cuenca se muestra en la Fig. 14. El eje de la presa se encuentradonde hay un antiguo muro, denominado "Muro" en Rinconada Calicantro (Fig. 14). El modeloRAINFLO

fue utilizado para calcular los caudales de diseo. Se consideraron dos subcuencas:

una subcuenca de cabecera [1], aguas arriba de La Tranca, y una subcuenca de tramo [10101], enRinconada Calicantro propiamente dicha (Quebrada Huerequeque). Una inspeccin ocular el 13 dejunio del 2008 confirm que la Quebrada Huerequeque, que drena la Rinconada Calicantro, tiene

dimensiones de consideracin y correspondientes flujos de avenida.

Los procedimientos para Calicantro son los mismos que los utilizados para La Calzada (Vase laSeccin 6). Los datos de Calicantro se muestran en elCuadro 13(propiedadeshidrolgicas),Cuadro 14(nmeros de la curva),Cuadro 15(coeficientes de Manning),Cuadro16(datos de secciones transversales), yCuadro 17(tormentas de diseo).

Los hidrogramas de avenida de diseo se muestran en las Figs. 14, 15 y 16. Las ordenadasdigitalizadas de los hidrogramas se muestran en los siguientes enlaces: hidrograma del aliviaderoprincipal,hidrograma del aliviadero de emergencia, ehidrograma del borde libre. El Cuadro 18muestra un resumen de los caudales de diseo.
http://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table13_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table13_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table13_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table14_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table14_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table14_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table15_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table15_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table15_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table16_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table16_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table16_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table16_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table17_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table17_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table17_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_pshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_pshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_pshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_pshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_eshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_eshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_eshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_fbhhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_fbhhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_fbhhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_fbhhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_eshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_pshhttp://saltonsea.sdsu.edu/calicantro_pshhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table17_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table16_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table16_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table15_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table14_spanish.htmlhttp://saltonsea.sdsu.edu/la_leche_third_project_report_table13_spanish.html


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Fig. 14 Delimitacin de la cuenca para la presa Calicantro.


20/24

Fig. 15 Hidrograma del aliviadero principal en Calicantro.


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Fig. 16 Hidrograma del aliviadero de emergencia en Calicantro.


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Fig. 17 Hidrograma del borde libre en Calicantro.

Cuadro 18. Caudales de avenidas para la presa en Calicantro.

Hidrograma

Caudal

deavenida(m3/s)

Volumen delhidrograma(hm3)

Tormenta

de 24horas(mm)

Volumen deescorrenta(hm3)

Escorrenta(%)

Hidrograma delaliviaderoprincipal

294 5.33 203 5.96 0.89

Hidrograma delaliviadero deemergencia

370 6.81 253 7.43 0.92

Hidrograma delborde libre

516 11.03 397 11.66 0.95

10. CONCLUSIONES

Se ha utilizado un modelo computacional de precipitacin-escorrenta, determinstico/ conceptual,distribudo, de evento, para calcular los caudales de diseo aplicables a los vertidos de la presa enel ro La Leche en La Calzada, en Lambayeque, Per. Tambien se han efectuado los clculos parael proyecto de sitio de presa en la localidad vecina de Calicantro (Seccin 9).

El modelo est impulsado por tormentas mximas de 24 horas, las cuales toman en cuenta todo elregistro de precipitaciones, incluyendo los episodios de El Nio (Fig. 1). Estos fenmenosmeteorolgicos, los cuales suelen repetirse cada 12 a 15 aos, producen grandes cantidades deprecipitacin. Las inundaciones resultantes amenazan a los asentamientos humanos existentes enla parte baja de la cuenca del ro La Leche.

Los datos geomtricos, fisiogrficos, de suelos, hidrolgicos, y de la friccin, y las seccionestransversales son ensambladas en forma adecuada para alimentar al modelo computacional. Sehan calculado los hidrogramas de diseo, el pico de las avenidas, los volmenes de loshidrogramas, los volmenes de las tormentas, y el porcentage de escorrenta, aplicables al diseodel aliviadero principal, aliviadero de emergencia, y borde libre (Cuadros 12 y 18). Estoshidrogramas pueden ser utilizados para dimensionar el tamao del almacenamiento de retencin,el almacenamiento de detencin, y el borde libre (Fig. 9).

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frequency. Hydrology Subcommitee, Bulletin No. 17B, issued 1981, revisado 1983, Reston,Virginia.

Fig. 18 El ro Moyn, mostrando la presencia de grandes cantos rodados en su lecho.

Cuadro 1 Cuadro 2 Cuadro 3 Cuadro 4 Cuadro 5 Cuadro 6 Cuadro 7 Cuadro8 Cuadro 9 Cuadro 10Cuadro 11 Cuadro 12 Cuadro 13 Cuadro 14 Cuadro 15 Cuadro 16 Cuadro17 Cuadro 18 Cuadros

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