“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUTECTURA Y URBANISMO ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA
CURSO : HIDROLOGÍA
2015 - I
DOCENTE: ING. GUILLERMO ARRIOLA CARRASCO INTEGRANTE: REGALADO TANTALEAN, DARING JOSVER TELLO TANTALEAN, JHON BRANDON FECHA DE PRESENTACIÓN: 16/10/2015
ÍNDICE I.
INTRODUCCIÓN..................................................................................... 3
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 0
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 II. IMPORTANCIA........................................................................................ 4 III.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA DEL RÍO CHIRA..............5
3.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA CUENCA....................................5 3.2. CLIMA............................................................................................... 7 3.3. ECOLOGÍA........................................................................................ 9 3.3.1. FLORA........................................................................................ 9 3.3.2. FAUNA...................................................................................... 10 3.4. RECURSOS HIDRÁULICOS............................................................12 3.5. FISIOGRAFÍA.................................................................................. 14 3.6. VEGETACIÓN.................................................................................. 14 3.7. DRENAJE......................................................................................... 16 IV.
GEOLOGÍA DEL RIO DE LA CUENCA...............................................17
4.1. GENERALIDADES...........................................................................17 4.2. CONSTITUCIÓN GEOLÓGICA DE LA CUENCA.............................17 4.3. GEOLOGÍA DE LA CUENCA...........................................................18 4.4. SUELOS Y ROCAS DE LA CUENCA...............................................18 4.5. AGUAS SUBTERRÁNEAS...............................................................20 V. CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLÓGICAS DE LA CUENCA...............21 5.1. ÁREA DE LA CUENCA....................................................................21 5.2. PERÍMETRO DE LA CUENCA.........................................................21 5.3. LONGITUD MAYOR DE LA CUENCA..............................................21 5.4. ANCHO PROMEDIO DE LA CUENCA.............................................22 5.5. FACTOR DE FORMA.......................................................................22 5.6. ÍNDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUS.....................................22 5.7. CURVAS CARACTERÍSTICAS.........................................................23 5.7.1. CURVA HIPSOMÉTRICA..........................................................23 5.7.2. CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES...............................24 5.8. RECTÁNGULO EQUIVALENTE.......................................................25 5.9. RED DE DRENAJE...........................................................................25 5.9.1. GRADO DE RAMIFICACIÓN....................................................26 5.10.
LONGITUD Y ORDEN DE LOS RÍOS...........................................26
VI.
PERFIL LONGITUDINAL....................................................................27
VII.
PENDIENTE DE LA CUENCA.............................................................28
7.1. ÍNDICE DE PENDIENTE.................................................................28 7.2. CRITERIOS PARA DETERMINAR LA PENDIENTE........................29 7.2.1. CRITERIO DE LA PENDIENTE UNIFORME O EQUIVALENTE 29 VIII. HIDROLOGÍA DE LA CUENCA..........................................................30 8.1. INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA.................................................30 8.2. INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA...................................................30 Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 1
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 8.3. ANÁLISIS DE LAS PRECIPITACIONES..........................................31 8.3.1. ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS DE VALORES EXTREMOS DE LAS PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS ANUALES............................................................................... 31 8.3.2. POLÍGONO DE THIESSEN.......................................................33 8.3.3. CURVAS ISOYETAS..................................................................34 8.3.4. CURVAS ISÓCRONAS..............................................................34 8.3.5. PRECIPITACIÓN AREAL MÁXIMA DIARIA.............................35 8.3.6. TIEMPO DE CONCETRACIÓN..................................................35 8.3.7. CURVAS I-D-Tr.........................................................................37 8.3.8. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA (C) 42 8.3.9. HIDROGRAMA UNITARIO.......................................................45 8.4. EVAPORACIÓN Y EVAPOTRANSPIRACIÓN..................................50 8.5. ANÁLISIS DE MÁXIMAS DESCARGAS.........................................53 8.5.1. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL POR LOS MÉTODOS EMPÍRICOS........................................................................................... 53 8.5.2. RESULTADOS OBTENIDOS POR LOS MÉTODOS EMPÍRICOS 55 8.5.3. BONDAD DE AJUSTE...............................................................55 8.5.4. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL POR LOS DIFERENTES MÉTODOS ESTADÍSTICOS..................................................................61 8.6. RESULTADOS OBTENIDOS POR LOS MÉTODOS ESTADÍSTICOS 65 8.7. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS...................................................66 8.7.1. FUNCIONES NATURALES........................................................66 8.7.2. INFLUENCIA DE LA RUGOSIDAD Y OTROS FACTORES EN EL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN EL RÍO CHIRA..........................66 8.7.3. TRANSPORTE DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN......................66 IX.
CONTAMINACIÓN DE LA CUENCA..................................................70
X. CONCLUSIONES................................................................................... 72 XI.
BIBLIOGRAFÍA.................................................................................. 73
XII.
ANEXOS............................................................................................. 74
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I.
INTRODUCCIÓN
Una cuenca hidrográfica es un área de terreno que drena agua en un punto común, como un riachuelo, arroyo, río o lago cercano. Cada cuenca pequeña drena agua en una cuenca mayor que, eventualmente, desemboca en el océano. También se define como una unidad fisiográfica conformada por la reunión de un sistema de cursos de ríos de agua definidos por el relieve La cuenca Catamayo-Chira, Se sitúa entre las coordenadas 03° 30´a 05° 08´ latitud sur y 79° 10´a 81° 11´ de longitud oeste. La altitud va desde el nivel del mar en la desembocadura del río en el Océano Pacífico hasta la cota 3.700 m.s.n.m. Limita por el norte con la cuenca Puyango-Tumbes (Departamento de Tumbes en Perú y Provincias de El Oro y Loja en Ecuador), por el este con la provincia Zamora-Chinchipe de Ecuador, por el sur con las Provincias de Piura y Huancabamba en el Perú (cuencas del mismo nombre) y por el Oeste con el Océano Pacífico, tiene 17.199,18 km2, de los cuales 7.212,37 km2, (41,93 %) están en territorio ecuatoriano y 9.986,81 km2, (58,07 %) en Perú. Abarca los cantones Célica, Pindal, Macará, Sozoranga, Calvas, Espíndola, Gonzanamá, Quilanga, y parte de los cantones de Loja, Catamayo, Paltas, Puyango, Olmedo y Zapotillo, de la provincia de Loja en el Ecuador y parte de las provincias de Ayabaca, Huancabamba, Morropón, Paita, Piura, Sullana, y Talara en el departamento de Piura, Perú. La cuenca hidrográfica binacional Chira es el área física que recibe y concentra las aguas del principal Rio Chira en el Perú y Catamayo en el Ecuador y de sus afluentes Chipillico, Quiroz, Alamor y Macará. El río Chira es un río de la vertiente del Pacífico, localizado al sur del Ecuador y norte del Perú. Forma la frontera entre ambos países hasta la quebrada del Alamor, y a partir de ahí ingresa al territorio peruano. El río nace en la divisoria de la cuenca del río Huancabamba a más de 3.600 msnm con el nombre de río Catamayo, y después de recorrer 150 Km. se une con el río Macará donde toma el nombre de río Chira, recorre 50 Km., sirviendo de límite entre Perú y Ecuador hasta encontrarse con el río Alamor continuando en la dirección sur-oeste en territorio peruano hasta su desembocadura en el mar. La red hidrográfica de la cuenca tiene características, de buen drenaje. Su curso principal es el río Catamayo-Chira, cuya longitud total desde sus nacientes hasta la desembocadura en el océano Pacífico es de 315 Km. La cuenca hidrográfica Chira ampara una gran variedad de plantas y animales, y brindan muchas oportunidades de esparcimiento al aire libre. Al proteger la salud de cuenca hidrográfica, podemos preservar y mejorar la calidad de vida.
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II.
IMPORTANCIA
La cuenca Chira es una fuente permanente del recurso hídrico para todo el valle tanto para la agricultura y consumo doméstico e industrial. El desarrollo del presente tema reviste importancia porque los resultados obtenidos contribuyen a determinar el Balance Hídrico Superficial de la cuenca. Con los resultados se puede establecer políticas, adecuadas que contribuyan a aprovechar el recurso hídrico en las épocas en la que existe mayor afluencia, cómo es el período entre los meses diciembre - marzo ya sea en proyectos Agrícolas o Hidroenergéticos. De la misma manera podemos conocer características; particulares de esta cuenca, las mismas que se aprecian en los datos referidos a características geomorfológicos. Que nos permitirán establecer ciertas analogías o relaciones con otras cuencas que tengan similares Características; las mismas que podrán ser usados en otros estudios. Para que permitan un uso racional de los recursos, muy en especial a los recursos hídricos y sea posibilite el desarrollo socioeconómico y sustentable en beneficio de la población, ya que se pronostican escasez de agua en el Perú para el año 2025. Ahora, con esta cuenca del rio Chira se ha logrado dotar de agua para el riego de nuestros valles, incrementando la productividad y producción agrícolas, haciendo rentable y competitiva esta actividad económica; además de desarrollar la agroindustria, generar energía limpia a través de las hidroeléctricas de Poechos y Curumuy, desarrollar la actividad acuícola, proteger a los valles contra inundaciones y abastecer de agua para consumo doméstico a las poblaciones de Piura, Castilla, Sullana Paita y Talara. Otro aspecto de mencionar es la transformación paulatina del ecosistema de Sullana con la construcción de la presa derivadora que forma parte de las obras de riego del proyecto especial Chira - Piura, se ha formado una laguna artificial, espacio en el cual se viene empleando en la actividad náutica y por ende el turismo se torna permanente, sin embargo la población que acude a dichos lugares desconoce el riesgo a que está expuesto, además de estar colmatándose sobre todo con sólidos en suspensión proveniente de las aguas residuales.
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III. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA DEL RÍO CHIRA
III.1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA CUENCA La cuenca de este río, geográficamente está situada entre los paralelos 03º40’28" y 05º07’06" de la latitud sur, y los meridianos 80º46’11" y 79º07’52" de longitud oeste. El Chira es un río internacional, y su cuenca tiene un área de drenaje superficial de 19,095 km2 hasta su desembocadura en el mar; de los cuales
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 7,162 km2 están dentro de territorio ecuatoriano y 11,933 km2 dentro del territorio peruano. Su cuenca húmeda es de aproximadamente 9,500 km2. El río nace en la Cordillera Occidental de los Andes a más de 3,000 m.s.n.m. con el nombre de Catamayo, y después de recorrer 150 km se une con el río Macará donde toma el nombre de río Chira, recorre 50 km. sirviendo de límite entre Perú y Ecuador hasta encontrarse con el río Alamor continuando en la dirección Sur-Oeste en territorio peruano hasta su desembocadura en el mar después de haber recorrido 300 km aproximadamente.
A) NACIMIENTO: El río nace en la Cordillera Occidental de los Andes a más de 3,000 m.s.n.m. con el nombre de Catamayo, y después de recorrer 150 km se une con el río Macará donde toma el nombre de río Chira, recorre 50 km. sirviendo de límite entre Perú y Ecuador continuando en la dirección Sur-Oeste en territorio peruano hasta su desembocadura en el mar después de haber recorrido 300 km aproximadamente.
B) JURISDICCION POLITICA: Políticamente, el área se ubica en el departamento de Piura, abarcando parte de las provincias de Piura, Morropón, Huancabamba, Ayacaba, y Sullana.
Cuadro N° 01: Demarcación Política de la cuenca Chira CUENCA RÍO CHIRA
PROVINCIA
AYABACA
PIURA
SULLANA
PAITA
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DISTRITO SICCHEZ SUYO SAPILLICA FRÍAS (Parcialmente) AYABACA PACAIPAMPA LAS LOMAS TAMBOGRANDE (Parcialmente) LANCONES SULLANA QUEROCOTILLO SALITRAL MARCAVELICA Ignacio ESCUDERO MIGUEL CHECA TAMARINDO LA HUACA
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 PUEBLO NUEVO DE COLÁN EL ARENAL VICHAYAL LA BREA
TALARA
C) PRINCIPALES AFLUYENTES: Por la margen izquierda los ríos Macará, Quiroz y Chipillico y por la margen derecha el río Alamor y Varias Quebradas como Hawai, Venados y Samán.
Cuadro N° 02: División de la cuenca Chira CUENCA
VERTIEN TE
SUBCUENCAS QUEBRADA SAMÁN RÍO CHIPILLICO
RIO CHIRA
VERTIEND E DEL PACÍFICO
QUEBRADA LA SOLANA
RÍO QUIROZ
RÍO MACARÁCALVAS
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MICROCUENCAS QUEBRADA SAJINOS QUEBRADA CAÑA DULCE QUEBRADA YANGAS QUEBRADA TOTORAL QUEBRADA DE PICHONES QUEBRADA DE TAMARINDO QUEBRADA LA ENCANTADA QUEBRADA JAGUAR QUEBRADA ENCUENTROS QUEBRADA SUYO QUEBRADA GUIR GUIR QUEBRADA TONDOPA QUEBRADA HUANTA QUEBRADA OLLEROS QUEBRADA MANGAS QUEBRADA SICACATE QUEBRADA TULMAN QUEBRADA SANTA ROSA QUEBRADA AROGOTO QUEBRADA CHOCÁN
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D) COORDENADAS: Geográficamente está situada entre los paralelos 03º40’28’’ y 05º07’06’’ de latitud sur, y los meridianos 80º46’11’’ y 79º07’52’’ de longitud oeste. E) LIMITES: La cuenca del rio Chira se extiende por el norte del territorio Ecuatoriano. Por la parte peruana, limita:
Norte - cuenca del Rio Puyango (Tumbes), Este-limita con la cuenca del Rio Zamora y Chinchipe (Ecuador) Sur- cuenca del Rio Piura y Huancabamba Oeste - Océano Pacifico.
III.2. CLIMA Debido a su proximidad con la línea ecuatorial, la costa de Piura tiene un clima cálido durante todo el año. El clima costeño presenta características de clima tropical en zona yunga y de sabana tropical a nivel del mar. Este clima se le conoce también por seco tropical o bosque seco ecuatorial. Es un clima parecido a la de la una sabana tropical. En la zona costera sur del departamento, colindando con la Región Lambayeque, existe un clima semidesértico. La sierra piurana tiene un clima húmedo subtropical y templado con un promedio anual de 15 °C. El verano va desde diciembre a abril, es muy caluroso y más húmedo que el resto de meses, con temperaturas a veces insoportables en la ciudad, las lluvias son comunes durante esta época, especialmente durante las noches. A. TEMPERATURA La temperatura media anual en estas cuencas para las zonas baja y media tiene valores similares de 24ºC, luego decrece en las cuencas altas con registros hasta de 13ºC. Los valores máximos puntuales alcanzan los 38ºC en las zonas bajas (febrero o marzo) y de 27ºC en la zona alta. Los mínimos se producen en los meses de junio a agosto, alcanzando 15ºC en la Costa, bajando hasta 8ºC en los meses de junio-septiembre en la parte alta. B. HUMEDAD RELATIVA En la parte baja de los valles la humedad relativa tiene un comportamiento similar al régimen térmico, con tendencia a mantener valores mensuales comprendidos entre 67% y 73%. Este rango es superado en los meses con lluvias en años de Niño intenso, con valores que llegan hasta 91%. C. HORAS DE SOL En la parte baja de las cuencas el valor medio anual de horas de sol alcanza 7,0 horas, en la parte media y alta 6,1 y 5,2 respectivamente. Los máximos valores se presentan en los meses de agosto-diciembre, disminuyendo en los meses de enero-marzo. Las horas máximas y mínimas diarias Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 8
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 registradas se dan sólo en la parte alta, correspondiendo los valores de 10,1 y 0,7 respectivamente. D. VIENTO No se puede generalizar la dirección del viento en la cuenca, debido a las diferentes condiciones topográficas existentes. En las cuencas bajas de los valles existen una predominancia de vientos Sur-Oeste, Sur y Sur-Este; la velocidad de estos alcanzan hasta 11 km/hora como promedio anual. Entre septiembre-diciembre se manifiesta los valores máximos. En las cuencas media, la dirección del viento es Sur-Sur Oeste, llegando a superar los 5 m/s en los meses de noviembre-diciembre. El promedio anual en estas zonas alcanza 4,1 m/s. Cuadro N° 03: Tipos de climas en Piura TIPO DE CLIMA Cálido Semicálido Templado Cálido Templado Frío Semifrío Frío Moderado
COBERTURA Esperanza, Mallares, Lancones, Las Lomas, Tumbes, Suyo, Paimas, Sausal de Culucán, Piura, Chulucanas, Tambogrande, Morropón Nazaino, Sapillica, Montero, Sicchez, Sechura Pato Blanco, Lagunas, Pacaipampa Los Alisos, Minas, Sauce, Ayabca, Yangana, Pacaipampa Arrendamiento, Las Pircas, Tataneo Las cumbres más altas de la cuenca
RANGO ALTITUDINA L (m.s.n.m.) Menor de 1000 1000 – 1700 1700 – 2300 2300 – 3000 3000 – 3500 Mayor a 3500
III.3. ECOLOGÍA Dentro de la extensión que conforma la Región Piura se asienta una de las poblaciones más grandes del Perú, con aproximadamente dos millones de habitantes, de los cuales el 90% se halla dentro de los límites del departamento de Piura. El rasgo más notable de esta Región, como la del resto del país, es su diversidad biológica, ecológica y cultural. Para la región se reporta 17, de las 84 zonas de vida reconocidas para el Perú, (según el Mapa Ecológico de la ONERN), distribuidas a su vez dentro de dos grandes espacios geográficos íntimamente relacionados: la llanura costera y el sistema de la Cordillera Occidental de los Andes. Por otro lado, para Piura cabe destacar, su gran inestabilidad climática, creada en parte por el Fenómeno de El Niño, la presencia de suelos delgados y pobres en materia orgánica, así como su débil cobertura sobre todo a la llanura costera que han llevado a considerar a la mayoría de los Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 9
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 ecosistemas de la Región Grau como ecosistemas FRÁGILES, es decir a punto de des estructurarse. El mapa ecológico del Perú, basado en el sistema de Zonas de Vida de Holdridge, permite clasificar las diferentes áreas del país, tomando en cuenta las regiones latitudinales y los pisos altitudinales, según Holdridge. En el año 2000 el INRENA define para la región de Piura un total de 17 Zonas de Vida y 3 zonas transitorias, de las 84 identificadas para el territorio nacional (INRENA, 2000). En este estudio se han determinado un total de 31 Zonas de Vida que se desarrollan a lo largo de 5 pisos altitudinales para la región de Piura en la Zona Continental y 4 Zonas de Vida en la Zona Costera, en base a la distribución de la biodiversidad desarrollada en los diferentes espacios interrelacionados con los factores climáticos y geográficos. El Cuadro N° 5 presenta los pisos altitudinales en la zona continental de la región Piura.
III.3.1. FLORA El Perú tiene una flora muy variada estimada en 17 145 especies de plantas con flores, es decir, fanerógamas y gimnospermas. De las 216 familias de plantas con flores que arrojan un total de 17 121 especies, 42 familias contienen 100 o más especies, 17 familias tienen 200 o más especies y solamente 10 familias presentan 8 000 especies, representando el 46,7% de toda esta flora: Asteraceae (1 433), Bromeliaceae (420), Euphorbiaceae (305), Fabaceae (971), Melastomataceae (637), Orchidaceae (1 587), Piperaceae (811), Poaceae (719), Rubiaceae (579) y Solanaceae (538); en una extensión aproximada de 1 285 215,60 Km2, y distribuidas en aproximadamente entre 216 a 224 familias y 2 458 géneros. Sin embargo, las familias de mayor diversidad en la flora peruana son las Orchidaceae con más de 1 580 especies y las Asteraceae (Compositae) con más de 1 430 especies, alcanzando entre ambas aproximadamente el 18% de la flora total. La flora en la Región Grau, que corresponde a los departamentos de Piura y Tumbes, no es uniforme y en la misma forma como se habla de microclimas, también a cada zona climática corresponde determinados tipos de vegetaciones, que están en relación con su medio ecológico. En la figura de abajo se muestra los manglares de la región y el árbol del Guayacal. Los científicos han dividido la región para mejor estudio de su flora en las siguientes secciones:
SECCIÓN SECCIÓN SECCIÓN SECCIÓN SECCIÓN
DE LOS MANGLARES CHAPARRAL CEIBAL MONTE PERENNIFOLIO ALGARROBAL
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SECCIÓN SAPOTAL SECCIÓN DESIERTO DE SECHURA
M ANGLAR
GUAYACAL
III.3.2. FAUNA III.3.2.1. FAUNA TERRÉSTRE Se estima que el número total de especies de mamíferos en el mundo es 4 170, de los cuales 1 232 especies habitan en la región Neotropical y 361 en el Perú, representados por 11 órdenes. En número de especies, el Perú es el sexto en el mundo y el tercero en el Neotrópico. En el Cuadro se representa el número de Especies de Vertebrados en el Perú y en el Noroeste del Perú, destacando para ésta última área, donde se encuentra la Cuenca – Zona Peruana, el registro de 305 especies de aves, 50 mamíferos, 31 reptiles y 6 especies de anfibios. Cuadro N°04: Porcentaje de las especies en la parte Noreste del Perú. GRUPO
PERÚ
NORESTE
ANFÍBIOS REPTILES AVES MAMÍFERO S
245 345 1700
6 31 305
PORCENTAJ E (%) 2,5 8,9 17,9
420
50
11,9
Vertebrados en el Perú y en el Noroeste del País
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Se estima que los Departamentos de Tumbes, Piura y Lambayeque en el Perú contribuyen con el 77% del total exportado de fauna silvestre, siendo Piura con 45% del total nacional el Dpto. de mayor importancia.
AVES Y REPTILES REPRESENTATIVOS DE LA REGIO DE PIURA III.3.2.2. FAUNA ACUÁTICA En Ayabaca, en el rio Curilcas, Quebrada Pacaipampa, Quebrada Lota, las especies: blanco Bryconamericus y otro parecido al bagre conocido comúnmente como negro. La Quebrada Lota, junto con las Quebradas El Sauce y Tingo, forman el río Pacaipampa. Estas mismas especies se encuentran en el rio Chalaco. En el río San Pedro no se reporta la presencia de estas especies mencionadas, en Las Pircas Frías a 3 300 msnm. En el río Ñoma, se reporta la existencia de la especie liza no identificada. En Quebrada Honda, a 1 250 msnm, también se reporta liza. En el Reservorio de San Lorenzo, la cantidad de especies recolectadas ha sido mayor que en otros cuerpos de agua: “boquiche”, plateado, bagre y paiche (Arapayma gigas).
PAICHE
BAGRE
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III.4. RECURSOS HIDRÁULICOS El aprovechamiento de los recursos hídricos del río Chira que recibe aportes de los afluentes del Río Catamayo, Río Macará, Río Almor, Río Quiroz, que desembocan en la presa de Poechos ubicada en el cauce del río la cual regulariza los caudales del río chira más los aportes del río Chipillico y de las quebradas salinas que se unen al río chira más adelante de la presa , para que estos puedan ser utilizados en el riego del valle del bajo Chira, y a través del canal Chira-Piura, aumenta el caudal del río Piura en su periodo más seco, para incrementar el área irrigada en el Bajo Piura. El manejo integrado del riego en los dos valles es gestionado por el Proyecto Especial Chira - Piura. El canal Chira - Piura, en el paraje conocido como Curumuy, tiene un desnivel de unos 30 m. Al pie de este desnivel se ha construido una central hidroeléctrica, llamada precisamente Usina Hidroeléctrica de Curumuy.
La insuficiente capacidad reguladora del embalse Poechos y la demanda creciente en asegurar la sostenibilidad del valle y la seguridad del abastecimiento de productos agrícolas y de consumo a la población Piurana. En las últimas décadas se han ejecutado sistemáticamente obras hidráulicas de regulación, aprovechamiento y control de los recursos hídricos con inversiones del Estado; sin embargo, estas obras constituyen una solución parcial ya que la eficiencia en el uso del agua es baja. Por otro lado, la obra principal del Sistema, la presa Poechos, viene progresivamente perdiendo volumen de almacenamiento útil a causa de las altas tasas de transporte de sedimentos del río Chira que hasta ahora han causado la pérdida del 50 por ciento del volumen diseñado.
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III.5. FISIOGRAFÍA La Cuenca Catamayo - Chira es binacional y se encuentra en la frontera entre Ecuador y Perú. Nace en las altas y frías punas, en el bellísimo parque Nacional Podocarpus en el Ecuador y desemboca en el océano Pacífico, se denomina Catamayo en el Ecuador hasta su encuentro con otro río fronterizo llamado Macará y desde ese momento se denomina Chira. Es importante señalar cómo en su recorrido de 390 Km. el río baja desde casi 4000 metros hasta el nivel del mar atravesando 16 pisos ecológicos con una biodiversidad tan frondosa que se pueden encontrar en ella 11 zonas de vida de acuerdo a la clasificación de Holdridge. La cuenca del río Catamayo - Chira tiene una extensión de 17 949.38 km2 en total, de los cuales 7 212 km2 están en Ecuador y los restantes 10 737.38 km2 están en Perú. La parte alta de la Cuenca en Ecuador es montañosa, la topografía es abrupta y varía desde los 150 a los 3000 m con pendientes longitudinales del río de 35% al 1,2%, divididas en tres subcuencas: Catamayo, Macará y Alamor.
En la Costa la cuenca Chira que cruza el desierto costero como franjas relativamente estrechas, los ríos que llevan su mismo nombre son de corto recorrido y de carácter torrencial, nacen en las faldas accidentales de los Andes y después de discurrir por cauces generalmente estrechos y de pronunciadas pendientes, descargan en el Océano Pacífico. Estos ríos de carácter estacional producen grandes escurrimientos entre los meses de verano (enero-abril), así como también estiajes en el resto del año y sequías como el caso del río Piura.
III.6. VEGETACIÓN En la Cuenca predomina la vegetación tipo bosque, ocupando un 41% de la misma (34% es bosque seco natural). El estrato herbáceo ocupa el 29% del área (7% está formado por una asociación de pasto natural/arbustos). La vegetación arbustiva es el 14% del área (10% corresponde a una asociación con pastos). Las Unidades de Cobertura y Uso de la Tierra de la cuenca alta del río Chira son los siguientes: Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 15
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Bosque. Es una formación que presenta varios estratos con vegetación leñosa, dominante en el estrato alto, sólo bosque arbustivo y herbáceos. En la zona se presentan las estribaciones del Bosque Seco Ecuatorial, habiéndose considerado dos subclases: i) Bosque Seco Denso y ii) Bosque Seco Semidenso. Arbusto – Pastos. Clase diferenciada, en términos de uso, se caracteriza por presentar un estrato arbustivo y herbáceo y que es utilizada para el pastoreo. Pastos – Arbustos. En esta clase se tiene una mayor proporción de gramíneas y los arbustos están sobré pastoreados. Pastos. En esta clase está compuesta por especies de Gramíneas nativas y/o cultivadas. Sábana – Matorral. Formación con un estrato herbáceo generalmente continúo con presencia de especies leñosas y semileñosas, con presencia de árboles y los arbustos. Cultivos. Esta clase incluye a las especies cultivadas como el maíz, arroz, leguminosas y otros que está en menor proporción. Suelo Desnudo. En esta categoría se tiene a los suelos que presentan 40% o menos de cobertura vegetal predominando las gramíneas y algunas arbustivas. Suelo Desnudo/Eriazos/Suelos Rocosos. Es el suelo que presenta una cobertura vegetal menor al 20%, hasta los que no la poseen, así como a los cubiertos en algún grado con piedras.
El sistema Chira dispone de un amplio potencial de tierras para actividades agrícolas (73.755,57 ha), principalmente intensivas que requieren el control de inundaciones, así como cultivos anuales que requieren medidas de prevención por geodinámica externa e inundaciones, procesos que inciden durante la ocurrencia del Fenómeno El Niño. Se complementa su potencial con áreas para actividades de manejo forestal principalmente de los bosques secos (76 330,11 ha), así como la aplicación de sistemas integrados de producción que compatibilicen el uso actual de la tierra con su vocación natural, otorgando la posibilidad de aprovechar los recursos disponibles bajo el principio de sostenibilidad ecológica y económica. Las formaciones vegetales más importantes son el bosque seco, con árboles caducifolios y muchas plantas epifitas como (orquídeas, bromelias, líquenes, musgos, helechos, incluso especies de cautos, etc.) la sabana, conformada por árboles dispersos de sapote, faique y algarrobo eucaliptos.
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III.7. DRENAJE El Chira es un río internacional, y su cuenca tiene un área de drenaje superficial de 19,095 km2 hasta su desembocadura en el mar; de los cuales 7,162 km2 están dentro de territorio Ecuatoriano y 11,933 km2 dentro del territorio Peruano. Su cuenca húmeda es de aproximadamente 9,500 km2. Sobre la sedimentación del reservorio de Poechos se propone el manejo de la cuenca internacional Catamayo - Chira, mediante obras de conservación de suelos y reforestación que minimicen la sedimentación al drenar las aguas de las precipitaciones, con responsabilidades y plena participación de los agentes involucrados, tanto ecuatorianos como peruanos. También Sobre el deficiente drenaje del Bajo Piura. Se propone efectuar un adecuado estudio de drenaje que involucre no sólo las áreas cultivadas sino las poblaciones y efectuar las obras correspondientes. Este estudio debe ser efectuado por un organismo ajeno al PECHP. Se propone no ejecutar la III Etapa del PECHP mientras no se solucione el problema de drenaje del Bajo Piura y de sedimentación del reservorio de Poechos.
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IV. GEOLOGÍA DEL RIO DE LA CUENCA IV.1. GENERALIDADES En el presente capítulo, se expondrá en forma explícita el estado actual de las investigaciones geológicas e hidrogeológicas del territorio que abarca la cuenca del río chira. El proyecto chira-Piura nos definen las características del suelo y sub-suelo de la cuenca en estudio, como son: tipos de relieve permeable, porosidad, variaciones de la napa freática, etc. De igual manera grandes unidades orográficas que son el área montañosa, en la cual, las características morfológicas del relieve son relativamente suaves en comparación al relieve del área montañosa. La llanura litoral presenta un relieve bastante plano, cuyo extremo ubicado al Oeste, está constituido por una porción del desierto de Sechura. Por otro lado las características de permeabilidad del suelo, que van a determinar la rapidez de drenaje de la cuenca y de la subida de las crecidas, así como el aporte de los caudales de estiaje. En lo que respecta a los estratos del suelo, nos permitirá conocer la tasa de infiltración, la capacidad de retención del aguacero, el coeficiente de escurrimiento superficial, etc. Gran parte del territorio del departamento de Piura se encuentra localizado en la llanura costera (60%) y otra dentro de la cadena andina (40%) lo cual le confiere una fisiografía muy heterogénea con paisajes y ecosistemas muy especiales y diversos.
IV.2. CONSTITUCIÓN GEOLÓGICA DE LA CUENCA Los Grupos de Capacidad de Uso Mayor que se presentan en la cuenca Chira-Piura son los siguientes: a) TIERRAS APTAS PARA CULTIVO EN LIMPIO (A): son tierras que presentan las mejores características edáficas, topográficas y climáticas, para el establecimiento de una agricultura de tipo intensiva, en base a especies anuales de corto período vegetativo, adaptadas a las condiciones ecológicas podrían ser utilizadas para la implantación de cultivos permanentes, que permita obtener una mayor rentabilidad con este tipo de cultivos. Igualmente este cambio puede ser hecho, con la finalidad de poder economizar el uso del agua, en aquellas zonas donde la disponibilidad de este recurso es escasa mediante técnicas adecuadas de manejo, facilitan y optimizan la aplicación del agua de riego a nivel de cada planta.
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 b) TIERRAS APTAS PARA CULTIVO PERMANENTE (C): Incluye aquellas tierras que presentan las mejores características edáficas, topográficas y climáticas del departamento, para el establecimiento de Cultivos Permanentes, ya sean de porte arbustivo o arbóreo. Las tierras con aptitud potencial para Cultivos en Limpio (A), podrían ser aprovechadas para Cultivos Permanentes (C), de resultar más rentable ya que en la cuenca existe un clima apropiado para el cultivo de algunos frutales adaptados a las condiciones ecológicas del medio. c) TIERRAS APTAS PARA PASTOREO (P): por sus limitaciones edáficas, topográficas y climáticas, no son aptas para cultivos intensivos ni permanentes, pero si son apropiadas para el pastoreo, ya sea en base al aprovechamiento de las pasturas naturales temporales, permanentes y semipermanentes, o aquellos pastos mejorados. d) TIERRAS APTAS PARA PRODUCCIÓN FORESTAL (F): incluye aquellas tierras con severas limitaciones edáficas y topográficas que las hacen inapropiadas para las actividades agropecuarias de cualquier tipo, pero si permiten realizar la implantación o reforestación con especies maderables de valor comercial, propias del medio, ya sea con fines productivos o con fines de protección de cuencas, o de uso muy selectivo. e) TIERRAS DE PROTECCIÓN (X): tierras con limitaciones edáficas, climáticas y topográficas extremas que las hacen inapropiadas para la explotación agropecuaria y forestal, quedando relegadas para otros propósitos, como por ejemplo áreas recreacionales, zonas de protección de vida silvestre, plantaciones forestales con fines de protección de cuencas, lugares de belleza escénica. Se encuentran localizadas en afloramientos rocosos y páramos de la parte alta de las cuencas de los ríos Chira, Piura. También se encuentra en la planicie desértica en ámbitos cubiertos por médanos y dunas, así como en las colinas que emergen en la Costa, como el macizo Illescas, los escarpes de la línea costera y los tablazos moderada a fuertemente disectados en los distritos de Paita, Talara y Sullana. Así como en zonas hiperáridas del departamento de Piura, en el Desierto de Sechura, Paita y Talara, configurando una geomorfología de escarpes y elevaciones en áreas cercanas al litoral. Se han determinado las siguientes Unidades de Tierras de Protección: Xs y Xse.
IV.3. GEOLOGÍA DE LA CUENCA El valle del Río Chira es asimétrico, mientras que en la margen derecha están compuestos por depósitos aluviales de terraza que comprenden los terrenos de cultivo con una morfología sub horizontal, en la margen izquierda afloran depósitos de conglomerados, cuya matriz está compuesta de cuarzo, también de rocas ígneas, así mismo se aprecian areniscas, lutitas y limonitas intercalados en estratos lenticulares. Esta variación geomorfológica se debe probablemente a la presencia de fallas que afectan la margen derecha, donde otro aspecto que corrobora esta apreciación es el cambio brusco del curso del río en épocas de creciente. Sobre este basamento rocoso se han depositado los depósitos eólicos en forma de pequeñas colinas (denominados, loma Mambre, Teodomiro), compuestos de Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 19
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 medanos que con el correr del tiempo se han consolidado gracias a la vegetación y las lluvias respectivas contribuyendo a esta depositación de semillas.
IV.4. SUELOS Y ROCAS DE LA CUENCA En la cuenca del Chira-Piura las actividades principales son la agricultura y la ganadería vacuna y caprina mayoritariamente. En la costa la agricultura con riego tecnificado viene ganando terrenos a los bosques secos de algarrobos y cada día mayor cantidad de áreas boscosas son utilizadas para la ganadería, apicultura. Una clara evidencia de esta expansión agrícola es el cultivos de caña de azúcar para etanol, el cultivo de uva, espárrago. Gran parte de la población económicamente activa del departamento se dedica a la actividad agropecuaria y actividades extractivas del bosque. Actualmente el área cultivada en la Cuenca Chira-Piura es de 157 000 ha. Debemos señalar que los sistemas ecológicos del departamento están relacionados principalmente a rasgos geológicos asociados con suelos y procesos puramente cuaternarios; así, la vegetación y actividad humana (agricultura) se desarrolla en suelos cuaternarios que presentan desde menos de 1m a varios metros de espesor. Donde las rocas son duras, compactas y más antiguas que el suelo suelto deleznable del cuaternario, no hay agricultura. Por otro lado, los sistemas ecológicos del departamento, sufren una acción activa por efecto de la geodinámica externa como son huaycos, deslizamientos, desprendimientos, reptaciones de suelos, migraciones de arena por acción eólica entre otros. En el rubro de potencial minero metálico describimos una serie de depósitos, algunos de ellos los más destacados, ya constituyen yacimientos mineros con estudios desarrollados a nivel de factibilidad económica como son los sulfuros masivos de Tambogrande y el depósito de cobre porfirítico Río Blanco sin embargo, actualmente se encuentran paralizados debido a dificultades de carácter socioambiental. En los no metálicos tenemos el Proyecto Fosfatos de Bayovar que ya constituye un proyecto en ejecución, así como otros depósitos de salmueras, calcáreos y sulfatos en el desierto de Sechura y los depósitos de bentonitas y diatomitas de Paita; aguas subterráneas, petróleo, gas y otros que se distribuyen ampliamente en las formaciones sedimentarias de la costa. También hacemos referencia a la presencia de fósiles, los cuales deben ser considerados como un recurso y/o patrimonio cultural para el departamento, pues mediante su colección técnica y reconocimiento científico nos permitirá conocer aspectos ecológicos y ambientales del tiempo pasado de nuestro departamento; así mismo constituyen una valiosa fuente de información científica para los estudiosos de la ciencia paleontológica, por tanto es necesario poner en valor dichos recursos. Cuadra N° 05: Capacidad de uso de la cuenca Chira Grupos y asociacion es de grupos A
Aptitud
Extensi ón (Ha)
Porcent aje
Tierras aptas para pastoreo
147
0.02 %
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Ar P Pt F X Pt – X P–F F–X Ar – X Otros
continuado Tierras aptas para pastoreo temporal Tierras aptas para producción forestal Tierras para protección Asociación de los grupos Pt-X: 60% y 40% Asociación a los grupos P-F: 60% y 40% Asociación a los grupos Pt-X: 60% y 40% Asociación de los grupos P-F: 60% y 40% Asociación de los grupos F-X: 20% y 80% Asociación de los grupos Ar-X: 60% y 40% Cuerpos de agua e Islotes Total
6,493 3,544 66,406
1.02 % 0.56 % 10.47 %
34,128
5.38 %
162,411
25.61 %
150,485
23.73 %
6,775
1.07 %
185,082
29.18 %
6,798
1.07 %
12,017 633.444
1.89 % 100 %
En la cuenca del valle chira el tipo de suelo es franco arcilloso y los cultivos adaptables a este sector son: arroz, plátano, maíz y mango ciruelo. En el sector Cieneguillo, el tipo de suelo es arenoso y los cultivos adaptables a la zona son: limón, yuca, cebolla y plátano. En el sector Poechos Pelados, el tipo de suelo es franco luminoso, siendo los cultivos adaptables son: arroz, algodón, maíz y cultivos de pan llevar, siendo el tipo de suelo franco arcilloso; los mismos cultivos son adaptables en la margen izquierda siendo el tipo de suelo franco arenoso. En El Arenal, el tipo de suelo es franco arenoso. Los cultivos adaptables: algodón, maíz, camote y cultivos de pan llevar.
IV.5. AGUAS SUBTERRÁNEAS Aguas Subterráneas Son aquellas que se han filtrado desde la superficie de la tierra hacia abajo por los poros del suelo. Las formaciones de suelo y roca que se han saturado de líquidos se conocen como depósitos de agua subterránea o acuíferos. En los últimos años este tipo de agua ha cobrado una mayor importancia por la necesidad de su uso en zonas de escasez de fuentes de aguas superficiales, como sucede en diferentes áreas del Sistema Chira; estas aguas son usadas para uso doméstico, agrícola e industrial. A pesar de su ubicación, este tipo de aguas no están libres de contaminación. Este hecho se produce como resultado de una inadecuada eliminación de basura sobre el suelo. Entre las principales fuentes de contaminación se encuentran los rellenos sanitarios y los productos químicos, industriales y del hogar.
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 En las subcuencas Catamayo, Macará y Alamor, se explotan 24 pozos someros o superficiales y 65 pozos profundos, para uso doméstico, mientras que en el sistema Chira y subcuenca Quiroz, se explotan 347 pozos someros, 35 pozos profundos y un manantial para usos doméstico, agrario e industrial.
V.
CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLÓGICAS DE LA CUENCA
V.1. ÁREA DE LA CUENCA El área de la cuenca es probablemente la característica geomorfológica más importante para el diseño. Está definida como la proyección horizontal de toda el área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural. El área total de la cuenca, así como de las sub cuencas se presenta en el siguiente cuadro.
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Subcuenca
1,079.42 4,073.17 1,060.07 2,722.43 2,997.91
% del Total 9.05 34.13 8.88 22.81 25.13
11,933
100
Área (Km2)
Alamor Catamayo Chipillico Macará Quiroz AREA TOTAL DE LA CUENCA
CUENCA DEL RIO CHIRA
V.2. PERÍMETRO DE LA CUENCA Cuenca CUENCA DEL RIO CHIRA
TOTAL (Km) 773.88
V.3. LONGITUD MAYOR DE LA CUENCA Kc=
0,282 P √A
Kc=1.9978
L=
[ √
( )]
Kc √ A 1.12 1+ 1− 1.12 Kc
2
L=188,82 Km
V.4. ANCHO PROMEDIO DE LA CUENCA
B=
A L ,
A = Área L = Longitud del río
B=
11 933 Km 2 =63,20 Km 188.83 Km
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V.5. FACTOR DE FORMA Ff=
A
( 1,27 × A
0,60 2
)
Ff=
11933 (1,27 × 119330,60 )2
Cuenca CUENCA DEL RIO CHIRA
A (Km2)
L (Km)
Ff
11,933
188.82
0.335
V.6. ÍNDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUS Es la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área igual a la de la cuenca:
Kc=
P 2 √ πA
Kc=0.282
P √A
Siendo:
Kc=Coeficientede compacidad
P=Perímetro de la cuenca em Km
A= Área de la Cuenca em Km2 Cuenca CUENCA DEL RIO CHIRA
Área (Km) 11,933
P (Km) 773.88
Kc 1.99
Como K > 1. La cuenca es de forma alargada, es decir son pocas las probabilidades, de que sea cubierta en su totalidad por una tormenta, lo que afecta el tipo de respuesta que se presenta en el río.
V.7. CURVAS CARACTERÍSTICAS V.7.1.
CURVA HIPSOMÉTRICA
Altitud (m.s.n.m. )
Área Parcial
Área Acumulada
Km2
Km2
0 500
2350.11 2018.46
2350.11 4368.57
500 100
Área sobre altitud
Km
Porcentaj e del total (%)
% Que queda sobre altitud (%)
9582.89 7564.43
19.69 16.91
80.31 63.39
2
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“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 100 0 150 0 200 0 250 0 300 0 350 0
0 150 0 200 0 250 0 300 0 350 0 382 8
1627.60
5999.17
5936.83
13.64
49.75
1309.14
7305.31
4627.69
10.97
38.78
1250.74
8556.05
3376.95
10.48
28.30
1198.37
9754.42
2178.58
10.04
18.26
1121.13
10875.55
1057.45
9.40
8.86
1057.45
11933.00
0.00
8.86
0
11933.00
100.00
CURVA HIPSOMETRICA DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA POR DEBAJO
POR ENCIMA
4500
4000 3828 3500
3000
3828
3500
3500
3000
2500
3000
2500
2500
Elevaciones (m.s.n.m) 2000
2000
1500
1500 1500
1000
500
0 0 0.00
2000
1000
1000
500
20.00
500
40.00
60.00
80.00
0 100.00
120.00
Porcentaje de las áreas qde la Cuuenca Chira, por encima o por debajo de las elevaciones (%)
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V.7.2.
CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES
Altitud (m.s.n.m. )
Área Parcial
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3828
0.00 2350.11 2018.46 1627.60 1309.14 1250.74 1198.37 1121.13 1057.45 11933.00
Km
Área sobre altitud
Área Acumulada
2
2
Km
Km
0.00 2350.11 4368.57 5999.17 7305.31 8556.05 9754.42 10875.55 11933.00
2
11933.00 9582.89 7564.43 5936.83 4627.69 3376.95 2178.58 1057.45 0.00
Porcentaj e del total (%)
% Que queda debajo altitud (%)
0.00 19.69 16.91 13.64 10.97 10.48 10.04 9.40 8.86 100.00
0.00 19.69 36.61 50.25 61.22 71.70 81.74 91.14 100.00
FRECUENCIA DE ALTITUDES 99.999999999999972 8.8615603787815278
8.86
9.3952065700159206
9.40
10.042487220313413
10.04
10.481354227771721
10.48
10.970753372999244
10.97
13.639487136512187
13.64
16.914941758149666
16.91
19.694209335456293
19.69 10.00
0.00
30.00 20.00
50.00 40.00
70.00 60.00
FRECUENCIA DE ALTITUDES
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 26
80.00
90.00 100.00
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V.8. RECTÁNGULO EQUIVALENTE Es el rectángulo que tiene la misma área de la cuenca, el mismo coeficiente de compacidad Kc de Gravelius y similar repartición hipsométrica. Se trata, de un rectángulo con el mismo perímetro de la cuenca donde las curvas de nivel corresponden a rectas paralelas. -
Longitud del lado mayor del rectángulo:
L=
L=
( √ ( ))
Kc∗√ A 1.12 ∗ 1+ 1− 1.12 Kc
√
2
1.99∗√11 933 1.12 2 ∗(1+ 1− ) 1.12 1.99
( )
L=354.53 Km -
Longitud del lado menos del rectángulo:
l=
l=
( √ ( ))
Kc∗√ A 1.12 ∗ 1− 1− 1.12 Kc
√
2
1.99∗√ 11 933 1.12 2 ∗(1− 1− ) 1.12 1.99
( )
l=33.66 Km
V.9. RED DE DRENAJE Es la red natural de transporte gravitacional de agua, sedimento o contaminantes, formada por ríos, lagos y flujos subterráneos, alimentados por la lluvia o la nieve fundida. La mayor parte de esta agua no cae directamente en los cauces fluviales y los lagos, sino que se infiltra en el suelo y desde éste se filtra al canal fluvial (escorrentía) y constituye arroyos. Se calcula de la siguiente manera:
CUENCA RIO CHIRA
Dd =
Li A
DENSIDAD DE DRENAJE A (Km2) L (Km) 11, 993.00
Obtenido este valor y conociéndose que:
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 27
188.82
Dd 0.0158 2
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 -
Dd < ó = 0.5, Cuenca mal drenada. Dd > ó = 3.5, Cuenca bien drenada.
Se concluye que la Cuenca Chira, está mal drenada; por ende y con el fin de que minimicen la sedimentación al drenar las aguas de las precipitaciones, con responsabilidades y plena participación de los agentes involucrados, tanto ecuatorianos como peruanos, también sobre el deficiente drenaje del Bajo Piura. Se propone efectuar un adecuado estudio de drenaje que involucre no sólo las áreas cultivadas sino las poblaciones y efectuar las obras correspondientes. Este estudio debe ser efectuado por un organismo ajeno al Proyecto Especial Chira - Piura.
V.9.1.
GRADO DE RAMIFICACIÓN
Los cauces de primer orden son los que no tienen tributarios, o sea las primeras afluentes del río principal. Los cauces de segundo orden se forman en la unión de dos cauces de primer orden y, a lo que, los cauces de orden n se forman cuando dos cauces de orden n-1 se unen, y así de forma consiguiente. El de cuarto orden representa el cauce del rio principal.
V.10.
LONGITUD Y ORDEN DE LOS RÍOS
ORDEN DE LOS RÍOS Y LONGITUD TOTAL DE LOS MISMOS
Cuenca Cuenca Río Chira
Orden 1 2 3 4 5 6 Total
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 28
N° de Ríos 20 25 40 22 9 3 116
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VI. PERFIL LONGITUDINAL PERFIL LONGITUDINAL DE LA CUENCA RIO CHIRA A PARTIR DE LA TOPOGRAFIA EXISTENTE Se adjuntan en el anexo el plano correspondiente 0+000 – 18+882. COTA MAS BAJA (m) 0.00 5.00 11.00 18.00 20.00 24.00 31.00 35.00 42.00 54.00 57.00 62.00 106.00 107.00 109.00 110.00 112.00 115.00 117.00
COTA DIFERENCIA MAS DE ALTA ELEVACIONE (m) S (m) 5.00 5.00 11.00 6.00 18.00 7.00 20.00 2.00 24.00 4.00 31.00 7.00 35.00 4.00 42.00 7.00 54.00 12.00 57.00 3.00 62.00 5.00 106.00 44.00 107.00 1.00 109.00 2.00 110.00 1.00 112.00 2.00 115.00 3.00 117.00 2.00 118.00 1.00 TOTAL =
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 29
ACUMULADO DE LONGITUDES (km) 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000 110.000 120.000 130.000 140.000 150.000 160.000 170.000 180.000 188.820 188.820
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VII. PENDIENTE DE LA CUENCA VII.1.
ÍNDICE DE PENDIENTE
Este índice se determina mediante la siguiente formula:
I p=
√
√
Bi × ( a n−an−1 ) 1 Bi × ∆ H i 1 ×∑ = ×∑ 1000 1000 √L √L
L= n= an-1, an-1 = Bi =
Longitud del lado mayor del rectángulo en Km. Número de curvas de nivel existentes en el rectángulo. Valor de las cotas de las curvas "n" de nivel consideradas.
St = ∆Hi = Por lo tanto:
Es una fracción de la superficie total de la cuenca comprendidas entre las cotas a1, a2 ,an. Superficie total de la cuenca Intervalo de las alturas entre cotas an y a (n-1)
L=188.82 km
n=8 S t =11 993.00 km Valores para el Cálculo del Índice de la Pendiente
Entre las cotas (m.s.n.m.) 0
500
Áreas Parciales
Ai St
Km (¿¿ 2)(Ai) ¿
B i=
2350.11
0.1969
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 30
∆ Hi
500.00
∑
√
Bi × ( an−an−1 ) 1000 0.314
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 100 0 100 150 0 0 150 200 0 0 200 250 0 0 250 300 0 0 300 350 0 0 350 382 0 8 TOTALES 500
2018.46
0.1691
500.00
0.291
1627.60
0.1364
500.00
0261
1309.14
0.1097
500.00
0.234
1250.74
0.1048
500.00
0.229
1198.37
0.1004
500.00
0.224
1121.13
0.0940
500.00
0.217
1057.45
0.0886
328.00
0.170
11933.00
1.0000
3828.00
1.940
√
I p=
Bi∗(an−an−1) 1 ∗∑ 1000 √L
I p=
1 ∗1.940 √ 188.82
I p =0.141
VII.2.
CRITERIOS PARA DETERMINAR LA PENDIENTE
Con frecuencia nos basta con medir la pendiente media del cauce principal, pero en ocasiones necesitamos calcular la pendiente media de toda la superficie de la cuenca. Los criterios que se tienen en cuando al medir una pendiente son de Medir la pendiente en forma vertical y medir la pendiente en forma horizontal, entonces el cálculo de la pendiente será la media de las dos o simplemente dividir la altura de la cuenca (cota de nivel superior – cota de nivel inferior de la cuenca) entre la longitud del cauce principal.
VII.2.1. CRITERIO DE LA PENDIENTE UNIFORME O EQUIVALENTE H S= L Donde:
H=Es la diferencia de lacota más alta con lacota más bajade la cuenca(en metros)
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 31
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
L=Longitud del río de la cuenca( en metros) Entonces:
S ( )=
118.00−0.00 188.82
S ( ) =0.625
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 32
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VIII.
HIDROLOGÍA DE LA CUENCA
VIII.1. INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA La cuenca del río Chira, cuenta con una extensa red de estaciones meteorológicas de diferentes categorías que disponen de información pluviométrica. El Proyecto Especial Chira-Piura, Proyecto Olmos y Región Agraria I, tuvieron a cargo la operación y mantenimiento de estas estaciones pluviométricas; actualmente el SENAMHI y el Ministerio de Salud, operan gran parte de esta extensa red meteorológica, cuya información en alguna de ellas data desde el año 1952. Sin embargo, la fuente base de la información pluviométrica la constituyen los registros de la red de estaciones meteorológicas que provienen del Proyecto Especial Chira-Piura y SENAMHI.
VIII.2. INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA Desde 1937, se cuenta con registro de información hidrométrica del rio chira, en diferentes puntos de su cauce. Desde 1971 a la actualidad, el PECHP tiene a cargo los registros de información, la cual ha sufrido en algunos años interrupciones. Así por ejemplo, con la presencia del Fenómeno de El Niño 1982-83, se perdieron casetas limnigráficas de varias estaciones, por lo que a partir de esa fecha y hasta fines del año 1992, se dispone de aforos con lecturas de mira para estimarlos caudales. Con la puesta en operación del Reservorio Poechos en 1976 (río Chira), y Presa Ejidos en 1985 (río Piura), se han definido nuevas secciones de control, que permiten la medición de las descargas con buena precisión, reemplazando de esta manera a las estaciones hidrométricas del Puente Sullana y Puente Sánchez Cerro. Como consecuencia de haberse desarrollado proyectos hidráulicos en las cuencas de los ríos Chira y Piura con sistemas de trasvase, se han modificado también los escurrimientos naturales en ambos ríos. Estas principales obras fueron: -
Derivación de las aguas del río Quiroz en 1954, hacia el reservorio San Lorenzo. Derivación de las aguas del río Chira en 1974 al río Piura, mediante una Planta de Bombeo en Montenegro, y en 1976 desde el Reservorio Poechos a través del Canal de Derivación. Derivación de las aguas en 1985 de la Presa Derivadora Los Ejidos hacia el Canal Principal “Biaggio Arbulú”.
La influencia de las derivaciones en las descargas del rio tiene un efecto considerable en épocas de estiaje, siendo en períodos lluviosos (con grandes descargas), prácticamente nulo. N °
ESTACION
1
Ardilla
UBICACIÓN GEOGRÁFICA PROVINC DISTRIT IA O Sullana Lancone
COORD. GEOGRAFICAS LATITUD (S) 04°31'
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LONGITUD (W) 80°26'
ALTIT. (m.s. n.m) 106
AREA INFLUEN CIA (km2) 13583
ENTIDAD QUE OPERA PECHP
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 2 3 4 5 6
Ciruelo Paraje Grande Pte. Simón Rodríguez Presa Sullana Lagartera
Sullana
s Suyo
04°18'06"
80°09'11"
202
6912
PECHP
Ayabaca
Montero
04°37'50"
79°54'48"
555
2289
PECHP
Ayabaca
Suyo
04°23'15"
79°57'43"
408
2455
PECHP
Sullana
Sullana
04°53'29"
80°41'28"
32
14933
Ayabaca
Sapillica
04°44'10"
80°03'38"
408
441
VIII.3. ANÁLISIS DE LAS PRECIPITACIONES El análisis está orientado a encontrar la distribución de frecuencias de valores extremos que más se ajuste a los datos observados para cada estación, obteniéndose los resultados de acuerdo al comportamiento de la serie de datos de cada estación. Cabe señalar que cuando se trata de estaciones Pluviométricas ubicadas en la costa se registran valores de precipitación muy altos en años donde ocurre el Fenómeno del Niño en comparación con los años normales. Esta situación no es muy marcada en aquellas estaciones ubicadas en zonas altas, ya que en estas zonas las precipitaciones que se registran en años normales no muestran una marcada diferencia respecto a los valores de precipitación de avenidas extraordinarias como las del Fenómeno del Niño.
VIII.3.1. ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS DE VALORES EXTREMOS DE LAS PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS ANUALES Se ha utilizado la frecuencia de distribución de Gumbel Tipo I, Log Pearson III y Log Normal. El análisis de distribución de frecuencias tiene la siguiente ventaja: “Elegir la función que más se ajusta a la distribución empírica observada”. VIII.3.1.1. PARÁMETROS PARA EL ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS DE VALORES EXTREMOS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS ANUALES - SERIE ANUAL Se elabora con los datos de las precipitaciones máximas diarias anuales, considerando los mayores valores obtenidos de los registros pluviométricos de cada estación para cada año. - PERIODO DE RETORNO El primer objetivo del análisis de frecuencias es la determinación del período de retorno. Para el cálculo del Período de retorno se usará el método de Weibull. El período de retorno está dado por la siguiente expresión:
Tr=
N +1 m
Donde:
N=Es el número de años de losregistros observados
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 34
ZA1/ PECHP PECHP
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
m=Número de orden -
FACTOR DE FRECIENCIA DE CHOW
Chow demuestra que las funciones de frecuencias aplicadas al análisis hidrológico, pueden resolverse de la siguiente forma generalizada:
X =υ+ σ × k
Donde:
X =Función lineal de k
υ=Promedio aritmético de la serie empírica
σ =Desviación Estándar k =Factor de Frecuencia cuyo valor depende del periodo de retorno y del tipo de función -
PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE LA SERIE (X)
a. Media (X)
X=
∑X N
Donde:
∑ X =Sumatoriade descarga de la serie N=Número de años registrados b. Desviación Estándar
σ X=
√
2
( ( )) ∑
X −1 ´ X
× X´
N −1
c. Coeficiente de Variación
Cυ X =
σX X
d. Coeficiente de Sesgo 3 X −1 X´ CS = ( N −1 ) × ( N −2 ) × ( Cυ X )3
N ×∑
(
)
X
e. Parámetro de dispersión
1 σX = ∝ σn
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 35
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 f. Moda
σ =X−Y N × -
( ∝1 )
PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DE LA SERIE (Y)
a. Media (Y)
Y=
∑Y N
Donde:
∑ Y =Sumatoria de los logartimos de la descarga de la serie N=Número de años registrados b. Desviación Estándar
σ X=
√
2
( ( )) ∑
Y −1 Y´
× Y´
N−1
c. Coeficiente de Variación
CυY =
σY Y
d. Coeficiente de Sesgo
N ×∑ CS = Y
Y −1 Y´
3
( )
( N−1 ) × ( N −2 ) × ( CυY )3
De acuerdo a los parámetros estadísticos dados se realizó el Análisis de Distribución de Frecuencias por los métodos anteriormente mencionados a cada una de nuestras series observadas correspondientes a cada Estación Pluviométrica.
VIII.3.2.
POLÍGONO DE THIESSEN
El Polígono de Thiessen establece que en cualquier punto de la cuenca la lluvia es igual a la que se registra en el pluviómetro más cercano, luego la
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 36
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 profundidad registrada en un pluviómetro dado se aplica la mitad de la distancia a la siguiente estación pluviométrica en cualquier dirección.
La precipitación media, se calcula con la siguiente fórmula es decir: n
Pmedia =
1 ∑ Ai × Pi A T n =1
Donde:
P med : Precipitación media At : Área total de la cuenca
Ai : Área de influencia parcial del polígono de Thiessen correspondiente a laestación i. Pi : Precipitación de la estación i .
n : Número de estaciones tomadas en cuenta.
ESTACIONES Bocatoma Chipillo Lagastera Sullana Pte. Simón Rodríguez Ciruelo Paraje Grande Toma Zamba Ardilla
P prom Esta ción 50.47 30.02 36.03
Área
2
(km )
P prom Est × Área
723.43 355.23 603.71
36511.51 10664.00 21751.67
17.51
2059.39
36059.92
95.12 53.10 73.94 59.37
710.34 645.91 3667.13 3167.86 11933.00
67567.54 34297.82 271147.59 188075.85 666075.91
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 37
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 n
Pmedia =
1 ∑ Ai × Pi A T n =1
Por lo tanto:
¿
83259.49 mm /km2 11933.00 km2
¿ 55.82mm VIII.3.3.
CURVAS ISOYETAS
Altitud (m.s.n.m .) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
VIII.3.4.
Área Parcial
( km 2 ) 0.00 4167.37 2467.38 1430.55 570.00 715.37 873.50 821.94 230.40 283.66 372.83
CURVAS ISÓCRONAS
Para graficar las isócronas se requieren conocer el tiempo de concentración (Tc) que en el ítem 3.8 se hará el cálculo correspondiente. Las isócronas se han elaborado en función del tiempo de concentración tal y como aparecen en el plano P- 07 del presente estudio. Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 38
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VIII.3.5.
PRECIPITACIÓN AREAL MÁXIMA DIARIA
PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS DE ESTACIONES METEREOLÓGICAS PERIODO 1964CUENCA: RÍO CHIRA PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS (MM) ESTACIÓN MÁX PROM METEOROLÓGICA Bocatoma Chipillo 140.00 50.47 Lagartera 201.00 30.02 Presa Sullana 150.10 36.03 Pte. Simón 134.80 17.51 Rodríguez Ciruelo 228.67 95.12 Paraje Grande 155.60 53.21 Toma Zamba 159.40 73.94 Ardillera 100 59.37
VIII.3.6.
TIEMPO DE CONCETRACIÓN
Se denomina tiempo de concentración, al tiempo transcurrido, desde que una gota de agua cae en el punto más alejado de una cuenca hasta la llega a la salida de ésta. Este tiempo es función de ciertas características geográficas y topográficas de la cuenca. Según Kirpich el tiempo de concentración es: 3 0.385
( )
L T c =0.0195× H Donde:
Tc :es el tiempo de concentración en minutos . L: máxima longitud del recorridoentre los puntos extremos del cauce principal en metros.
H : diferencia de elevación entre los puntos extremos del cauce principal . Luego el valor calculado será afectado por un factor, el cual es recomendado por las características de la morfología de la cuenca, tales como: pendiente del río, tipo de vegetación, drenaje de la cuenca y clima: Por lo tanto calculando el Tc considerando el área de influencia de cada Estación. Subcuenca “Lagartera” C. Mayor = C. Menor = H= L=
2442.25 877.8 1564.12 28786.12
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 39
m m m m
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 TC = TC =
162.39 2.7065
min hrs
C. Mayor = C. Menor = H= L=
59.68 33.47 26.21 38750.26
m m m m
TC = TC =
1105.05 18.4175
min hrs
Subcuenca “Presa Sullana”
Subcuenca “Puente Simón Rodríguez” C. Mayor = C. Menor = H= L=
33.47 0 33.47 66766.14
m m m m
TC = TC =
1885.40 31.4234
min hrs
Subcuenca “Bocatoma Chipillo” C. Mayor = C. Menor = H= L=
761.63 164.57 597.06 42275.64
m m m m
TC = TC =
366.78 6.1129
min hrs
C. Mayor = C. Menor = H= L=
619.97 295.43 324.54 36127.19
m m m m
TC = TC =
386.81 6.4467
min hrs
1232.55 759.89
m m
Subcuenca “Ciruelo”
Subcuenca “Paraje Grande” C. Mayor = C. Menor =
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 40
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 H= L=
472.66 18878.20
m m
TC = TC =
158.15 2.6358
min hrs
C. Mayor = C. Menor = H= L=
118.54 59.68 58.86 82685.85
m m m m
TC = TC =
1942.17 32.3694
min hrs
C. Mayor = C. Menor = H= L=
3204.41 1232.55 1971.86 555956.28
m m m m
TC = TC =
4539.72 75.6620
min hrs
Subcuenca “Ardilla”
Subcuenca “Toma Zamba”
VIII.3.7.
CURVAS I-D-Tr
Subcuenca “Lagartera” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 0.5 1 1.5 2 Tr = 5 años 89.48 44.74 29.83 22.37 Tr = 10 141.22 70.61 47.07 35.31 años Tr = 25 342.76 171.38 114.25 85.69 años Tr = 50 425.28 212.64 141.76 106.32 años Tr = 100 466.54 233.27 155.51 116.64 años Tr = 200 487.16 243.58 162.39 121.79 años
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 41
2.5 17.90
2.71 16.51
28.24
26.06
68.55
63.24
85.06
78.46
93.31
86.08
97.43
89.88
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
Subcuenca “Presa Sullana” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 2.5 5 8 12 Tr = 5 años 24.57 12.28 7.68 5.12 Tr = 10 30.53 15.26 9.54 6.36 años Tr = 25 48.46 24..23 15.14 10.10 años Tr = 50 64.59 32.29 20.18 13.46 años Tr = 100 72.65 36.32 22.70 15.14 años Tr = 200 76.68 38.34 23.96 15.98 años
Subcuenca “Puente Simón Rodríguez” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 5 10 15 20 Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 42
16 3.84
18.42 3.33
4.77
4.14
7.57
6.58
10.09
8.77
11.35
9.86
11.98
10.41
25
31.42
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Tr = 5 años Tr = 10 años Tr = 25 años Tr = 50 años Tr = 100 años Tr = 200 años
4.51
2.26
1.50
1.13
0.90
0.72
9.37
4.69
3.12
2.34
1.87
1.49
22.68
11.34
7.56
5.67
4.54
3.61
28.64
14.32
9.55
7.16
5.73
4.56
31.62
15.81
10.54
7.90
6.32
5.03
33.11
16.55
11.04
8.28
6.62
5.27
5 12.47
6.11 10.20
23.87
19.54
27.59
22.57
28.16
23.05
28.45
23.28
28.59
23.40
Subcuenca “Bocatoma Chipillo” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 1 2 3 4 Tr = 5 años 62.34 31.17 20.78 15.59 Tr = 10 119.37 59.69 39.79 29.84 años Tr = 25 137.93 68.97 45.98 34.48 años Tr = 50 140.81 70.41 46.94 35.20 años Tr = 100 142.25 71.13 47.42 35.56 años Tr = 200 142.97 71.49 47.66 35.74 años
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 43
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
Subcuenca “Ciruelo” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 1 2 3 4 Tr = 5 años 136.72 68,36 45.57 34.18 Tr = 10 155.85 77.93 51.95 38.96 años Tr = 25 217.71 108.86 72.57 54.43 años Tr = 50 232.98 116.49 77.66 58.25 años Tr = 100 240.62 120.31 80.21 60.16 años Tr = 200 244.44 122.22 81.48 61.11 años
5 27.34
6.44 21.23
31.17
24.20
43.54
33.81
46.60
36.18
48.12
37.36
48.89
37.96
Subcuenca “Paraje Grande” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 0.5 1 1.5 2 2.5 Tr = 5 años 174.92 87.46 58.31 43.73 34.98
2.64 33.13
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 44
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Tr = 10 años Tr = 25 años Tr = 50 años Tr = 100 años Tr = 200 años
194.78
97.39
64.93
48.70
38.96
36.89
266.62
133.31
88.87
66.66
53.32
50.50
328.72
164.36
109.57
82.18
65.74
62.26
359.78
179.89
119.93
89.95
71.96
68.14
375.32
187.66
125.11
93.83
75.06
71.08
Subcuenca “Ardilla” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 2 5 10 15 20 Tr = 5 años 35.71 14.28 7.14 4.76 3.57 Tr = 10 39.08 15.63 7.82 5.21 3.91 años Tr = 25 48.86 19.54 9.77 6.51 4.89 años Tr = 50 51.08 20.43 10.22 6.81 5.11 años Tr = 100 52.19 20.87 10.44 6.96 5.22 años Tr = 200 52.74 21.10 10.55 7.03 5.27 años
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 45
27 2.65
32.37 2.21
2.89
2.41
3.62
3.02
3.78
3.16
3.87
3.22
3.91
3.26
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
Subcuenca “Toma Zamba” Periodos de Retorno: 5, 10, 25, 50, 100, 200 DURACIÓN (horas) Tr 2 5 10 25 40 Tr = 5 años 54.00 21.60 10.80 4.32 2.70 Tr = 10 66.16 26.46 13.23 5.29 3.31 años Tr = 25 74.63 29.85 14.93 5.97 3.73 años Tr = 50 81.69 32.68 16.34 6.54 4.08 años Tr = 100 85.22 34.09 17.04 6.82 4.26 años Tr = 200 86.99 34.79 17.40 6.96 4.35 años
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 46
55 1.96
75 1.44
2.41
1.76
2.71
1.99
2.97
2.18
3.10
2.27
3.16
2.32
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VIII.3.8. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA (C) La escorrentía, es decir, el agua que llega al cauce de evacuación representa una fracción de la precipitación total. A esa fracción se le denomina coeficiente de escorrentía, que no tiene dimensiones y se representa por la letra “C”, donde “C” va a ser igual: n
∑ Ci× Ai
A 1+¿ A + A +…+ A = n=1 n 2
3
n
∑ Ai n=!
C 1 × A 1 +C2 × A2 +…+ Cn × A n C= ¿ Donde:
C : es el coeficiente de escorrentía ponderado .
Ci :coeficiente de escorrentía para el área Ai . Ai :área parcial i.
n :número de áreas parciales . Cabe recordar también que el valor de “C” depende de factores topográficos, edafológicos, cobertura vegetal, etc. En la siguiente tabla se presenta valores del coeficiente de escorrentía en función de la cobertura vegetal pendiente y textura. A continuación se presenta un cuadro de los valores “C” según W. Chereque. DATOS: NATURALEZA DE LA SUPERFICIE
TOPOGRAFÍA ONDULADA INCLINADA S 5% AL S 10% AL
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 47
TOTAL km2
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 10% 109.38 76.51 42.19 11.73 239.81
Cultivos Generales Cultivos de Pastos Cultivos de Bosques Áreas Desnudas Total
30% 54.06 33.85 15.65 11.86 115.42
163.44 110.36 57.84 23.59 355.23
ÍNDICES NATURALEZA DE LA SUPERFICIE
TOPOGRAFÍA ONDULADA INCLINADA S 5% AL S 10% AL 10% 30% 0.6 0.72 0.36 0.42 0.18 0.21 0.8 0.9
Cultivos Generales Cultivos de Pastos Cultivos de Bosques Áreas Desnudas
Se procede a hacer un análisis por Área de influencia de cada Estación, presentadas a continuación:
Subcuenca “Lagartera” ÁREA DE LA SUBCUENCA
km 2
355.23
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.45932113 0.58136112
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.4989739 Subcuenca “Presa Sullana” ÁREA DE LA SUBCUENCA
603.71
CALCULAMOS Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 48
km 2
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.42076035 0.56556571
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.47742708 Subcuenca “Puente Simón Rodríguez” ÁREA DE LA SUBCUENCA
km 2
2059.39
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.48392082 0.58605244
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.51713483 Subcuenca “Bocatoma Chipillo” ÁREA DE LA SUBCUENCA
km 2
723.43
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.489813796 0.488576653
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.48935087 Subcuenca “Ciruelo” ÁREA DE LA SUBCUENCA
km 2
710.34
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.39811672 0.48426145
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.43324816 Subcuenca “Paraje Grande”
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 49
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 ÁREA DE LA SUBCUENCA
km 2
645.91
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.50877164 0.61463596
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.55185753 Subcuenca “Ardilla” ÁREA DE LA SUBCUENCA
km
3167.86
2
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.62428256 0.67666682
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.64629782 Subcuenca “Toma Zamba” ÁREA DE LA SUBCUENCA
km
3667.13
2
CALCULAMOS PARA S<10% PARA S<10%
C= C=
0.55677719 0.46776644
COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA CALCULADO C = 0.51672717 Por lo tanto: Cálculo del Coeficiente de Escorrentía “C” SUBCUENCAS
“C” CALCULADO
Chipillico
0.48935087
Lagartera
0.498973904
Presa Sullana
0.477427076
Puente Simón Rodríguez
0.517134831
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 50
ÁREA S 723.4 3 355.2 3 603.7 1 2059. 39
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Ciruelo
0.433248163
Paraje Grande
0.551857534
Toma Zamba
0.516727168
Ardilla
0.646297816 Total
710.3 4 645.9 1 3557. 13 3167. 86 11933
Cálculo de la escorrentía total de la cuenca C = 0.54395
VIII.3.9.
HIDROGRAMA UNITARIO 3
CAUDALES ( m /s ) TR Tr = 5 años Tr = 10 años Tr = 25 años Tr = 50 años Tr = 100 años Tr = 200 años
1 6130.28 1 11738.3 97 13563.5 18 13846.7 26 13988.3 30 14059.1 32
INTERVALO DE TIEMPO (horas) 2 3 4 5 3065.1 2043.4 1532.5 1226.0 41 27 79 56 5869.1 3912.7 2934.5 2347.6 99 99 99 79 6781.7 4521.1 3390.8 2712.7 59 73 79 04 6923.3 4615.5 3461.6 2769.3 63 75 82 45 6994.1 4662.7 3497.0 2797.6 65 77 83 66 7029.5 4686.3 3514.7 2811.8 66 77 83 26
6.21 1003.3 19 1921.1 78 2219.8 88 2266.2 40 2289.4 16 2301.0 04
Tiempo de Retorno de 5 años INTERVALO DE TIEMPO (hrs)
CAUDAL OBSERVAD
1 2 3 4 5 6.11
6130.28 3065.14 2043.43 1532.57 1226.06 1003.32
-
3
O ( m /s )
CAUDAL BASE (
CAUDAL DIRECTO (
COODERNA DAS DEL
m3 /s )
m3 /s )
HU ( m /s )
6130.28 1432.54 657.89 887.99 754.78 123.54
0.00 1632.60 1385.54 644.58 471.28 879.78
0 5.452905927 4.627710676 2.152906088 1.564068414 2.938473709
Volumen de escurrimiento directo.
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 51
3
Ve=216595024.58 m3
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 -
Altura de precipitación efectiva:
hpe=299.4001142 mm
Tiempo de Retorno de 10 años INTERVALO DE TIEMPO (hrs)
CAUDAL OBSERVAD
1
11738.40
2 3 4 5 6.11
3
CAUDAL BASE (
COODERNA DAS DEL
m3 /s )
HU ( m /s )
11738.40
0.00
5869.20
2531.22
3337.98
3912.80 2934.60 2347.68 1921.18
1296.47 1543.23 1256.43 755.23
2616.33 1391.37 1091.25 1165.95
0 11.14888888 4 8.738570688 4.647190266 3.644786309 3.894280196
O ( m /s )
m3 /s )
CAUDAL DIRECTO (
-
Volumen de escurrimiento directo.
-
Altura de precipitación efectiva:
3
Ve=414844170.70 m3
hpe=573.4406518 mm
Tiempo de Retorno de 25 años INTERVALO DE TIEMPO (hrs)
CAUDAL OBSERVAD
1 2 3 4 5 6.11
13563.52 6781.76 4521.17 3390.88 2712.70 2219.89
3
O ( m /s )
CAUDAL BASE ( 3
m /s ) 13563.52 2399.76 1518.67 1500.87 1301.43 700.76
-
Volumen de escurrimiento directo.
-
Altura de precipitación efectiva:
CAUDAL DIRECTO ( 3
COODERNA DAS DEL 3
m /s )
HU ( m /s )
0.00 4382.00 3002.50 1890.01 1411.27 1519.22
0 14.63592934 10.02839501 6.312654434 4.713670769 5.074207659
Ve=527256125.44 m3
hpe=728.828118 mm
Tiempo de Retorno de 50 años INTERVALO DE TIEMPO (hrs)
CAUDAL OBSERVAD
1 2
13846.73 6923.36
3
O ( m /s )
CAUDAL BASE (
m3 /s ) 13846.73 2100.32
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 52
CAUDAL DIRECTO (
COODERNA DAS DEL
m3 /s )
HU ( m /s )
3
0.00 4823.04
0 16.10902226
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 3 4 5 6.11
4615.58 3461.68 2769.35 2266l24
964.34 1289.76 1054.67 504.43
-
Volumen de escurrimiento directo.
-
Altura de precipitación efectiva:
3651.24 2171.92 1714.68 1761.90
12.19517038 7.254244235 5.727036032 5.884767191
Ve=610103891.65 m3
hpe=843.3488958 mm
Tiempo de Retorno de 100 años INTERVALO DE TIEMPO (hrs)
CAUDAL OBSERVAD
1 2 3 4 5 6.11
13988.33 6994.17 4662.78 3497.08 2797.67 2289.42
3
O ( m /s )
CAUDAL BASE (
CAUDAL DIRECTO (
m3 /s ) 13988.33 1599.76 698.67 950.87 881.43 44.67
-
Volumen de escurrimiento directo.
-
Altura de precipitación efectiva:
COODERNA DAS DEL
m3 /s )
HU ( m /s )
3
0.00 5394.41 3964.11 2546.21 1916.24 1844.75
0 18.01737856 13.24016462 8.504380856 6.400251666 6.161473192 3
Ve=676758518.76 m
hpe=935.4858366 mm
Tiempo de Retorno de 200 años INTERVALO DE TIEMPO (hrs)
CAUDAL OBSERVAD
1 2 3 4 5 6.11
14059.13 7029.57 4686.38 3514.78 2811.83 2301.00
3
O ( m /s )
CAUDAL BASE (
CAUDAL DIRECTO (
m3 /s ) 14059.13 399.76 398.67 600.87 501.43 194.67
-
Volumen de escurrimiento directo.
-
Altura de precipitación efectiva:
m3 /s )
HU ( m /s )
0.00 6629.81 4287.71 2913.91 2310.40 2106.33
0 22.14363299 14.32099486 9.732505049 7.716752229 7.035179953
Ve=788320384.32m3
hpe=1089.698221mm
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 53
COODERNA DAS DEL 3
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
"BOCATOMA CHIPILLO" 25
20
Tr Tr Tr Tr Tr Tr
15
Caudal (m3/s) 10
5
5 10 25 50 100 200
0 0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (hrs)
"LAGARTERA" 16 14 12
Caudal (m3/s)
Tr 5
10
Tr 10
8
Tr 25 Tr 50
6
Tr 100
4
Tr 200
2 0 0
0.5
1
1.5
Tiempo (hrs)
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 54
2
2.5
3
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
"Presa Sullana" 20 18 16
Caudal (m3/s)
14
Tr 5
12
Tr 10
10
Tr 25
8
Tr 50
6
Tr 100
4
Tr 200
2 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Tiempo (hrs)
"Pte. Simón Rodriguez" 180 160 140 Tr 5
120
Tr 10
100
Caudal (m3/s)
Tr 25
80
Tr 50
60
Tr 100 Tr 200
40 20 0 0
5
10
15
20
Tiempo (hrs)
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 55
25
30
35
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VIII.4. EVAPORACIÓN Y EVAPOTRANSPIRACIÓN La evaporación es el proceso físico por el cual el agua cambia de estado líquido a gaseoso, retornando directamente a la atmósfera en forma de vapor. La evapotranspiración es la combinación de los fenómenos de evaporación desde la superficie del suelo y la transpiración de la vegetación. La Evapotranspiración de referencia varia de 1 250 a 1 850 mm/año -
El coeficiente de cultivo para los tres periodos analizados registró los siguientes valores: a) 0.66 a 0.88 durante enero-abril, b) 0.76 a 0.92 de mayo-agosto y c) 0.68-0.92 de septiembre a diciembre. - La evapotranspiración de cultivo registra valores de 900 a 1 600 mm. - La evaporación de tanque fluctúa de 700 a 1 750 mm/año Registro de la Evapotranspiración de cada sub cuenca, en los Periodos de 1972-2001
PERIODO 1972 – 2001 (ARDILLA) ME S ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
MES ENE
T 26. 3 27. 4 27. 1 26. 0 24. 0 22. 2 21. 1 20. 9 21. 3 21. 8 22. 8 24. 5
INDIC E “i” 12.347 13.138 12.920 12.135 10.750 9.553 8.846 8.719 8.973 9.294 9.947 11.091
I
a
127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1 127.71 1
2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7 2.929 7
e (mm) 132.81 5 149.75 3 145.00 0 128.42 4 101.57 9
FARCT OR “f”
80.837
30.00
69.655
32.03
67.738
32.03
71.607
30.00
76.643
32.03
87.406
30.00
16.000
32.03
32.03 26.13 32.03 30.00 32.03
e c (mm) 4254.4 94 3913.5 37 4644.8 23 3852.7 06 3253.9 05 2425.1 02 2231.2 66 2169.8 70 2148.1 96 2455.1 43 2622.1 73 512.53 3
PERIODO 1972 – 2001 (Pte. SIMON RODRIGUEZ) INDIC e FARCT e c ( mm) T I a E “i”
26. 3
12.347
129.75 5
2.994 3
(mm) 132.70 3
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 56
OR “f” 32.03
4250.93 2
e diaria 137.2 4 139.7 7 149.8 3 128.4 2 104.9 6 80.84 71.98 70.00 71.61 79.20 87.41 16.53
e diaria 137.1 3
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
27. 1 26. 9 25. 9 24. 2 22. 7 21. 7 21. 5 21. 9 22. 4 23. 2 24. 8
T 26. 3 26. 6 26. 1 25. 8 24. 1 22. 3 21. 5 21. 7 22. 1 22. 8 23. 6 25. 1
3793.50 2 4547.94 1 3802.50 3 3313.32 5 2561.95 7 2390.37 0 2325.00 6 2300.99 1 2628.76 6 2734.66 9
135.4 8 146.7 1 126.7 5 106.8 8
512.533
16.98
PERIODO 1972 – 2001 (PRESA SULLANA) INDIC e FARCT e c ( mm) I a
e diaria
12.920 12.776 12.064 10.886 9.881 9.229 9.101 9.358 9.684 10.212 11.297
129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5 129.75 5
2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3 2.994 3
E “i”
12.347 12.561 12.205
129.29 2 116.94 4 104.38 3
11.994
92.178
10.818
92.460
9.618
94.419
9.101
97.362
9.229 9.488 9.947 10.480 11.504
100.32 6 101.57 6 101.83 7 100.99 1 99.548
2.979 6 2.613 3 2.290 7 2.017 9 2.023 8 2.065 3 2.129 3 2.195 9 2.224 7 2.230 7 2.211 2 2.178 2
145.16 9 141.97 5 126.75 0 103.43 4
26.13 32.03 30.00 32.03
85.399
30.00
74.621
32.03
72.581
32.03
76.700
30.00
82.063
32.03
91.156
30.00
16.000
32.03
(mm) 102.33 6 105.11 7 101.68 3 128.45 1 115.72 0
OR “f”
99.743
30.00
91.121
32.03
89.021
32.03
90.618
30.00
95.081
32.03
101.64 3
30.00
16.000
32.03
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 57
32.03 26.13 32.03 30.00 32.03
85.40 88.53 75.00 76.70 97.36 105.1 8
3278.17 3 2747.04 9 3257.25 2 3853.53 1 3706.90 6 2992.28 6 2918.92 1 2851.62 5 2718.53 2 3045.74 6 3049.30 0
105.7 5
512.533
22.28
98.11 105.0 7 128.4 5 119.5 8 99.74 126.9 1 91.99 90.62 132.4 2 138.6 0
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT
PERIODO 1972 – 2001 (BOCATOMA CHIPILLICO) INDIC e FARCT e c ( mm) T I a E “i”
26. 2 26. 9 26. 6 25. 9 23. 6 22. 5 21. 5 21. 4 21. 7 22. 2 23. 0 24. 7
T 13. 5 13. 5 14. 2 14. 4 14. 7 14. 7 15. 4 15. 4 14. 9 14.
12.276 12.776 12.561 12.064 10.480 9.749 9.101 9.037 9.229 9.553 10.079 11.228
128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3 128.13 3
2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9 2.942 9
(mm) 131.31 2 141.90 7 137.29 9 126.93 6
OR “f”
4.499
59.778
4.499
59.778
4.857
59.778
4.960
59.778
5.118
59.778
5.118
59.778
5.491
59.778
5.491
59.778
5.224
59.778
5.118
59.778
1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432 3 1.432
135.6 9 132.4 5 141.8 8 126.9 4
32.03
4206.37
26.13
3708.51
32.03
4398.18
30.00
3808.09
96.545
32.03
3092.65
99.76
83.893
30.00
2516.78
83.89
73.387
32.03
2350.83
123.7 3
72.387
32.03
2318.80
74.80
75.414
30.00
2262.43
75.41
80.643
32.03
2583.27
89.498
30.00
2684.95
16.000
32.03
512.53
PERIODO 1972 – 2001 (PARAJE GRANDE) e FARCT e c ( mm) I a
INDIC E “i”
e diaria
135.9 6 149.1 6
e diaria
(mm)
OR “f”
51.388
32.03
1646.12
53.10
51.388
26.13
1342.93
47.96
55.247
32.03
1769.73
57.09
56.365
30.00
1690.94
56.36
58.054
32.03
1859.66
59.99
58.054
30.00
1741.62
58.05
62.054
32.03
1987.80
132.5 2
62.054
32.03
1987.80
64.12
59.189
30.00
1775.66
59.19
58.054
32.03
1859.66
123.9
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 58
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
NOV DIC
7 14. 1 13. 7
4.805
59.778
4.600
59.778
3 1.432 3 1.432 3
54.690
30.00
1640.71
16.000
32.03
512.53
8 117.1 9 34.17
PERIODO 1972 – 2001 (EL CIRUELO) MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
T 12. 5 12. 6 12. 8 13. 1 13. 2 13. 1 13. 0 13. 2 13. 3 13. 0 12. 9 12. 6
INDIC E “i”
I
4.004
50.648
4.052
50.648
4.150
50.648
4.298
50.648
4.348
50.648
4.298
50.648
4.249
50.648
4.348
50.648
4.398
50.648
4.249
50.648
4.199
50.648
4.052
50.648
a 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9 1.289 9
e (mm)
FARCT OR “f”
51.313
e c (mm)
e diaria
32.03
1643.72
53.02
51.843
26.13
1354.83
48.39
52.907
32.03
1694.78
54.67
54.512
30.00
1635.35
54.51
55.049
32.03
1763.40
56.88
54.512
30.00
1635.35
54.51
53.976
32.03
1729.02
157.1 8
55.049
32.03
1763.40
56.88
55.588
30.00
1667.63
55.59
53.976
32.03
1729.02
53.441
30.00
1603.22
16.000
32.03
512.53
157.1 8 160.3 4 46.59
PERIODO 1972 – 2001 (LAGARTERA) MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN
T 26. 3 27. 4 27. 2 26. 0 23. 9 22. 2
INDIC E “i” 12.347 13.138 12.993 12.135 10.682 9.553
I
a
127.84 8 127.84 8 127.84 8 127.84 8 127.84 8 127.84 8
2.934 0 2.934 0 2.934 0 2.934 0 2.934 0 2.934 0
e (mm) 132.80 7 149.77 2 146.58 7 128.41 1 100.29 8
FARCT OR “f”
80.774
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 59
e c (mm)
32.03
4254.24
26.13
3914.03
32.03
4695.66
30.00
3852.33
32.03
3212.86
30.00
2423.22
e diaria 137.2 3 139.7 9 151.4 7 128.4 1 103.6 4 80.77
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 JUL AGO SET OCT NOV DIC
21. 1 20. 9 21. 3 21. 9 22. 8 24. 6
8.846 8.719 8.973 9.358 9.947 11.159
127.84 8 127.84 8 127.84 8 127.84 8 127.84 8 127.84 8
2.934 0 2.934 0 2.934 0 2.934 0 2.934 0 2.934 0
69.585
32.03
2229.04
222.9 0
67.668
32.03
2167.62
69.92
71.538
30.00
2146.14
71.54
77.538
32.03
2486.20
87.348
30.00
2620.43
16.000
32.03
512.53
248.6 2 262.0 4 51.25
PERIODO 1972 – 2001 () MES ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
T 25. 7 26. 7 26. 5 25. 3 23. 2 21. 6 20. 5 20. 1 20. 6 21. 0 22. 0 24. 0
INDIC E “i” 11.923 12.632 12.489 11.643 10.212 9.165 8.476 8.219 8.530 8.782 9.423 10.750
I
a
122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7 122.23 7
2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9 2.763 9
e (mm) 124.77 0 138.65 4 135.80 2 119.47 6
FARCT OR “f”
e c (mm)
e diaria 128.9 3 129.4 1 140.3 3 119.4 8
32.03
3996.82
26.13
3623.50
32.03
4350.21
30.00
3584.30
94.031
32.03
3012.13
97.17
77.178
30.00
2315.35
77.18
66.797
32.03
2139.72
213.9 7
63.256
32.03
2026.30
65.36
67.701
30.00
2031.04
67.70
71.397
32.03
2287.09
81.193
30.00
2435.80
16.000
32.03
512.53
228.7 1 243.5 8 51.25
VIII.5. ANÁLISIS DE MÁXIMAS DESCARGAS VIII.5.1. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL POR LOS MÉTODOS EMPÍRICOS VIII.5.1.1. MÉTODO RACIONAL El método racional, supone que la máxima escorrentía ocasionada por una lluvia, se produce cuando la duración de esta es igual al tiempo de concentración (tc). Cuando así ocurre, toda la cuenca contribuye con el caudal en el punto de salida. Si la duración es mayor que el tc contribuye así Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 60
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 mismo toda la cuenca, pero en ese caso la intensidad de la lluvia es menor, por ser mayor su duración y, por tanto, también es menor el caudal. Si la duración de la lluvia es menor que el tc la intensidad de la lluvia es mayor, pero en el momento en el que acaba la lluvia, el agua caída en los puntos más alejados aún no ha llegado a la salida; sólo contribuye una parte de la cuenca a la escorrentía, por lo que el caudal será menor. Aceptando este planteamiento el caudal máximo se calcula por medio de la siguiente expresión que representa la formula racional:
Q=
C×I × A 3.60
Donde:
Q: Caudal máximoen m3 / seg C :Coeficiente de escorrentía superficial I : Intensidad máxima en mm/hr
A : Área de lacuenca en km
2
Luego el caudal máximo para la cuenca del Rio Chira, empleando el valor de
C=0.49 , área de la cuenca de 1658.58 km2. Y considerando la I prom es igual a7.45 mm /hr .
El caudal máximo será:
Q=
C × I × A 0.544 × 0.45× 11933 3 = =811.44 m /seg 3.60 3.60
FinalmenteQ max=811.44 m3 /seg . VIII.5.1.2. MÉTODO DE MAC MATH Según este método nos dice que el caudal máximo se expresa de la siguiente manera:
Q=0.0091 ×C × I × A 4 /5 × S1 /5 Donde: 3
Q: Caudal máximoen m / seg C :Coeficiente de escorrentía superficial I : Intensidad máxima en mm/hr
A : Área de lacuenca en km2 S : Pendiente promedio del cauce principalen ‰ Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 61
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Luego el caudal máximo para la cuenca del Río Chira, empleando el valor de
C 1+C 2+C 3+...+C 8 ,
dando
Área de la cuenca de 11933.00 km
2
un
,
la
C
total
de
4.13102,
Intensidad igual a7.45 mm /hr
y
pendiente de 62.5 ‰ es:
Q=0.0091 × 4.13× 7.45× 11933 4/ 5 × 6.251/ 5=811.86 m3 /seg 3
FinalmenteQ max=811.86 m / seg . VIII.5.1.3. FÓRMULA DE BURKLI – ZIEGER La fórmula planteada por Burkli – Zieger del caudal máximo es:
Q=0.022 ×C × I × A ×
√ 4
S A
Donde: 3
Q: Caudal máximoen m / seg C :Coeficiente de escorrentía superficial I : Intensidad máxima en mm/hr
A : Área de lacuenca en km2 S : Pendiente promedio del cauce principalen ‰ Luego el caudal máximo para la cuenca del Río Chira, empleando el valor de
C=0.49 , y la
Área de la cuenca de 11933.00 km 2 , la
Intensidad igual a7.45 mm /hr
pendiente de 62.5 ‰ es:
6.25 =¿ 1227.08 m3 / seg 11933 Q=0.022 × 4.13× 74.5 ×11933 × 4√¿ FinalmenteQ max=1227.08 m3 /seg .
VIII.5.1.4. FÓRMULA DE KRESNIK La fórmula planteada por Kresnik del caudal máximo es:
Q=∝ ×
32× A ( 0.5 × √ A )
Donde:
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 62
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
Q: Caudal máximoen m3 / seg ∝:Coeficiente variable entre 0.03 y 1.61 A : Área de lacuenca en km2 Luego el caudal máximo para la cuenca del Río Chira, empleando el valor de
α promedio=0.30 ,
Q=0.30 ×
Área de la cuenca de 11933.00 km
2
, es:
32 ×11933.00 3 =1043.91m /seg ( 0.5 × √11933.00 )
FinalmenteQ max=1043.91 m3 / seg .
VIII.5.2. RESULTADOS OBTENIDOS POR LOS MÉTODOS EMPÍRICOS MÉTODOS EMPÍRICOS
Qmáx =( m3 /seg )
Método Racional Método de Mac Math Fórmula de Burkli – Zieger Fórmula de Kresnik
811.44 811.86
VIII.5.3.
1227.08 1043.91
BONDAD DE AJUSTE
VIII.5.3.1. PRUEBA DE SMIRNOV – KOLMOGOROV Procedimiento: a. Cálculo de P(x): Ordenando los datos de caudales en forma creciente y calculando la probabilidad empírica
P( x)=
Fn , usando la fórmula de Weibull:
m n+ 1
Se obtienen las columnas (2) y (3) de la tabla 5.
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 63
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 b. Cálculo de
X´
y S, de los datos no agrupados:
Datos:
n=38
∑ x i=30850.85 x− X´ ¿2 ¿ ¿ ∑¿ 1 1 X´ = ∑ x i= ×1974.42 n 38 X´ =811 . 86
´ ¿2 x− X ¿ ¿ 1 ∑¿ n−1 S=√ ¿ S=440 .24
Tabla 5. Cálculo de 1 n
P( x) , F ( z ) , para la prueba de Smirnov – Kolmogorov
2
3
Q= X
P(X)
m3 /s
m/(n+1)
1
391.90
0.0256
2
262.99
0.0513
3
320.83
0.0769
4
( X + X´ )
5 2
176373.6 7 301264.1 9 241118.5 9
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 64
Z=
6
X+ X´ S
7
∆ F(Z)
|F ( Z )−P(X )|
-0.9539
0.1711
0.1455
-1.2468
0.1056
0.0543
-1.1154
0.1314
0.0545
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 4
327.43
0.1026
5
331.12
0.1282
6
354.01
0.1538
7
425.94
0.1795
8
430.04
0.2051
9
430.58
0.2308
10
449.46
0.2564
11
456.23
0.2821
12
464.51
0.3077
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
506.17 590.91 640.86 648.44 686.01 750.91 753.98 761.68 769.05 771.02 819.75 845.47 892.72 899.09 935.55 952.49 1003.89 1085.23
0.3333 0.3590 0.3846 0.4103 0.4359 0.4615 0.4872 0.5128 0.5385 0.5641 0.5897 0.6154 0.6410 0.6667 0.6923 0.7179 0.7436 0.7692
31
1134.29
0.7949
32
1189.25
0.8205
33
1287.68
0.8462
34
1290.23
0.8718
35
1464.28
0.8974
36
1471.42
0.9231
37
1869.16
0.9487
38
2186.29
0.9744
234671.9 8 231118.8 8 209631.2 9 148937.9 1 145791.2 6 145374.2 4 131335.4 1 126472.6 0 120655.2 8 93450.76 48820.07 29241.37 26708.43 15840.18 3715.18 3350.73 2518.96 1833.49 1668.46 62.22 1129.65 6538.42 7609.11 15298.11 19774.82 36874.39 74727.60 103957.6 4 142420.6 7 226399.5 3 228829.3 5 425644.7 7 435019.3 5 1117865. 06 1889032. 25
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 65
-1.1004
0.1357
0.0331
-1.0920
0.1379
0.0097
-1.0400
0.1492
0.0046
-0.8766
0.1894
0.0099
-0.8673
0.1921
0.0130
-0.8661
0.1921
0.0387
-0.8232
0.2061
0.0503
-0.8078
0.2090
0.0721
-0.7890
0.2148
0.0929
-0.6944 -0.5019 -0.3884 -0.3712 -0.2859 -0.1385 -0.1315 -0.1140 -0.0973 -0.0928 0.0179 0.0763 0.1837 0.1981 0.2809 0.3194 0.4362 0.6209
0.2451 0.3085 0.3483 0.3557 0.3859 0.4443 0.4483 0.4562 04602 0.4643 0.5080 0.5319 0.5714 0.5793 0.6103 0.6255 0.6700 0.7324
0.0882 0.0505 0.0363 0.0546 0.0500 0.0172 0.0389 0.0566 0.0783 0.0998 0.0.817 0.0835 0.0696 0.0874 0.0820 0.0924 0.0736 0.0368
0.7324
0.7673
0.0276
0.8572
0.8023
0.0182
1.0808
0.8599
0.0137
1.0866
0.8621
0.0097
1.4819
0.9306
0.0332
1.4982
0.9332
0.0101
2.4016
0.9918
0.0431
3.1220
0.991
0.0247
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 30850. 85
SUMAT.
X´
19.000 0
7171075 .85
0.0000
17.926 3
1.9374
811.86
S=¿
440.24
valor ∆max
0.145
c. Cálculo de la variable estandarizada Z:
Z=
´ x− X S
Se obtiene la columna (5) de la tabla 5. d. Cálculo de
F ( z )=F ( x ) :
Usando la siguiente tabla del apéndice, se obtiene la columna (6) de la tabla 5. Para los valores positivos de Z, los valores se obtienen de forma directa. Para los valores negativos de Z, los resultados se obtienen de: 1 – Valor de la tabla Z 0. 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1. 0 1. 1 1.
0 0.500 0.539 8 0.539 8 0.617 9 0.655 4 0.691 5 0.725 7 0.758 0 0.788 1 0.815 9 0.841 3 0.864 3 0.884
0.01 0.504 0 0.543 8 0.583 2 0.621 7 0.659 1 0.695 0 0.729 1 0.761 1 0.791 0 0.818 6 0843 8 0.866 5 0.886
0.02 0.508 0 0.547 8 0.587 1 0.625 5 0.662 8 0.698 5 0.732 4 0.764 2 0.793 9 0.821 2 0.846 1 0.868 6 0.888
0.03 0.512 0 0.551 7 0.591 0 0.629 3 0.666 4 0.701 9 0.735 7 0.767 3 0.796 7 0.823 8 0.848 5 0.870 8 0.890
0.04 0.516 0 0.555 7 0.594 8 0.633 1 0.670 0 0.705 4 0.738 9 0.770 4 0.799 5 0.826 4 0.850 8 0.872 9 0.892
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 66
0.05 0.519 9 0.559 6 0.598 7 0.636 8 0.673 6 0.708 8 0.742 2 0.773 4 0.802 3 0.828 9 0.853 1 0.874 9 0.894
0.06 0.523 9 0.563 6 0.602 6 0.640 6 0.677 2 0.712 3 0.745 4 0.776 4 0.805 1 0.831 5 0.855 4 0.877 0 0.896
0.07 0.527 9 0.567 5 0.606 4 0.644 3 0.680 8 0.715 7 0.748 6 0.779 4 0.807 9 0.834 0 0.857 7 0.789 0 0.898
0.08 0.531 9 0.571 4 0.610 3 0.648 0 0.684 4 0.719 0 0.751 7 0.782 3 0.810 6 0.836 5 0.859 9 0.881 0 0.899
0.09 0.535 9 0.575 3 0.614 1 0.651 7 0.687 9 0.722 4 0.754 9 0.785 2 0.813 3 0.838 9 0.862 1 0.883 0 0.901
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 2 1. 3 1. 4 1. 5
9 0.903 2 0.919 2 0.933 2
9 0.904 9 0.920 7 0.934 5
8 0.906 6 0.922 2 0.935 7
e. Cálculo de
7 0.908 2 0.923 6 0.937 0
5 0.909 9 0.925 1 0.938 2
4 0.911 5 0.926 5 0.939 4
2 0.913 1 0.927 9 0.940 6
0 0.914 7 0.929 2 0.941 8
7 0.916 2 0.930 6 0.942 9
5 0.917 7 0.931 9 0.944 1
∆|F ( z )−P ( x)| :
A partir de las columnas (3) y (6) de la tabla 5. , se obtiene
∆=|F ( z )−P(x )| , la misma que se muestra en la columna (7). ∆=∆ max :
f. Cálculo del
De la tabla 5. Se observa que:
∆=max|F ( z )−P( x)| ∆=0.145
g. Cálculo de
∆°
:
De la siguiente tabla para α=0.05 y n=38 se tiene
∆° =0.174 Nivel de Significación α
n
0.20
0.10
0.05
0.02
0.01
0.00 5
0.00 2
0.00 1
1 0.9000 0.9500 0.9750 0.9900 0.9950 0.9975 0.9990 0.9995 0
0
0
0
0
0
0
0
2 0.6833 0.7763 0.8418 0.9000 0.9292 0.9500 0.9683 0.9776 3 4
7 0.5648 1 0.4926
9 0.7360 4 0.5652
9 0.7076 0 0.6239
0 0.7845 6 0.6888
9 0.8290 0 0.7342
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 67
0 0.8642 8 0.7763
8 0.9000 0 0.8221
4 0.9206 5 0.8504
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 5
2
4
7
4
9
7
7
5 0.4469 0.5094 0.5632 0.6271 0.6685 0.7054 0.7500 0.7813 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7
8 0.4103 7 0.3814 8 0.3583 1 0.3391 0 0.3226 0
5 0.4679 9 0.4360 7 0.4096 2 0.3874 6 0.3686 6
8 0.5192 6 0.4834 2 0.4542 7 0.4300 1 0.4092 5
8 0.5774 1 0.5384 4 0.5065 4 0.4796 0 0.4556 2
3 0.6166 1 0.5758 1 0.5417 9 0.5133 2 0.4889 3
3 0.6528 7 0.6997 5 0.5742 9 0.5444 3 0.5187 2
0 0.6957 1 0.6507 1 0.6136 8 0.5821 0 0.5550 0
7 0.7247 9 0.6793 0 0.6409 8 0.6084 6 0.5804 2
0.3082 9
0.3524 2
0.3912 2
0.4367 0
0.4677 0
0.4953 9
0.5313 5
0.5558 8
0.2957 7
0.3381 5
0.3754 3
0.4191 8
0.4490 5
0.4767 2
0.5104 7
0.5342 2
0.2847 0
0.3254 9
0.3614 3
0.4036 2
0.4324 7
0.4592 1
0.4918 9
0.5149 0
0.2748 1
0.3141 7
0.3489 0
0.3897 0
0.4176 2
0.4435 2
0.4752 0
0.4975 3
0.2658 9
0.3039 7
0.3375 0
0.3771 3
0.4042 0
0.4293 4
0.4561 1
0.4818 2
0.2577 8
0.2947 2
0.3273 3
0.3657 1
0.3920 1
0.4164 4
0.4463 7
0.4675 0
0.2503 9
0.2862 7
0.3179 6
0.3552 8
0.3808 6
0.4046 4
0.4338 0
0.4554 0
h. Criterio de Decisión Como:
∆=0.145< ∆°=0.174 Se concluye que los datos de caudales se ajustan a la distribución normal, con un nivel de significación del 5% o una probabilidad del 95%. i. Cálculo de caudales de diseño para los : Donde la variable estandarizada Z:
Z=
´ x− X S
Qd= ( Z∗S )+ X´
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 68
Tr=5,10,25,50 y 100 años
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Los valores de Z son calculados mediante la interpolación de los datos de F(z) encontrados en la siguiente tabla. 0. 8 x 0. 9
0.788 1 0.800 0.815 9
X =( Z × S ) + X´
PERIODO DE RETORNO Tr (año s) 5 10 25 50 100
1−
1 =F( Z) Tr 0.800 0.900 0.960 0.980 0.990
VIII.5.3.2. PRUEBA DE
X
Z
Qd ( m3 /seg )
0.8426 1.2825 1.7529 2.0000 2.3286
11.82.812 1376.475 1583.564 1692.348 1837.012
2
a. Datos
X max =2186.29 X min =262.99 N=38 b. Cálculo de frecuencia para datos agrupados - Cálculo del Número de intervalos de clase según Yevjevich
NC=1+1.33 ln( N )
NC=1+1.33 ln( 38) NC=5.84 ≅ 6 c. Cálculo de la amplitud de cada intervalo
∆ X=
X max −X min NC−1
∆ X=
2186.29−262.99 6−1
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 69
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
∆ X =384.66 ≅385 ∆X =192.5 2 d. Cálculo de los intervalos de clase, marcas de clase, frecuencia absoluta observada, frecuencia relativa Intervalos de Clase
Marcas de Clase
Frecuencia Relativa
Frecuencia Acumulada
262.99
Frecuencia Absoluta (Ø) 10
70.49 – 455.49 455.49 – 840.49 840.49 – 1225.49 1225.49 – 1610.49 1610.49 – 1995.49 1995.49 – 2380.49
0.26
0.26
647.99
13
0.34
0.60
1032.99
9
0.24
0.84
1417.99
4
0.10
0.94
1802.99
1
0.03
0.97
2187.99
1
0.03
1.00
38
e. Cálculo de a media, desviación estándar para datos agrupados
Xi
fi
Xi f i
Xi f i/ N
262.9 9 647.9 9 1032. 99 1417. 99 1802. 99 2187. 99
10
2629.89
69.21
13
8423.86
221.68
9
9296.90
244.66
4
5671.96
149.26
1
1802.99
47.45
1
2187.99
57.58
30013.58
789.83
k
∑ Xi f i
X´ = i=1
N
=789.83
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 70
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
X´
Xi
( X i− X´ )
789.83
262.99
789.83 789.83 789.83
fi
( X i− X´ )
277562.60
10
647.99 1032.99 1417.99
20119.18 59125.76 394582.34
13 9 4
789.83
1802.99
1
789.83
2187.99
1026488.9 2 1954845.5 0
2775626.0 4 261549.38 532131.38 1578329.3 6 1026488.9 2 1954845.5 0 8128971.0 5
s=
√
k
2
1
2
S
fi
75016.92 7068.90 14381.94 42657.55 27742.94 52833.66 219701.92
2
∑ ( X i − X´ ) f i i=1
=468.72
N −1
f. Cálculo de la frecuencia esperada utilizando la distribución del teorema normal Intervalos de Clase
70.49 – 455.49 455.49 – 840.49 840.49 – 1225.49 1225.49 – 1610.49 1610.49 – 1995.49 1995.49 – 2380.49
X− X´ Área S bajo la
Límite de Clase
Z=
70.49 455.49
-1.53 -0.71
curva normal de 0 a Z 0.4370 0.2612
840.49
0.11
1225.4 9 1610.4 9 1995.4 9 2380.4 9
Frecuen cia Relativa
Frecuen cia Absolut a
Frecuenc ia Absoluta Redonde ada
Frecuen cia Observa da Øi
0.17584
6.68192
7
10
0.0438
0.30495
12
13
0.93
0.3810
0.33720
13
9
1.75
0.4599
0.07894
11.5881 0 12.8136 0 2.99972
3
4
2.57
0.4949
0.03498
1.32924
2
1
3.39
0.4997
0.00473
0.17974
1
1
0.93664
g. Cálculo de k
X c =∑ 2
i=1
Xc
2
2
( Ø i−e i ) ei
=3.43
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 71
38
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
h. Cálculo de
X
Nivel de significación: Grados de libertad: Por tabla:
2 t
∝=0.05
k −1−h=3
X 2t =7.81
i. Criterio de Decisión
X c 2=3.43< X 2t=7.81 Se acepta la hipótesis Ho. Por lo tanto, lo datos se ajustan a la distribución normal, con un nivel de significación de 5% o 95% de probabilidad.
VIII.5.4. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL POR LOS DIFERENTES MÉTODOS ESTADÍSTICOS Los métodos estadísticos, se basan en considerar que el caudal máximo anual, es una variable aleatoria que tiene una cierta distribución. Para utilizarlos se requiere tener como datos, el registro de caudales máximos anuales, cuanto mayor sea el tamaño de registro, mayor será también la aproximación del cálculo del caudal de diseño, el cual se calcula para un determinado período de retorno.
Por lo general, en los proyectos donde se desea determinar el caudal de diseño, se cuenta con pocos años de registro, por lo que, la curva de distribución de probabilidades de los caudales máximos, se tiene que prolongar en su extremo, si se quiere inferir un caudal con un periodo de retorno mayor al tamaño del registro. El problema se origina, en que existen muchos tipos de distribuciones que se apegan a los datos, y que, sin embargo, difieren en los extremos. Esto ha dado ligar a diversos métodos estadísticos, dependiendo del tipo de distribución que se considere.
También la teoría indica que Gumbel y Nash consideran una distribución de valores extremos, con la única diferencia, que el criterio de Nash es menos rígido que el de Gumbel pues permite ajustar la distribución por mínimos cuadrados. Por otra parte, Lebediev considera una distribución Logaritmo Pearson Tipo III. En forma práctica, se recomienda escoger varias distribuciones y ver cual se ajusta mejor; esto requiere que se tengan los
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 72
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 datos necesarios para poder aplicar alguna prueba estadística, como la prueba de bondad de ajuste.
VIII.5.4.1. MÉTODO DE NASH Nash considera que el caudal máximo para un período de retorno se puede calcular con la ecuación:
Qmáx =a+b × log
( T T−1 )
Donde:
a y b :Constantes en función del registro de caudales máximos anuales. 3
Qm á x : Caudal máximo para un período de retorno determinado , en m /seg . T : Períodode retorno en años . Los parámetros a y b se estiman utilizando el método de mínimos cuadrados, con la ecuación lineal:
Qmáx =a+bX
a=Qm−bXm
k
∑ ( X I Qi−N X m Qm )
b= i=1 k
∑ ( X 12−N X m2 ) i=1
T ( ( T −1 ))
X i=log log Donde:
N : Número de años de registro .
Qi :Caudales máximos anualesregistrados , en m3/ s . X i :constante para cada caudal Q registrado , en función de su período de retorno correspondiente . k
∑ ( Xi)
X m = i =1
N
, Valor medio de las X s
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 73
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
Qi , se ordena en forma
Para calcular los valores Xi correspondientes a los
decreciente, asignándole a cada uno un número de orden mil; al
Qi
máximo le corresponderá el valor 1, al inmediato siguiente 2, etc. Entonces, el valor del período de retorno para
Qi
se calculará utilizando la fórmula
de Weibull con la ecuación:
T=
N +1 mi
Finalmente e intervalo dentro del cual puede varias el
Q máx , se calculará
con la ecuación:
√
S qq
1 ∆ Q=±2 × + ( X−X M ) 2 N−2 N (N −1) 2
(
)( )(
2
S 1 S qq− qq S xx S xx
)
Siendo: 2
S xx =N ∑ X 2i −( ∑ X i )
2
S qq =N ∑ Q2i −( ∑ Qi )
S xq =N ∑ Q i X i−( ∑ Qi )( ∑ X i ) Finalmente, el caudal máximo de diseño para un cierto periodo de retorno, se calcula con:
Qd =Q má x + ∆Q VIII.5.4.2. MÉTODO DE LOGARITMO DE PEARSON III Esta es la distribución estándar para un análisis de frecuencias de caudales máximos anuales de los Estados Unidos (Benson 1968). La transformación
Qd=log Qt , se usa para reducir la asimetría; en caso de que la asimetría
para esta situación valga cero la distribución Log Pearson III se reduce a una Log Normal. Los demás datos y cuadros obtenidos se adjuntan el anexo.
Dd =log Q t log Q T =log´ Q+ Kσ log Q Donde:
Qt : Máxima avenida correspondiente al período de retorno T . log´ Q: Promedio de los logaritmos de la serie Qi , siendo :
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 74
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
log´ Q=∑ log Qi / N σ log Q: Desviación estándar de los logaritmos de la serie Qi , cuya fórmula es :
σ log Q=
[∑
2 1/ 2
( log Qi−log´ Q ) ( N−1 )
]
K :Factor de frecuencia correspondiente aun T dado . Éste factor se obtiene del cuadro mediante el Coeficiente de Sesgo (Cs). El Coeficiente de Sesgo se calcula mediante la siguiente fórmula:
Cs log Q=
3 N ∑ ( logQi −log´ Q )
( N −1 ) ( N −2 ) ( σ log Q )3
VIII.5.4.3. MÉTODO DE LEBEDIEV Este método está basado en suponer que los caudales máximos anuales son variables aleatorias Pearson Tipo III. El caudal de diseño se obtiene a partir de la fórmula:
Qd =Q máx + ∆Q Qmáx =Qm ( K C v +1 ) ∆ Q=±
A Er Qmáx √N
Donde: Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 75
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 A: Coeficiente que varía de 0.7 a 1. 5, dependiendo del número de años del registro. Si N es mayor de 40 años, se toma el valor de 0.7 Cs: Coeficiente de asimetría, se calcula como: N
∑ Cs=
i=1
3
[ ] Qi −1 Qm
N C 3v
Por otra parte, Lebediev recomiendo los siguientes valores: Cs = 2 Cv para avenidas producidas por deshielos. Cs = 3 Cv para avenidas producidas por tormentas. Cs = 5 Cv para avenidas producidas por tormentas en cuencas ciclónicas. Entre estos valores y el que se obtiene la ecuación, se escoge el mayor. Cv: Coeficiente de variación que se obtiene de la ecuación:
Cs=
√
N
∑ i=1
[
Qi −1 Qm
2
]
N
Er :Coeficiente que depende de los valores de Cv y de la probabilidad P=1/ T . K :Coeficienteque depende de la probabilidad P=1/T .
N : Años de observación . ∆ Q :intervalo de confienza , en m3 /s 3
Qd :Caudal de diseño ,en m / s . 3
Qi :Caudales máximos anuales observados, en m /s . 3
Qm :Caudal promedio , en m / s ,el cual se obtiene de :
N
∑ Qi
Qm= i=1 N
Qmáx :Caudal máximo probable obtenido en un período de retorno determinado m3 / s .
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 76
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 VIII.5.4.4. MÉTODO DE GUMBEL Para calcular el intercalo de confianza, o sea, aquel dentro del cual puede variar
Q máx
1. Si
dependiendo del registro disponible se hace lo siguiente:
∅=1−(1/ T )
varía entre 0.2 y 0.8, el intervalo de confianza se
calculará con la siguiente fórmula:
∆ Q=± √ N ∝σ m ×
2. Si
σQ σN√N
∅>0.90 , el intervalo se calcula como ∆ Q=±
1.1.4 × σ Q σN
VIII.6. RESULTADOS OBTENIDOS POR LOS MÉTODOS ESTADÍSTICOS Caudales Máximos Tr M. Nash M. Lebediev M. Gumbel Log. Pearson
Qmáx (m3 / s)
5 años 968.85
10 años 1088.48
25 años 1239.38
50 años 1350.94
100 años 1462.82
1503.27
1964.35
2594.28
3061.06
3507.16
1366.06
1935.50
2290.50
2559.05
2827.60
1103.47
1398.40
1803.21
2128.41
2471.59
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 77
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
VIII.7. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS VIII.7.1.
FUNCIONES NATURALES
La sedimentación es proceso mediante el cual se acumulan partículas de tierra o suelo en el fondo de los cuerpos de agua haciendo que se disminuya el espacio disponible para el almacenaje del agua en ríos, lagos y quebradas. El movimiento de los sedimentos reduce la vida útil de los reservorios de agua, aumenta los daños ocasionados por las inundaciones, impide la navegación, degrada la calidad del agua, daña los cultivos entre otras consecuencias. Las funciones naturales del río son principalmente evacuar el agua originada por la lluvia y evacuar los sólidos producto de la erosión de la cuenca.
VIII.7.2. INFLUENCIA DE LA RUGOSIDAD Y OTROS FACTORES EN EL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN EL RÍO CHIRA - Rugosidad de la superficie: Es representado por el tamaño de la forma de los granos de material que forma el perímetro mojado y que produce un efecto retardante sobre el flujo, pero es actualmente sólo uno de los factores importantes. - Vegetación: La vegetación reduce en marcada forma la capacidad del cauce y retarda el flujo, este efecto depende principalmente de la altura, densidad, distribución y tipo de vegetación. Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 78
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 - Irregularidad del rio: en lo cauces naturales las irregularidades son introducidas debido al presencia de bancos de arena, ondas arenosas promontorias y de presiones, hoyos y relieves en el lecho del cauce. - Depósitos y socavaciones: Los depósitos pueden cambiar un cauce muy natural en uno comparativamente uniforme. - Obstrucción: La presencia de troncos, pilares de puentes y semejantes, tiende a aumentar la rugosidad y por ende la sedimentación en el rio de la cuenca. - Nivel y caudal: Cuando el agua esta baja, las irregularidades del fondo del cauce están expuestas y sus efectos se hacen pronunciados generan sedimentación en la cuenca. - Material suspendido y transporte de fondo: cuando estos materiales están en movimiento o no, consumirán energía y ocasionarían pérdidas de altura o aumentaría la rugosidad aparente del cauce natural.
VIII.7.3.
TRANSPORTE DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN
Los sedimentos en un rio pueden ser transportados en suspensión, es decir sostenida por la turbulencia del flujo o bien por el fondo rodando, deslizando o saltando. Esta noción nos lleva observar que el transporte de sedimento cuyo origen es el cauce se reparte entre dos modos de trasporte: de suspensión y de fondo. El valor del caudal de sólidos según el proyecto Chira ha sido obtenido a partir de datos de ríos análogos (o lugar de muestreo). Los ríos que cuentan con mediciones de sólidos en suspensión y que han servido de base para calcular por analogía los sólidos en el Río Chira se presentan en el cuadro siguiente:
Turbidez calculada partir de mediciones
Lugar de
PERIOD
TURBIDEZ
Muestreo Ingreso a planta
O
(Kg/m3)
de Sullana-Canal
May-97
47.0
Chira Jr. Chorrillos Planta el Arenal Reservorio de
May-97 May-97
0.6 6.8
Talara-Proviene
May-97
3.8
May-97
0.7
del Arenal Pozo Parque Infantil
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 79
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015
Pozo Nº 07
Ene-00
0.8
Fuente: Laboratorio de Referencia y Control /Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS)
La cuenca del río Chira es una de las más afectadas por los sedimentos, se han efectuado estudios entre 1964 a 1994 por el “Plan Integral de Desarrollo de los Recursos Hídricos de la Provincia de Loja”, los cuales determinan que, en la captación del Proyecto de Riego Zapatillo, ubicado en el río Catamayo a 13 km aguas arriba de la confluencia con el río Macará, los sedimentos controlados ascienden a 1,63 MMC/año. En cuanto al río Alamor, en la Estación Sancillo, los sedimentos ascienden a 0,027 MMC/año; no se tiene información del río Macará - Calvas. La parte baja y media de la cuenca recibe los sedimentos de la cuenca alta ecuatoriana y de las cuencas del Quiroz y Chipillico, en la Estación Puente Sullana se ha registrado los sedimentos entre 1972 y 1992, dando como resultado un promedio de 4 838 millones de Toneladas al año equivalentes a un volumen de 3,87 MMC/año; esta cifra corresponde a los sólidos en suspensión que son transportados aguas debajo de la Represa Poechos.
Descargas Mensuales y Anuales de Sedimentos en Suspensión Añ o 19 72 19 73 19 74 19 75 19 76 19 77
EN E 0.4 04 1.1 24 0.0 74 0.3 01 0.2 14 0.0 09
FE B 0.5 54 4.4 08 0.8 66 1.4 97 0.6 71 0.0 82
MA R 21. 901 5.4 07 1.5 39 8.7 57 3.0 98 0.5 46
AB R 4.8 60 4.7 12 0.1 99 2.9 06 0.5 86 0.3 37
MA Y 0.8 97 0.7 73 0.0 93 0.3 14 0.1 51 0.0 35
JU N 0.4 02 0.2 05 0.0 24 1.4 73 0.0 71 0.0 29
JU L 0.4 19 0.1 46 0.3 57 0.2 26 0.0 26 0.0 14
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 80
AG O 0.0 93 0.0 79 0.0 32 0.1 30 0.0 14 0.0 08
SE T 0.1 01 0.0 33 0.0 06 0.0 46 0.0 07 0.0 09
OC T 0.0 47 0.0 10 0.0 51 0.0 48 0.0 10 0.0 05
NO V 0.1 16 0.0 06 0.0 27 0.0 33 0.0 08 0.0 07
DI C 0.3 84 0.0 54 0.4 35 0.0 06 0.0 15 0.0 17
AN UAL 30.1 79 16.9 58 3.70 8 15.7 36 4.87 3 1.10 0
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 19 78 19 79 19 80 19 81 19 82 19 83 19 84 19 85 19 86 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 PR OM MA X MI N
0.0 08 0.0 05 0.0 07 0.0 04 0.0 04 2.2 15 0.0 59 0.0 91 0.0 01 0.0 01 0.0 03 0.0 02 0.0 08 0.0 07 0.0 02 0.2 16 2.2 15 0.0 01
0.0 20 0.0 03 0.0 02 0.0 03 0.0 03 1.7 95 0.6 29 0.0 18 0.0 06 0.0 41 0.0 02 0.0 11 0.0 06 0.0 05 0.0 05 0.5 06 4.4 08 0.0 02
0.0 09 0.0 58 0.0 03 0.1 36 0.0 02 5.5 85 0.6 32 0.0 22 0.0 06 0.0 76 0.0 04 015 5 0.0 05 0.0 04 0.0 62 2.2 86 21. 901 0.0 02
0.0 07 0.0 12 0.0 07 0.0 18 0.0 03 10. 459 0.1 29 0.0 03 0.0 05 0.0 44 0.0 02 0.2 18 0.0 05 0.0 05 0.1 67 1.1 75 10. 459 0.0 02
0.0 06 0.0 04 0.0 02 0.0 05 0.0 02 3.5 52 0.0 34 0.0 03 0.0 04 0.0 31 0.0 01 0.0 09 0.0 01 0.0 06 0.0 33 0.2 84 3.5 52 0.0 01
0.0 02 0.0 01 0.0 01 0.0 04 0.0 03 2.0 83 0.0 05 0.0 05 0.0 02 0.0 10 0.0 02 0.0 03 0.0 00 0.0 02 0.0 07 0.2 06 2.0 83 0.0 00
0.0 01 0.0 01 0.0 01 0.0 14 0.0 03 0.0 34 0.0 23 0.0 03 0.0 02 0.0 04 0.0 01 0.0 02 0.0 00 0.0 01 0.0 02 0.0 61 0.4 19 0.0 00
0.0 03 0.0 01 0.0 05 0.0 04 0.0 02 0.0 18 0.0 16 0.0 01 0.0 04 0.0 03 0.0 01 0.0 03 0.0 00 0.0 00 0.0 02 0.0 20 0.1 30 0.0 00
0.0 03 0.0 01 0.0 04 0.0 01 0.0 01 0.0 07 0.0 05 0.0 02 0.0 03 0.0 02 0.0 00 0.0 02 0.0 00 0.0 00 0.0 02 0.0 11 0.1 01 0.0 00
0.0 04 0.0 01 0.0 01 0.0 01 0.0 02 0.0 47 0.0 04 0.0 01 0.0 02 0.0 02 0.0 00 0.0 04 0.0 01 0.0 00 0.0 03 0.0 12 0.0 51 0.0 0
0.0 09 0.0 03 0.0 03 0.0 01 0.0 02 0.0 30 0.0 03 0.0 01 0.0 01 0.0 01 0.0 01 0.0 03 0.0 01 0.0 01 0.0 02 0.0 12 0.0 16 0.0 01
0.0 02 0.0 01 0.0 04 0.0 03 0.0 05 0.0 23 0.0 30 0.0 01 0.0 02 0.0 03 0.0 00 0.0 05 0.0 01 0.0 01 0.0 01 0.0 47 0.4 35 0.0 00
0.07 4 0.09 3 0.04 1 0.19 5 0.03 2 25.8 49 1.57 0 0.14 9 0.03 8 0.22 0 0.01 6 0.41 7 0.03 0 0.03 2 0.28 9 4.83 8 30.1 79 0.01 6
Para determinar la cantidad de sedimentos que se depositan en el Embalse de Poechos, el Proyecto Chira ha efectuado batimetrías anuales desde 1976 al año 2000, con la última batimetría realizada en el año 2000 se ha determinado que el volumen de sedimentos depositado en el embalse, 379 MMC, representa el 43% del volumen total de inicio de operación, habiéndose depositado en los años del fenómeno El Niño de 1983 y 1998 la cantidad de sedimentos del orden de 75,0 MMC y 75,9 MMC respectivamente. Según el Diagnóstico del Gestión del Agua desarrollado por el PCHP, el Embalse Poechos viene sufriendo una colmatación acelerada, con aportes de sedimentos del orden de 14 MMC promedio por año. Ante esta situación el CTAR Piura con IRAGER están desarrollando proyectos de identificación y formulación de desarrollo sostenible para la cuenca binacional CatamayoChira, con el propósito de tomar medidas urgentes para controlar la erosión y disminuir el aporte de sedimentos del embalse. Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 81
“ESTUDIO INTEGRAL DE LA CUENCA DEL RIO CHIRA” - 2015 Lugar de captación Captación del Proyecto de Riego Zapatillo Estación Sancillo Puente Sullana Embalse Poechos
Período
Río
Sedimentos (mmc/año)
19641994
Río Catamayo
1.63
Río Alamor
0.037
Río Sullana
3.88
-
14
19641994 19721992 19762000
Con los datos de sedimentos determinados mediante batimetría y descontando los años extraordinarios del fenómeno El Niño, se tiene un promedio de 9,12 MMC/año, si a esto se suma el volumen de sedimentos controlados en el puente Sullana que es de 3,88 MMC, resulta que en promedio el río Chira en años normales transporta 13 MMC/año. Paralelamente con los registros de caudales medios diarios se obtuvieron los volúmenes de sólidos en suspensión transportados por unidad de tiempo. Considerando un año húmedo promedio en 1992 el transporte de sedimentos alcanza a 1,72 millones de toneladas al año, estimándose un volumen de 0,95 MMC/año y en el caso del fenómeno El Niño de 1983 el transporte de sedimentos alcanzó a 100 millones de toneladas, equivalentes a un volumen de 55 MMC. En el Cuadro se muestra el transporte de sedimentos para años secos, húmedos y extraordinarios. CARACTERÍSTICAS Periodo de Ocurrencia (%) Volumen Anual (MMC) Transporte de Sedimentos MY/año Volumen Transportado MMC Concentración de Sedimentos (%) Transporte Específico de Sedimentos
HÚME DO 1992 14 2100
ESTRAORDINA RIO 1983 1 11600
1.72
100
0.009
0.95
55
0.003 4
0.08
0.87
0.2
220
13050
SECO 1988 92 47 0.001 7
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 82
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IX. CONTAMINACIÓN DE LA CUENCA La cuenca del río Chira es una de las 3 cuencas con problemas ambientales críticos (CONAM, 2007). El recurso hídrico regulado por la presa de Poechos, viene siendo mal utilizado por cultivos altamente demandantes de agua como el arroz. Las aguas residuales de las poblaciones son vertidas directamente al curso del río Chira, contaminándolo y produciendo problemas de eutrofización de las aguas, además de la proliferación del lirio acuático y que esta parte del río se transforme en hábitat para el desarrollo de diversos vectores transmisores de enfermedades como la malaria, la fiebre amarilla (paludismo) y el dengue. La calidad del agua de los ríos Chira y Piura, aguas abajo de las ciudades de Sullana y Piura disminuye debido a los vertimientos de aguas de uso doméstico, sobre todo en época de estiaje; sin embargo, es necesario controlar los vertimientos a los ríos. Los problemas de drenaje y/o salinidad de suelos existentes en los valles son causados principalmente por la utilización de métodos de riego de baja eficiencia de aplicación y cultivos de alto requerimiento de agua, como es el caso del arroz (20 a 30 mil m3/ha/campaña) para suelos no apropiados desde el punto de vista textural. En el ámbito del Proyecto Chira-Piura el tipo de erosión predominante es la hídrica, produciéndose en mayor magnitud en la cuenca media y alta. El área de la cuenca aguas arriba de la presa Poechos está afectada por un proceso erosivo acelerado, donde la agresividad climática va incrementando el transporte de sedimentos, hasta niveles que en el reservorio Poechos dicho aporte equivale a unos 14 MMC (aproximadamente) como promedio mensual. En la última batimetría realizada se ha determinado que el reservorio ha perdido el 43% de su volumen inicial de operación, debido principalmente a una mala práctica de manejo de la cuenca alta donde existe deforestación, así como sobrepastoreo en la cuenca media. Si a esto se agrega la accidentada topografía del terreno, se obtiene como resultados huaycos, derrumbes y erosión con arrastre de sedimentos con la consiguiente deposición y colmatación del reservorio Poechos (INADE).
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 83
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Uno de los principales contaminantes del agua, es el LIRIO
En el “Diagnóstico de la Calidad del Agua de la Vertiente del Pacífico”, se incluye el diagnóstico del río Chira, a través de cuatro puntos de muestreo, en cuatro eventos u oportunidades de muestreo, el mismo que cubría los meses de mayo a noviembre del año de 1984, cubriendo casi todo el período de estiaje. La evaluación general de los resultados arrojó que,... “las aguas del río Chira se ubican como de buena calidad respecto del uso poblacional, así también son de regular a buena calidad para la piscicultura y son regulares en tanto se la utiliza para riego; así como, son ligeramente incrustantes en tuberías y de una leve a moderada corrosión en tuberías.” Agrega finalmente con relación a los metales pesados “la presencia del cadmio y del mercurio en concentraciones anómalas, crea problemas
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 84
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Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 85
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X.
CONCLUSIONES
El río Chira es una fuente permanente del recurso hídrico para todo el valle tanto para la agricultura y consumo doméstico e industrial.
El ecosistema de Sullana ha cambiado con la construcción del embalse artificial donde dicho espacio se emplea la actividad náutica, sin embargo la población desconoce el riego de contaminación a que está expuesta.
El grado de contaminación del río Chira es muy preocupante el cual es comprobado con la presencia también de malos olores entre ellos se puede percibir el del tipo amoniacal, a huevo podrido, a pescado, fecal , entre otros, el cual viene dañando el ecosistema de Sullana, sobre todo a las poblaciones que se encuentran aguas abajo (Jibito, Sojo, Mocacará, Miraflores,y otros) del embalse artificial quienes consumen este recurso hídrico y están expuestas a todo tipo de enfermedades aun cuando al agua la sometan a hervido, porque existen bacterias que pueden resistir altas temperaturas, y sobre todo la presencia de metales pesados.
El comité de gestión ambiental recientemente instalado se debe abocar en coordinar ante los diferentes entes del estado para buscar el financiamiento para la construcción de 12 lagunas las cuales estarán ubicadas en el sector El Cucho, lo mismo que la repotenciación de la cámara de bombeo. De igual manera este comité deberá plantear un programa para efectuar diferentes acciones entre ellas tenemos la vigilancia permanente del área donde se evacuan las aguas residuales porque a la fecha existen pescadores informales que se dedican a la extracción de recursos ictiológicos no aptos para el consumo humano, así mismo realizará campañas de forestación y limpieza de residuos sólidos que se hallan esparcidos por los taludes del rió especialmente la margen izquierda.
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 86
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XI. BIBLIOGRAFÍA http://www.ana.gob.pe:8088/la-cuenca/mapa-del-crhc.aspx http://www.slideshare.net/ingemmet/estudio-geoambiental-de-la-cuencachiracatamayo http://www.condesan.org/cuencasandinas/piura.htm http://es.scribd.com/doc/58629754/Descontaminacion-Del-Rio-Chira http://www.chirapiura.gob.pe/ http://cmsdata.iucn.org/downloads/vladimirgarciaperu.pdf
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 87
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XII. ANEXOS
Asesor: Ing. Arriola Carrasco Guillermo pág. 88