CURSO DE HIDROLOGÍA
1. CARACTERISTICAS, INDICES Y PARAMETROS DE LA CUENCA
CUENCA DEL RIO FORTALEZA
CUENCA DEL RIO FORTALEZA
La cuenca del rfo Fortaleza, perteneciente al sistema hidrográfico del Pacifico, cuenta con un área total de drenaje, hasta su desembocadura en el Océano PacíTico, de 2348 Km2. y una longitud máxima de recorrido, desde sus nacientes hasta su desembocadura, de 111 Km.; presenta, debido a las condiciones topográficas que la caracterizan, una pendiente promedio de 4%, la cual se hace más fuerte llegando hasta 9% en el tramo comprendido entre las localidades de Upapampa y Vado Pato y, especialmente, en las quebradas de la cuenca alta de Jarachacra (17%) y Patap (14%). La superficie de la cuenca colectora húmeda o "cuenca imbrifera" es de 1298 Km2., estando fijado este Iímite, aproximadamente, por la cota de los 2000 m.s.m.m., es decir, que casi el 55% del área de la cuenca contribuye sensiblemente al escurrimiento superficial. La red hidrográfica perteneciente al río Fortaleza es controlada por la estación de aforos, de tipo limnimétrico, de la Rinconada, ubicada a 350m.s.n.m. y a 6 Km. aguas abajo de la localidad de Anta; dicha estación mide las descargas de una cuenca colectora total de aproximadamente 1,648 Km2., que incluye el 85% de la cuenca húmeda. El curso del río Fortaleza, desde sus nacientes hasta su desembocadura en el Océano Pacifico, es algo sinuoso, especialmente en el primer tramo, en el que describe un gran semicírculo hasta su confluencia con el río Sarpún Ruri; luego, discurre hasta la quebrada Huacapampa con rumbo Noreste a Suroeste, para finalmente describir una pequeña curva hasta su desembocadura en el Océano Pacifico. La forma general de la cuenca es la que caracteriza prácticamente a todos los ríos de la Costa, es decir, el de una hoya hidrográfica alargada, de fondo profundo y quebrado, presentando un relieve escarpado y en partes abrupto, cortada por quebradas profundas, de fuerte pendiente y estrechas gargantas. La cuenca se encuentra limitada por cadenas de cerros que, en dirección al Océano Pacffico, muestran un descenso sostenido y rápido del nivel de cumbres. La parte superior de la cuenca presenta, por efecto de la deglaciación, cierto número de lagunas, mientras que en la parte inferior del valle y como resultado de la brusca disminución de la pendiente, se ha formado un pequeño cono de deyección o llanura, producto de la deposición del material transportado por el río. El escurrimiento superficial se debe, primordialmente, a la precipitación estacional que cae sobre las laderas occidentales de la Cordillera de los Andes. La información pluvioméfríca existente ha permitido establecer, preliminarmente, que las precipitaciones se concentran durante los meses de Diciembre a Abril, inclusive, correspendiendo a los meses de Junio a Noviembre, el perFodo de sequías extremas. El río Fortaleza, como casi la totalidad de los ríos costeros, por su pronunciada pendiente y pequeño desarrollo, es de régimen muy irregular y torrentoso, presentando marcadas diferencias entre sus descargas extremas. Así, se observa que la descarga máxima registrada ha sido de 75,20 m3/seg., presentándose seco en la casi totalidad del año; la descarga media anual es de 2.30 mS/seg., que equivale a un volumen total anual de 72'582,000 m3. El río Fortaleza nace en las alturas de las lagunas de Huamblac y Macato, discurriendo sus aguas por las quebradas Upapampa y Moyocancha, las cuales en su confluencia originan al río Fortaleza, el cual conserva este nombre hasta su desembocadura.
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LA CUENCA DEL RIO FORTALEZA
CUENCA DEL RIO FORTALEZA
Área de la Cuenca(km2) Húmeda Seca Total 1298
1050
2348
Perímetro de la cuenca(km) 292
Longitud Máxima del rio(km) 111
Pendiente Promedio(%) 4
CURVA HIPSOMÉTRICA
Calculo las areas parciales entre curvas de nivel de la cuenca, obteniendo asi los siguientes datos: Ai(km2) 491.24 579.56 494.21 391.36 391.62
Hi
0-1000 1000-2000 2000-3000 3000-4000 4000-4500
Ai
491.24 1070.8 1565.01 1956.37 2347.99
A sobre H 2347.99 1856.75 1277.19 782.98 391.62
% 20.9 24.7 21.0 16.7 16.7
0
Curva Hipsométrica 5000 4500 4000 3500 d3000 u t 2500 i t l A2000 1500 1000 500 0 0
391.62
782.98
1277.19 Area
1856.75
2347.99
PERFIL LONGITUDINAL DEL RIO
Perfil Longitudinal del Río Fortaleza 4500 4000 3500 ) m3000 n s 2500 m ( d2000 u t i t l a1500
1000 500 0 0
45.9
60.3
71
76.3
84.8
89.6
97.6
101.9
111
long(km)
La pendiente promedio del río es de 3.79%
En su recorrido, el rio llega alcanzar una pendiente de 11.63% siendo esta la mayor pendiente.
0.5km
4.3km
PARÁMETROS FÍSICOS DE LA FORMA DE LA CUENCA
a) Número de orden de la cuenca Enumerando los ramales del río Fortaleza se obtiene que es de orden 4. Los ramales al llegar río Fortaleza eran del siguiente orden: N de orden 1 2 3
N de ríos que llegan al río 11 8 4
b) Densidad de drenaje Dd= L(ríos)/A Dd= 672km /2348km 2 Dd= 0.29 km/km2 Dd<0.5 km/km2, por lo tanto tiene un drenaje pobre.
INDICES REPRESENTATIVOS
a) Índice de Compacidad(K) K= 0.28P/ A Donde: P= perímetro de la cuenca, A= área de la cuenca. Ambas en la misma unidad. K= o.28(292)/ 2348 K= 1.69 K>1, entonces la cuenca es de forma alargada en comparación a una circunferencia. b) Índice de forma(Rb) Rb= A/L2 Donde: A= área, L= longitud mas larga de la cuenca Rb= 2348/1082 Rb= 0.12 Rb<1, la cuenca tiene forma alargada en comparación con el cuadrado. c) Rectángulo Equivalente L=(P/4)√((P/4)2 – A) Donde: P= perímetro, A= área de la cuenca L1= (292/4) ((292/4) 2 2348)) L1= 127.60 km L2= (292/4) - ((292/4)2 2348)) L2= 18.40 km Gráficamente la cuenca es representada así, aproximadamente el lado menor es la sétima parte del mayor.
L2 L1
PRECIPITACIÓN EN EL ÁREA DE LA CUENCA
MÉTODO DE ISOYETAS Con los datos actuales obtenidos de la FAO, según la ubicación de las estaciones, realizaremos cálculos. H(msnm) 170 3039 3311 3635
Pp(mm) 13.9 400.7 516.7 590.6
Con estos datos busco una representación matemática de mejor ajuste(recta, curva), para ver su tendencia grafico los datos.
700 600 500 400
p P
300 200 100 0 0
1000
2000
3000
4000
H
Calculo el coeficiente de correlación:
Para una recta: Pp=A BH, r= 0.997 Para una curva exponencial: Pp= A BH, r=0.998 Para una curva potencial: Pp=A HB, r=0.999
Aunque no hay mucha diferencia entre los coeficientes de correlación, a la que mayor se ajusta es a la curva potencial. Luego calculamos la ecuación de esta: Pp=A HB , A=0.0283 B= 1.2054 Pp=0.0283 H
.
Con dicha ecuación, calculamos la precipitación de las altitudes mas conocidas: H(msnm) 0 1000 2000 3000 4000 4500
Pp(mm) 0 50.71 269.68 439.65 621.88 714.75
Calculamos la precipitación entre curvas mediante la semisuma, así como también el área entre curvas.
Altitud msnm 0-1000 1000-2000 2000-3000 3000-4000 4000-4500
Pp media mm 25.36 160.20 354.67 530.77 668.32 Total
Area entre curvas Km2 421.24 579.56 494.21 391.36 391.62 2347.99
Para calcular la precipitación anual de la cuenca usamos: Panual=( Pi Ai) / Ai
Panual=(25.36421.24 160.20579.56 354.67494.21 530.77391.36 668.32391.62)/2347.99
Panual= 302.86mm
BALANCE HIDRICO
Según la ubicación de las estaciones hidrograficas en la cuenca, utilicé un software que me dio los datos de precipitación media y temperatura media. HACIENDA PARAMONGA Latitud -10.660 Longitud: -77.810 Altitud: 170m Mes Tomedia Pp ETP Pp-ETP R R ETR d e
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
21.1 2.1
21.9 2.3
21.6 2.5
20.2 0.6
18.4 0.7
17.2 0.7
16.6 0.8
16.1 1.4
16.1 0.9
16.9 0.7
18.1 0.6
19.4 0.6
105.6 -103.5 0 0 2.1 103.5 0
99.8 -97.5 0 0 2.3 97.5 0
108.1 -105.6 0 0 2.5 105.6 0
97.8 -97.2 o o 0.6 97.2 o
92.1 -91.4 0 0 0.7 91.4 0
83.3 -82.6 0 0 0.7 82.6 0
83.1 -82.3 0 0 0.8 82.3 0
80.6 -79.2 0 0 1.4 79.2 0
78.0 -77.1 0 0 0.9 77.1 0
84.6 -83.9 0 0 0.7 83.9 0
87.7 -87.1 0 0 0.6 87.1 0
97.1 -96.5 0 0 0.6 96.5 0
Donde: Pp= precipitación ETP= evapotranspiración R= reserva o almacenamiento R= variación de reserva
ETR=evapotranspiración real d= déficit e= exceso
El mes mas seco: Marzo
160 e
140
d
120
ETR
100
DR
80
R
60
BH ETP
40
Pp 20
Tmedia
0 E
F
M
ESTACIÓN CAJACAY
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Latitud -10.160 Longitud: -77.450 Altitud: 3635m Mes Tomedia Pp ETP Pp-ETP R R ETR d e
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
8.8 93.8
8.7 132.7
8.8 185.4
8.3 49.7
8.0 9.5
7.2 0.7
6.7 0.7
7.1 1.1
7.5 8.3
8.1 30.8
8.4 33.0
8.7 44.9
44.0 49.8 51.2 49.8 44.0 0 0
39.7 93.0 100 48.8 39.7 0 44.2
44.0 141.4 100 0 44.0 0 141.4
40.2 9.5 100 0 40.2 0 9.5
40.0 -30.5 69.5 -30.5 40.0 0 0
34.9 -34.2 35.3 -34.2 34.7 0.2 0
33.5 -32.8 2.5 -32.8 33.5 0 0
35.5 -34.4 0 -2.5 3.6 31.9 0
36.3 -28.0 0 0 8.3 28.0 0
40.5 -9.7 0 0 30.8 9.7 0
40.7 -7.7 0 0 33.0 7.7 0
43.5 1.4 1.4 1.4 46.3 0 0
El mes mas seco: agosto
ESTACIÓN LLACLLÍN Latitud -10.059 Longitud: -77.631 Altitud 3039m Mes Tomedia Pp ETP Pp-ETP R R ETR d e
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
11.8 69.7
11.8. 87.2
11.8 176.6
11.3 23.4
10.9 2.6
10.0 0.7
9.5 0.7
9.9 0.8
10.3 3.5
10.8 10.0
11.2 8.7
11.6 16.8
59.1 10.6 10.6 10.6 59.1 0 0
53.8 33.4 44.0 33.4 53.8 0 0
59.1 117.5 100 56.0 59.1 0 61.5
54.7 -31.3 68.7 -31.3 54.7 0 0
54.6 -52 0 -68.7 71.3 0 0
48.4 -47.7 0 0 0.7 47.7 0
47.5 -46.8 0 0 0.7 46.8 0
49.5 -48.7 0 0 0.8 48.7 0
49.9 -46.4 0 0 3.5 46.4 0
54.1 -44.1 0 0 10.0 44.1 0
54,2 -45.5 0 0 8.7 45.5 0
58.1 -41.3 0 0 16.8 41.3 0
El mes mas seco es en mayo.
ESTACION CONGAS Latitud -10.350 Longitud -77.450 Altitud 3311m Mes Tomedia Pp ETP Pp-ETP R R ETR d e
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
10.4 90.9
10.3 129.0
10.3 189.8
9.8 35.4
9.4 2.8
8.5 0.6
8.0 0.6
8.4 0.8
8.8 4.5
9.4 15.4
9.8 16.1
11.6 30.8
52.1 38.8 38.8 38.8 52.1 0 0
46.9 82.1 100 61.2 46.9 0 20.9
51.6 138.2 100 0 51.6 0 138.2
47.5 -12.1 87.9 -12.1 47.5 0 0
47.0 -44.2 43.7 -44.2 47.0 0 0
41.2 -40.6 3.1 -40.6 41.2 0 0
40.0 -39.4 0 -3.1 3.7 36.3 0
42.0 -41.2 0 0 0.8 41.2 0
42.6 -38.1 0 0 4.5 38.1 0
47.0 -31.6 0 0 15.4 31.6 0
47.5 -31.4 0 0 16.1 31.4 0
58.1 -27.3 0 0 30.8 0 0
El mes mas seco es mayo
ECOLOGÍA Los estudios ecológicos realizados han determinado la existencia de seis formaciones ecológicas, las mismas que ubicadas en forma ascendente desde el litoral costero hasta los nevados se presentan en el siguiente orden: Desierto Pre-Montano, Matorral Desértico Pre-Montano, Estepa Espinosa Montano Bajo, Estepa Montano, Páramo Muy Húmedo Sub-Alpino y Tundra Pluvial Alpino. Estas formaciones presentan diferente grado de importancia económica, de acuerdo a la calidad de los sectores de uso que encierra cada uno, destacando en primer lugar el Desierto Pre-Montano (1,364 Km2.). Esta formación es la más cercana al mar y posee los mejores suelos agrícolas; el sector denominado Valle Agrrcola de Costa cuenta con uno superficie cultivada de 23,270 Ha., constituida po,r cultivos industriales y alimenticios, existiendo además la posibilidad de incorporar a la agricultura 5,100 Ha. en el sector de pampas eriazas. La escasez de agua es el factor limitante para obtener un mejor rendimiento económico de esta formación. Luego, se debe citar las formaciones Estepa Espinosa Montano Bajo yEstepa Montano, que comprenden en conjunto 3,040 Km2, y que están ubicados entre los 1,800 y 3,800 m.s.n.m., cuyas condiciones de humedad (precipitación) y de suelos les permite poseer en conjunto la mayor extensión de tierras de cultivo (19,720 y 49,000 Ha., res pectivamente), que representa un total de 68,720 Ha, cultivadas que las califica como de un potencial económico bueno. Los factores limitantes para lograr un mayor rendimiento económico son principalmente la falta de agua, la falta de empleo de técnicas agrícolas modernas y lo topografía accidentada. La formación Páramo Muy Húmedo Sub-Alpino (2,710 Km2.) se ubico entre los 3,800 y 4,800 m.s.n .m. y destaco tanto por el gran potencial económico de sus praderas o pastizales (113,700 Ha.) como por sus bosques residuales (1,300 Ha.) de quinuares y quishuares, de mucha importancia para el poblador andino. Las temperaturas bajxis constantes impiden el desarrollo de sementeras; en cambio, no ocasionan problemas pora el buen crecimiento de grammeas forrajeras. Por estas carocterrsticos, su potencial económico ha sido calificado como bueno. Los factores son el exceso de pastoreo sin planeamiento adecuado y la explotación indiscriminada de los bosques que son utilizados como combustible o para construcciones rústicas, sin realizar ninguna actividad de reforestación. Los formaciones Matorral Desértico Pre-Montono (1,556 Km2.), ubicado entre 600 y 2,000 m.s.n.m., y Tundra Pluvial Alpino (30 Km2.), sobre los 4,900 metros sobre el nivel del mar, presentan fuertes limitaciones para lo actividad agropecuario ;por este motivo, su potencial económico ha sido calificado como pobre y nulo, respectivamente. GEOLOGÍA El estudio de reconocimiento geológico ha permitido establecer que la zona reconocida se halla formada por un miscelónico conjunto de rocas sedimentarías, metamórficas e fgneas (intrusivas y extrusivos), cuyas edades van desde el Jurósico hasta el Cuaternario reciente. Las unidades estratigróficas incluyen derrames volcánicos con intercalaciones de sedimentos de la formación Casma del Jurásico; cuarcitas, areniscas, calizas y lutítas del Grupo Goyllarisquizga del Cretáceo inferior; andesitos, aglomerados, tufos dacrticos y rioirtícos y piroclósticos de lo Formación Volcánico Callpuy del CretóceoTerciorio y depósitos detrilticos del Cuaternario. Las rocas Tgneas, que irrumpen por
las partes ba¡o y media de las cuencas estudiadas, están constituidas por granodioritas, granitos, tonalitos, gabros, adomelitas, etc.,.que pertenecen al CretáceoTerciario y forman parte del Batolito Andino que aflora en este sector del pafs. Estructuralmente, la zona estudiada ha sido ámbito de la ocurrencia de fenómenos orogenéticos y epirogenéticos e intnjsiones plutónicas relacionadas con el Batolito Andino, que han disturbado en mayor o menor grado a las rocas pre-existentes que forman la columna geológica de lo zona, produciendo plegamientos (anticlinales y sinclino —les) y fallamientes, cuyo mayor desarrollo se observa en las cuencas qltos. En el aspecto minero-metálico, cabe señalar que han sido identificodas los cuatro áreas mineralizados siguientes: Laguna Tucto, Uramaza-Cordillera Huayhuash, Caiamarquilla-Huoyllacayán y Pachapaqui. De éstas, las tres últimas han sido consideradas como de prospeccción recomendcdjie debido a las características geológico-mineras que presentan. Los depósitos metálicos, en su mayor parte, son de relleno de fisura y ,en menor porcentaje, de reemplazamiento metasomático, originados por procesos hidrotermales. La minerolización está representada principalmente por especies minerales de cobre, plata, plomo y zinc. La producción minera metálica de la zona, en 1969, fue alrededor de 32,770 TM. (peso bruto) de mineral de mina, lo que representó aproximadamente el 0.10 porciento de la producción minera nacional. Su valor bruto se estimó en S/.57'551,600 ,significando el 0.26% del valor bruto de lo producción minera nacional estimada para ese año. El volumen de las reservas de la zona, calculadas hasta el año 1969,fue de 220,000 TMB. entre mineral probado y probable. Esta cifra corresponde básicamente a la mediana empresa y , de acuerdo al ritmo de producción de ese año, se estima que se tiene asegurada una explotación continua de 5 años. En el aspecto minero no-metálico, debe mencionarse lo existencia de un variado conjunto de depósitos, destacando entre ellos los materiales de ornamentación y de construcción. Estos últimos, por su volumen y facilidades de acceso, aseguran el abastecimiento para cualquier obra de ingeniería civil que se efectúe en la zona. SUELOS El potencial edáfico de las cuencas estudiadas ha sido determinado a nivel de reconocimiento sistemático en los áreas cultivadas de los valles, calificando su potencial en términos de aptitud para el riego y a nivel exploratorio en el resto de las cuencas,expresando su potencial agropecuario en términos de capacidad de uso. Además, se ha realizado el estudio de reconocimiento generalizado de las pampas eriazas aledañas al área agrícola de los valles, con el fin de determinar su potencial para propósitos de riego. El valle de Pativilca constituye, dentro de los valles estudiados, el de mayor potencial agrícola, tanto por sus recursos de suelos como hídricos. Le siguen en orden de importancia los valles de Fortaleza y Supe, Este último presente en su mayor parte buenas condiciones edáficas pero, en cambio, no dispone de recursos hídricos suficientes paro garantizar una alta eficiencia en las explotaciones agrícolas. Asimismo, el valle de Supe es el que presenta mayores problemas de drenaje y salinidad, principalmente en su parte bajo (Son Nicolás), los mismos que podrían ser subsanados mediante lo realización de obras de drenaje a r t i f i c i a l.
Los estudios de suelos en los valles revelan que, sobre un total de 27,828 Ha. , existen unas 21,841 Ha. de tierras aptas para una agricultura bajo riego (Clases 1 , 2 y 3), Los suelos de lo Clase 1, considerados como los de mejor calidad agrícola, cubren una superficie aproximada de 7,122 Ha. y ocupan terrenos planos, profundos, de textura medía a media pesada, de buena porosidad y permeabilidad. Sonsuelos de excelente drenaje y están libres de sales solubles en cantidades nocivas poro el desarrollo de las plantas. Los suelos de la Clase 2, que cubren una extensión de 8,196 Ho., presentón deficiencias ligeras a moderadas y por lo tonto su calidad agrrcola es inferior a la anterior. Las mayores limitaciones de estos suelos residen principalmente en que tienenpro fundidodes efectivas inferiores o lo óptima, menor retentividod o la humedad, texturas iigeras y acumulación de materiales gruesos en la superficie, osf como ligera salinidad. Los suelos de la Clase 3, que comprenden una extensión aproximada de 6,523 Ha. tienen una calidad ogrológico menor que las anteriores, debido a que en ellos se acentúan más las limitaciones, que están vinculadas al factor suelo (profundidad e f e c t i va superficial, baja capacidad retentiva o la humedad o exceso de elementos gruesos en la superficie), a problemas de acumulación de sales en cantidades nocivas y a características topográficas desfavorables. Además, existen 1,851 Ha. de tierras de aptitud limitada para el riego (Clase 4), que presentan severas deficiencias por suelos, topografro, salinidad y/o drenaje y, finalmente, existen 4,136 Ha. de tierras de productividad dudosa o nula (Clases 5 y 6). En el área de estudio, existe un total de 4,007 Ha, que tienen moderados a fuertes problemas de salinidad y /o drenaje y que requieren inversiones relativamente elevadas para su recuperación y / o manejo. De ese total, 3,434 Ha. corresponden a tierros de los Clases 1, 2, 3 y 4 de aptitud para el riego. De las zonas afectadas por sales ,las que revisten mayor importancia son los de Santa Catalina y Son Nicolás (valle de Supe). El estudio de reconocimiento generalizado llevado o cabo en las pampas eriazas ha abarcado una extensión de 35,000 hectáreas, distribuidas en 16 pampas. Las tierras consideradas como irrigables y de regular a limitada potencialidad agrrcola, tienen una superficie estimada en 13,385 Ha. y cuyas limitaciones de uso se encuentran vinculadas a los factores suelo y salinidad, principalmente, y en menor grado, a la topografia. Se distribuyen, principalmente en las pampas siguientes: Pararm, Bermejo, Lupm-Lo Litera, Gorrapata-Fortuna-Pacar, Chiu Chiu-Vínto, Purmacana y Anexos, Medio Mundo y Pampa Grande (parte alta). Es posible incorporar dichas pampos a la agriculture si se les doto de riego y se eliminan las sales que por lo general son fáciles de evacuar, tonto por las condíclones texturales como por la posición fisiográfica de las mismas. Los suelos de estos pampos, de acuerdo Q SU origen, morfolog'a y contenido de sdes, han sido agrupados en los siguientes Grandes Grupos de Suelos: RegOsoles, suelos de orTgen eólico y de morfologra arenoso; Fluvisoles, suelos de origen aluvial de morfologia a veces arenosa y generalmente con un contenido moderado de sales solubles, y Solonchoks, suelos de origen aluvial y/o eólico, carocterízados por presentar una gran con centración de sales.
