Estudio hidrologico provincia de Leoncio Prado – Quebrada (Perú)

Estudio Hidrologico Quebrada Auri

QUEBRADA AURI

Fluye de dos afluentes de aguas que nacen de las vertientes (manante, puquial u ojo de agua), la primer vertiente (Auri) se encuentra ubicado en las coordenadas 389270 este con 8972260 norte con una altitud de 640 m.s.n.m, la segunda vertiente (Remanso azul) se encuentra ubicado 388400 este con 8974239 norte con una altitud de 636 m.s.n.m, la longitud principal de la quebrada es de 4578 metros teniendo una cota de elevación mayor de 640 a una menor de 608 m.s.n.m. cuya pendiente es 0.70 % con desnivel de 32 metros, el área de influencia de la quebrada delimitada es de 6'946,852 m2 (694.69 ha) divido en cuatro sub áreas en la zona de bosques (Remanzo Azul) tiene una área de 1'239,991 m2(123.99 ha) presentando una longitud del cauce 1066 m de cota mayor de 1080 a una menor 640 m.s.n.m. de pendiente 41.28% de suelo Franco Limoso, la zona de Bosques 1posee un área de valor 1'417,939 m2 (141.79 ha), presenta una longitud del cauce de 543 m de cota mayor de 1,440 a una menor 1,160 m.s.n.m. posee una pendiente de 51.57% de suelo franco Arcillo Limoso, la zona Urbana posee un área de valor 2'064,743 m2 (206.47 ha), la longitud del cauce es de 1,019 m pasando por el trayecto Agrupación de Vivienda José Carlos Mariátegui, Asociación de Pobladores San Carlos, AA.HH. Nuevo Jurasalen, AA.HH. María Parado De Bellido, Asociación de Vivienda San Isidro, Asociación de Vivienda Los Ángeles, Lotización el Pedregal, Asociación de Vivienda Tuler Ríos Panduro, Asociación de Vivienda 1o de Setiembre, Asociación pro vivienda 9 de Agosto, Asociación De Vivienda José Olaya Balandra, AA.HH. 7 de Mayo, Asociación de Pobladores 1o de Mayo, Aserradero, y Papayal con una cota mayor de 640 a una menor 637 m.s.n.m. posee una pendiente de 0.29% de suelo Franco Arcilloso, zona terrenos de cultivos posee un área de terreno 2'224,179 m2 (222.42 ha), la longitud del cauce es de 1,950 m pasando por el trayecto Asociación de Vivienda 1o de Setiembre, Asociación pro vivienda 9 de Agosto, Asociación De Vivienda José Olaya Balandra, AA.HH. 7 de Mayo, Asociación de Pobladores 1o de Mayo, Aserradero, y Papayal, juntándose en el puente de aserradero para desembocar luego en el río Huallaga con una cota mayor de 640 a una menor 633 m.s.n.m. posee una pendiente de 0.36% de suelo Franco Limo Arenoso, el caudal mínimo por el método de flotador de la quebrada Auri (Sector Monterico) es de 0.49 m3/sg y 0.57 m3/sg teniendo un promedio de 0.53 m3/sg en los meses de junio a julio en toda la línea del cauce, el caudal máximo se obtuvo con un coeficiente de escorrentía de 0.67 y un tiempo de concentración de 87 minutos (método Kirpich) y con el empleo de las curvas IDF en un periodo de

Las inundaciones son uno de los peligros más comunes. No obstante, todas las inundaciones no son iguales. Las inundaciones fluviales se desarrollan lentamente, a veces durante un plazo de días. Las inundaciones repentinas pueden desarrollarse rápidamente, a veces en sólo unos minutos, sin señales visibles de lluvia.

Los efectos de las inundaciones pueden ser muy locales, afectando a un vecindario o comunidad, como es el caso en estudio.

Aun los arroyos pequeños, barrancos, riachuelos, alcantarillas, lechos secos de arroyos o terrenos bajos que parezcan inmunes en tiempo seco pueden inundarse. Cada estado está en riesgo de este peligro.

En el centro poblado Castillo Grande existen problemas de inundación. Específicamente en la Agrupación José Carlos Mariátegui zona en estudio donde dicho poblado se vea afectado por inundaciones de aguas fluviales, motivo por el cual se vio conveniente la realización de un encausamiento de la QUEBRADA AURI.

Por lo cual el proyecto tiene la finalidad de mitigar tal inundación que va a mejorar y mantener en buen estado las viviendas aledañas a dicha quebrada ya que cuando se dan precipitaciones se desborda afectando a la Agrupación José Carlos Mariátegui, deteriorando los cimientos de las casas.

• ANTECEDENTES

El centro poblado de Castillo Grande fue fundado un 9 de noviembre del año 1959 por un grupo de colonos y pioneros, los mismo que deciden tener autonomía y gestión ante las instancias gubernamentales, la creación política del Centro Poblado de Castillo Grande, el mismo que en la actualidad es el pueblo que augura ser moderno y próspero, emporio del turismo y desarrollo, admirado por propios y extraños que en el futuro esta visto y considerado como una ciudad metropolitana.

Según Resolución Municipal Nº 001-93-MPLP/C se crea la Municipalidad Delegada del Centro Poblado de Castillo Grande, el mismo que en la actualidad y transcurrido once años presta los diversos servicios municipales a toda la población, el mismo que sobrepasa los 9 000 habitantes dentro del casco urbano y, de acuerdo a la nueva ley Orgánica de Municipalidades 27972 a la fecha el Centro Poblado se encuentra adecuado con la Ordenanza Municipal Nº 03-04-MPLP con sus atribuciones delegadas de prestar los servicios públicos entre otros.

La agrupación José Carlos Mariátegui que cuenta con 22 familias aproximadamente, se ve afectada en épocas de lluvias intensas (entre los meses de Octubre a Marzo) a inundaciones, ocasionando deterioro de sus viviendas. Lo cual no dan solución a este problema las autoridades, incluso hace poco ocurrió esto y se fueron los bomberos, observaron y ahí quedó, demostrando poco interés ante esto que aqueja a la población.

OBJETIVOS DEL PROYECTO:

OBJETIVO GENERAL:

• Analizar el desastre que ocasiona la Quebrada AURIC en la Agrupación José Carlos Mariátegui –Castillo Grande.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Elaboración de planos en planta , perfil longitudinal y secciones transversales de la Quebrada AURIC

• Determinación del caudal máximo de la quebrada en estudio.

• Proponer las posibles soluciones al problema existente en la zona.

• Realizar los costos básicos de la solución planteada.

BASES DEL PROYECTO

Características del entorno

• Ubicación:

Se encuentra ubicada en la Agrupación José Carlos Mariátegui .

Centro Poblado : Castillo Grande.

Distrito : Rupa – Rupa.

Provincia : Leoncio Prado

Región : Huánuco

Punto de referencia de la zona en estudio tenemos:

• Altitud: 661.7 m.s.n.m

• Vías de acceso

La vía principal es la carretera asfaltada Tingo María – Castillo Grande con una distancia de 1 Km. hasta EL EX RECREO El MUNDIALITO.

• Vía aérea:

En la jurisdicción del Centro Poblado de Castillo Grande se encuentra ubicado el Aeropuerto de Tingo Maria el mismo que esta paralelo a las Asociaciones de viviendas José Carlos Mariátegui, 25 de Enero, 15 de Agosto, Pantoja, Amazonas, Pinos y con la Av. José Carlos Mariategui e Iquitos, lado Este con una longitud de 2 100 x 130 MT.

• Vías fluviales

El Río Huallaga es navegable con botes y balsas hacia el norte.

El Río Monzón es navegable hasta el Centro Poblado de Cachicoto.

• Medios de comunicación

• Teléfono.

• Fax.

• Radio.

• Televisión.

• Internet.

• Satelital.

• Internet

Análisis de la cuenca vertiente:

• Climatología

El clima es cálido y húmedo, con precipitaciones que promedian 2,500 – 3,200 mm anuales, llegando hasta 5,500 mm anuales como máximo.

Con los datos de Temperatura media anual=23.3°C y Precipitación media anual = 3.079m.m se deduce que Tingo María es una zona de Clima Templado Húmedo con tendencia a Cálido Húmedo, cuyo rango de oscilación entre las máximas y mínimas, favorece el alto grado las condiciones de vida vegetal.

• Temperatura:

Según J. Pulgar Vidal la temperatura promedio en el distrito de Rupa Rupa es de 24°C.

En base a la información de las variaciones promedios mensuales, se observa que las variaciones son mínimas y en general muy similares.

En cuanto a los registros máximos extremos, las mayores temperaturas se alcanzan en Agosto y Octubre (30.9°C). El valor mínimo extremo se da en Julio (18.5°C)

• Humedad Relativa:

La humedad relativa varia considerablemente de acuerdo con la precipitación; entre Noviembre a Abril es de 79% y entre Junio a Octubre es de 76%.

• Precipitación:

Las lluvias que se presentan en esta zona son de tipo ciclónica y conectiva, los cuales se desarrollan en la mayoría de las veces en poco tiempo pero con gran intensidad.

La mayores precipitaciones se producen entre los meses de Noviembre y Abril, alcanzando un máximo extremo en Enero (450 mm) y los meses de menor precipitación son los meses de Mayo a Octubre alcanzando un mínimo en el mes de Agosto (183 a 200 mm)

• Presión Atmosférica:

Las variaciones promedios mensuales son mínimas, presentando al año dos épocas bien definidas. La primera comprende de Mayo a Septiembre con registros altos, con un máximo en Julio (708.8 mm) y otra en registros bajos desde Octubre a Abril, con un

Mínimo en Diciembre (702.6 mm)

• Fisiografía:

Por su ubicación en ceja de selva presenta una fisiográfica predominantemente de colinas con relieve ondulado quebradiza, con pendiente de 20 a 30%.

Pertenece a un bosque húmedo, pre-montano tropical.

• Geología:

El área de trabajo geológicamente esta constituido casi en su totalidad por piedra caliza con una pequeña capa superficial de materia orgánica lo cual se observa en toda el área de trabajo.

Morfología y dinámica del río

Según los aforos realizados hasta le fecha se obtuvo que los caudales de la Qbda Auric es de 0.94 m3/s en épocas de estiaje y 2.6 m3/s en épocas de máximas avenidas, este ultimo caudal es un evento que ocurre anualmente, según varios pobladores del lugar.

Propuesta de soluciones y antecedentes.

Debido a que la zona en estudio no cuenta con ninguna estructura que impida el desborde de la Quebrada siendo este importante para el mantenimiento de la zona urbana para evitar perdidas de las viviendas y algunas enfermedades. Se propone en este proyecto un estudio detallado de la zona para poder recomendar la medida de mitigación necesaria, ubicado en la parte posterior del ex – recreo El Mundialito, a media cuadra del PEAH. Lugar donde se encuentra la naciente subterránea de la quebrada Auri.

Antecedentes de las estructuras existentes y fenómenos presentados en la zona.

Hasta la actualidad siempre se dan casos de desborde de la Qbda Auri en dicha agrupación, los cuales llega a inundar en un 0.3% de la viviendas, cuando se dan precipitaciones intensas mas en los meses de Enero a Marzo, ocasionando molestias a dichos pobladores y un deterioro de sus viviendas e incluso trayendo enfermedades.

Análisis preliminar de la Amenaza, Vulnerabilidad , Riesgo y Capacidad

• AMENAZA

–La inundación de la Quebrada Auri .Con un caudal máximo de 2.6 m3/s con un periodo de retorno de 1 ano según encuesta realizada en dicho lugar.

Daños provocados en caso de darse la amenaza.

–Pérdida y deterioro de viviendas.

–Presencia de vectores (enfermedades)

Fuente generadora de la amenaza

– Quebrada Auric.

Frecuencia

–Las inundaciones se dan siempre que se presenta precipitaciones intensas (Octubre -Marzo).

Lugares o zonas más expuestas

Las viviendas que se encuentran en los alrededores de la quebrada.

Amenaza = Probabilidad en un periodo de tiempo, en este caso se evaluó en base a 10 años.

A = 0.1 / año

• VULNERABILIDAD

Vulnerabilidad social.-

–Calidad de empleo

Se dedican a trabajar en la agricultura, algunos comerciantes y entidades públicas.

-Calidad de educación

La población en edad escolar asiste a las escuelas o colegios de la ciudad de Tingo Maria.

-Calidad de salud

La población acude a la posta médica de Castillo Grande o a la sucursal del Hospital.

-Calidad de vivienda

Las viviendas son en su mayoría de concreto con sus respectivos títulos de propiedad.

Vulnerabilidad ambiental

-Traslado de desechos sólidos

Esta dado por el colector de basura de la municipalidad.

-Calidad del agua

Para determinar la calidad del agua se requiere de un análisis microbiológico.

Vulnerabilidad física

-Población

La población afectada son aproximadamente 110 personas

-Vivienda

El número de viviendas afectadas son 22 aproximadamente.

• RIESGO

El riesgo que corre la población de la zona en estudio esta dado en la época de lluvias, pero es necesario sustentarlo con un análisis de probabilidad de ocurrencias.

Riesgo = amenaza * vulnerabilidad * cantidad

= 0.1 *0.25(80000+72000+150000)+01*0.1(80000+72000+100000)

= S/. 10070

• CAPACIDAD

No existe ninguna medida de contingencia para prevenir las inundaciones.

Estudio Hidrologico

CALCULO DEL CAUDAL MAXIMO DE LA QUEBRADA AURIC POR VARIOS METODOS.

CUADRO DE INTENSIDADES MAXIMAS ANUALES

FUENTE: Estación Metereologica Jose Abelardo Quiñones

CUADRO DE CAUDALES MEDIOS ANUALES

Estos caudales fueron obtenidos mediante el uso de la Ecuación Racional.

Q = C.I.A / 360

Donde:

Q = Caudal m3/seg

I = Intensidad en mm/h

C = coeficiente de escorrentía (0.30)

A= Area de la cuenca has (79)

CUADRO DE CAUDALES MAXIMAS PARA TIEMPO DE RETORNO DE 10 y 20 AÑOS. (Método de Fuller)

Estos caudales fuerón obtenidos mediante el uso de la formula de Fuller para diferentes periodos de retorno dados.

Q = Qp (1 + 0.8 LOG T)

Qm = Q (1 + 2.63 / A0.3). (1 + 0.8 LOG T)

Donde:

Q = Caudal Máximo (m3/seg)

Qp= Descarga promedio anual

A = Area de la cuenca (Km2)

Qm= Descarga punta de riada máxima para una frecuencia dada

CUADRO DE CAUDALES MAXIMOS PARA TIEMPO DE RETORNO DE 10 y 20 (Método de Gumbell)

Estos caudales fueron obtenidos mediante el uso de la formula de Gumbell para diferentes periodos de retorno dados.

Qmax = Qm – ox/ on( yn- ln T)

Qd=Qmax ± AQ

?= 1-1/T si es mayor a 0.90 se usa:

AQ =±1.14 Ox/ On

Donde:

Qmax = Caudal de retorno por periodos de años

Qm = Caudal promedio

Qd = Caudal de diseño

Ox = Desviación estándar de la serie

Yn = valor medio esperada de la variable reducida

Y = variable reducida

On = desviación estándar de la variable reducida

AQ = Intervalo de confianza

N = número de años

Datos:

Yn = 0.4666 según tabla.

On = 0.8308 según tabla.

N = 5 años

AQ = ± 1.51

De donde:

DEL AFORO REALIZADO USANDO EL METODO AREA-VELOCIDAD SE OBTUVO.

Caudal = área * velocidad

Aplicando dicho caudal al método de Fuller para hallar caudales máximos para periodos de retorno dados se obtuvo:

De los diferentes métodos para determinar el caudal máximo de la Quebrada Auric, el que se aproxima más a la realidad es por el método racional obteniéndose un caudal máximo de 3.4 m3/s puesto que es más cercano al caudal que se obtuvo por el método del flotador.

VISTA EN PLANTA DE LA QUEBRADA AURIC

QUEBRADA AURIC EPOCA DE LLUVIA

CAUDAL MAXIMO DE LA QUEBRADA AURIC CON PERIODOS DE RETORNO DE 1 y 10 ANOS. (HEC RAS)

ESPECIFICACIONES TECNICAS.

• Datos generales:

• A (área de la cuenca) = 830 Ha (Arc View).

• L (longitud del cauce) = 108 m.

• S (pendiente del cauce)= 0.02 m/m

• Tiempo de concentración.

El Tiempo de Concentración se compone de dos sumandos:

El Tiempo de escorrentía.- Que es el tiempo que invierte la última gota de la primera lámina de lluvia caída que provoca escorrentía, en recorrer el terreno e introducirse en un imbornal de la red de drenaje urbano.

El Tiempo de recorrido: que es el tiempo que emplea la anterior gota de agua en desplazarse desde el mencionado imbornal hasta la sección de red de drenaje urbano considerada.

(California Culverts Practice 1942)

TC = 0.01(L3/H ) 0.385

TC = 4.45MINUTOS

(Giandiotti 1990)

TC = (4 A0.5 + 1.5 L) / 25.3 (L S) 0.5

TC =5.5 MINUTOS

Tc: tiempo de concentración, en horas.

A: área de la cuenca, en kilómetros cuadrados.

L: longitud del cauce principal, en kilómetros.

So: diferencia de cotas entre puntos extremos de la corriente sobre L, en m/m.

La duración de la lluvia se toma generalmente igual al tiempo de concentración de la cuenca, pues cuando ésta alcanza esta duración toda el área de la cuenca está aportando al proceso de escorrentía.

Se saca un promedio de los dos tiempos de concentración (Tc) que da como resultado

Tc = 4.975 minutos

• Determinación de la intensidad máxima ( I máx )

Los años de registro utilizados fueron de 14 años, tomando solo las precipitaciones mayores de cada año, la cual se produjo la mayor precipitación en 1993 (187.76 mm)

Intensidad máxima (I máx) para un periodo de retorno de 10 años (Fórmula citada por Vásquez – 2000)

IMAX = PTr / 24

Donde:

P = precipitación máxima

Tr = Tiempo de retorno (10 años)

IMAX = (187.60)*(10) / 24 = 78.1666 mm/hr

Tabla de valores para el coeficiente de escorrentía

Puede tener los siguientes valores:

Según la tabla citada, el coeficiente a utilizar para una zona sin vegetación con un suelo arcillo se encuentra en un rango de 0.20 a 0.80; tomando en consideración el relieve del suelo opto por un coeficiente de escorrentía de 0.30.

AMENAZA

Se procedió a realizar los cálculos por diferentes métodos empíricos y directos de los cuales se obtuvo el siguiente cuadro:

CAUDAL MAXIMO

caudal máximo de la Quebrada Auric , con el que desborda se de 2.6 por aforo y es por el método racional es de 3.4 m3/s

También se descartó los métodos que estaban solo en función del área ya que utilizan constantes obtenidas de máximas crecientes ocurridas en el mundo, dando valores de Q demasiado elevados.

Se optó por utilizar el método de Mac Math ya que nos arroja datos con tiempo de retorno para diseños de defensa ribereña y el resultado del Q se aproxima a las secciones medidas en campo.

Cálculo De Las Máximas Avenidas según Mac Math

Fórmula:

Q = 0.0091 C I A4/5 S1/5

Datos:

C = 0.20

A = 830

I= 78.166

S = 0.02

Q = 6.416 m3/seg.

Este caudal representa un valor para una frecuencia de cada diez años aproximadamente, luego por consideraciones de diseño éste se recomienda incrementarlo en un 80% más (Terán A., R. 1998)

Q =6.416 m3/seg. para un periodo de retorno de 10 años

Amenaza = 0.8