informe hidrologia torata 19 mar 2013
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425.63
425.58
374.56
374.51
323.45
323.4
272.4
272.35
187.28
187.23
102.12
102.07
85.07
68.02
0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013
Legend
WS Qm e = 34.82 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
Estudio Hidrológico para la Construcción y
Mejoramiento del Malecón Ribereño desde el
puente Torata a la calle Coronel Manuel de la Torre
del Distrito de Torata - Mariscal Nieto – Moquegua.
Municipalidad Distrital de Torata
Informe Final
Torata, Marzo del 2013
MBA Ing. Arturo Arroyo Ambía
CIP: 43424
Consultor en Proyectos de Ingeniería
Teléfono Nº 95 9091401
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Indice
1. Generalidades ……………………………………… 04 1.1 Introducción ……………………………….. 04 1.2 Antecedentes ……………………………….. 04 1.3 Objetivos ………………………………………. 05 1.4 Alcances ……………………………………… 06
2. Evaluación Hidrológica …………………………. 07 2.1 Descripción General de la Cuenca ………... 07
2.1.1 Ubicación y demarcación de la unidad hidrográfica ………………………….. 07
2.1.2 Ubicación y acceso de la zona del proyecto. 08 2.1.3 Clima ……………………………………. 09 2.1.4 Condiciones Geológicas: ………………… 09 2.1.5 Características Topográficas …………. 11 2.1.6. Suelos ……………………………………. 12
2.2 Aspectos Hidrográficos de la Cuenca …………. 13 2.2.1. Geomorfología ……………………………… 13 A) Generalidades ……………………………… 13 B) Condicionantes Físico Geográficas: …………. 14 C) Límite de la Microcuenca ………..………. 15 D) Área de la Microcuenca ………………………. 15 E) Forma de la Cuenca ………………………… 16
Coeficiente de Compacidad ………………… 16 Factor de Forma ……………………………… 17 Sistema de Drenaje ……………………………… 18 Tipos de Corrientes ……………………………… 18
F) Densidad de Drenaje ……………………….. 18 G) Curva Hipsométrica ……………………….. 20 H) Elevación Media de la Cuenca ………….. 21 I) Pendiente de la Cuenca y Pendiente del Cauce principal ……………………………… 22 2.2.2. Resumen de los Parámetros Geomorfológicos de la Microcuenca No Regulada 25
3. Análisis y Tratamiento de la Información
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Hidrometeorológica …………………………………………… 26 3.1 Evaluación Hidrológica ……………………………… 26 3.2 Análisis de la información Hidrométrica …………. 29 3.3 Análisis de Tormentas …………………………….. 29
3.3.1 Precipitación Máxima en 24 horas ………… 29 3.3.2 Intensidades de Lluvia ………………………. 30 3.3.4 Coeficientes de escorrentía …………………. 32
3.3.5 Caudales Máximos …………………………….. 32 3.4 Modelamiento Hidráulico HEC RAS …………. 35
4. Planteamiento del Sistema Hidráulico ………… 46 4.1 Introducción ……………………………….. 46 4.2 Definición del Eje de Encauzamiento …. 46 4.3 Altura del Muro de Encauzamiento ……….. 46 4.4 Velocidades de flujo para caudales máximos de diseño y caudales promedios anuales. ……… 47
5. Conclusiones ……………………………………… 48 6. Recomendaciones ……………………………….. 49 Anexos Anexo 1. Mapas Anexo 2. Parámetros Geomorfológicos e Hidrológicos de la Microcuenca No Regulada Río Otora.
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1. Generalidades
1.1 Introducción
En los tramos de los ríos que están cerca a las zonas urbanas casi siempre se
presentan problemas relacionados con peligro de inundación, uso inadecuado de
la faja marginal, contaminación de los márgenes del río, presión por ganar
mayores espacios, etc. Es por esa razón que surge la necesidad de plantear
proyectos que de alguna manera ayudan a resolver este tipo de problemas, como
son muros de encausamiento, intercambios viales, malecones, camineras,
ampliación de áreas verdes, etc. Que tienen como objetivo reducir los riesgos de
inundación, contaminación de los márgenes, descongestionamiento vehicular,
recuperación ecológica de la faja marginal, generación de más áreas verdes,
generación de mayores espacios para recreación, etc.
En este contexto es que, para poder elaborar los estudios de ingeniería hay la
necesidad de contar con estudios previos de Hidrología, que servirán para
determinar los caudales máximos de diseño, caudales medios, niveles máximos
de diseño, parámetros de velocidad, tipos de flujo, etc.,. Cabe señalar que en la
zona se tiene una subcuenca regulada y no regulada, y que para fines de este
estudio se ha calculado los parámetros para los dos casos, pero para los diseños
se ha tomado en cuenta los resultados obtenidos considerando el área no
regulada.
1.2 Antecedentes
La Municipalidad Distrital de Torata, mediante la Sub Gerencia de
Ordenamiento Rural Urbano, en el mes de julio del año 2010, elaboro el
estudio denominado “Reserva Faja Marginal Intangible de la Cuenca del río
Torata en el tramo progresiva 24+900 – 25+422 del proyecto construcción y
mejoramiento Malecón Ribereño del Distrito de Torata”.
El Estudio basado en la Ley General de Aguas 17752, tuvo por objeto disminuir
del riesgo potencial de deslizamientos en las zonas de topografía irregular,
originado por las máximas crecientes del río Torata, así como contar con libre
tránsito y crear áreas de uso público en los terrenos aledaños al rio Torata
hasta la proyección de la vía de acceso al malecón ribereño con la intersección
con la calle coronel la torre, mejorando la transitabilidad de las zonas que
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presentan topografía irregular y suelos erosionables; y evitar el asentamiento
poblacional en zonas correspondientes a los cauces en las máximas crecientes
del río Torata.
Este estudio no fue presentado, instruido, ni tampoco aprobado por la
Administración Local de Agua Moquegua ni por la Autoridad Administrativa del
Agua.
En el año 2012 el Ing. Derly Rozas Gainza elaboró el estudio denominado
“Estudio de delimitación de la faja marginal del rio Torata en el tramo de interés
(1.19 km), desde el Puente Torata hasta el Puente Canilay, de manera que
permita proponer ante la Autoridad Nacional del Agua la delimitación del cauce
y faja marginal del rio Torata de acuerdo con el “Plan de Desarrollo Urbano –
Rural 2006-2016” de la Municipalidad Distrital de Torata; de manera que
permita prever desastres naturales por desbordes del río e inundaciones, y
ejecutar de obras de desarrollo del pueblo de Torata, en armonía con la
preservación de sus fuentes naturales de agua.
1.3 Objetivos
El presente estudio tiene como objetivo calcular utilizando métodos estadísticos y
empíricos los caudales y niveles máximos de diseño, para diferentes períodos de
retorno y probabilidades de ocurrencia. Estos servirán de base para la elaboración
de los estudios de pre inversión e inversión y también para el momento de la
ejecución de la obra.
Para tal efecto se desarrollaron trabajos de campo y de gabinete referido a:
Determinación de las características físicas y climáticas de la microcuenca.
Análisis del comportamiento de las variables hidrológicas.
Determinación de los caudales medios y máximos de diseño.
Determinación de los niveles máximos de diseño para el cálculo de la altura
de las obras de encausamiento, obras de captación, puentes, etc.
Determinación de las velocidades de flujo de agua con caudales medios y
máximos para el control de erosión del piso y paredes del canal de
encausamiento.
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1.4 Alcances
Conforme a los Términos de Referencia, los alcances de los estudios a ser
realizados comprenden:
a) Estudio hidrológico.- Estudio hidrológico de la cuenca del río Torata, que
involucre la zona donde se construirá las obras de protección y
mejoramiento.
b) Simulación de los niveles máximos de agua en su situación actual y con la
construcción del canal de encausamiento que servirá para un mejor
funcionamiento hidráulico del mismo y una mejor protección de las obras de
encauzamiento y del puente.
c) Planteamiento hidráulico.- Definido el eje de emplazamiento del canal de
encausamiento, la ubicación de las obras de intercambio vial, etc. se
muestra las alturas de agua, velocidades de agua, y tipos de flujo para un
mejor diseño de todas las obras.
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2. Evaluación Hidrológica
2.1 Descripción General de la Cuenca
2.1.1 Ubicación y demarcación de la unidad
hidrográfica
Geográficamente el área de estudio está ubicada entre los paralelos 16°52’
Y 17°10’ de Latitud Sur y los meridianos 70°26’ y 70°58’ respectivamente de
Longitud Oeste. Políticamente se ubica en el Distrito de Torata, Provincia de
Mariscal Nieto, Departamento de Moquegua, Su delimitación es la
siguiente:
Por el Norte : Sub cuenca del río Huracane y Cuenca del río Tambo.
Por el Este : Sub cuenca del río Tumilaca (Afluente del río
Moquegua).
Por el Sur : Cuenca baja del río Moquegua – Osmore.
Por el Oeste : Cuenca del río Moquegua – Osmore.
La altitud de la microcuenca que origina los caudales en el río Torata oscila
entre los 2,000 y 3375 msnm. Considerando solamente la cuenca no
regulada.
El centro de gravedad de la microcuenca no regulada es 17° 2’37” latitud
Sur y 70°45’0.86” Longitud Oeste y una altura media de 3,375 msnm.
En la siguiente foto satelital, se muestra la ubicación de la microcuenda
regulada y no regulada.
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2.1.2 Ubicación y acceso de la zona del proyecto.
Torata se encuentra articulada por la carretera Interoceánica con una
distancia de 28 Km. a la ciudad más próxima Moquegua, así mismo se
encuentra atravesada por el rió Torata que dan origen a la cuenca del río
Moquegua y continua su curso hasta desembocar en el Océano Pacifico.
Desde Moquegua a Torata se llega a través de una carretera asfaltada
ondulante de 24 Km, y de Torata a Yacango se llega a través de una
carretera asfaltada ondulante de 3.5 km.
El lugar donde se ubicarán las obras está entre los 2,164.02 m y 2,204.73
msnm.
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2.1.3 Clima
El clima de la zona es frígido del tipo puna, siendo bien marcadas las
variaciones de la temperatura entre el día y la noche, la temperatura
mínima promedio es de -4.2 ºC, y la máxima es de 21.4 ºC.
Según los datos analizados se definen dos estaciones bien marcadas:
Estación sequía meses Abril a Noviembre
Estación de avenidas meses de Diciembre a Marzo
Las precipitaciones a lo largo del tiempo son muy variables, mostrándose
las épocas de avenida marcada y de sequía.
2.1.4 Condiciones Geológicas:
Lito estratigrafía
En el área de estudio, afloran rocas volcánicas del grupo Toquepala (KTi-T)
(Volcánico Paralaque, Formación Inogoya y Formación Huaracane). Las
rocas más antiguas que afloran en el área de estudio corresponden a la
Formación Huaracane, se trata de rocas volcánicas -flujos riolíticos de color
pardo claro, aglomerados volcánicos blanquecinos- que afloran cerca de la
localidad de Torata. En el río Quele y a unos 5 Km. al nor-oeste de Torata
(carretera binacional), aflora una secuencia de rocas volcánicas (Formación
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Paralaque), se trata de derrames de andesitas, riolitas y dacitas, de colores
marrón y rosa claro. Los derrames y piroclastos se presentan estratificados
en bancos de hasta 10 m de grosor, los cuales en las laderas de las
quebradas y cortes de carretera forman farallones escarpados que son
propensos a derrumbes y deslizamientos por su fuerte fracturamiento y la
disposición vertical de los planos de diaclasas que en sectores son
paralelos al talud de corte de la carretera. Encima de esta serie, se han
distinguido relictos de la Formación Moquegua (Ts- Mo), los cuales afloran
en la quebrada de El Mirador Turístico y en algunos otros lugares como en
Coplay. Se trata de lodositas rojas masivas (sin estratificación aparente),
fácilmente intemperizables; al liberarse de la presión litostatica se relajan
disgregándose en pocos minutos en forma esferoidal ,son altamente
dispersivas (licuables). Sobre esta formación, en el sector de Sabaya, Cruz
del Siglo y Cerro Baúl, afloran las tobas de la formación Huaylillas, de
composición dacítica y riolítica, de color gris claro, textura afanítica, porosas
y algo blandas al golpe. Se reconocen por lo menos un banco cuyo espesor
es del orden de 10 metros.
Depósitos cuaternarios.
Entre los depósitos cuaternarios se han diferenciado los siguientes:
a) Depósitos aluviales-fluvioglaciares (qr-fgl)
b) Depósitos aluvionales (qr-al)
c) Depósitos coluviales (qr-co)
d) Depósitos fluviales (qr-fl)
Geología estructural:
En el área de estudio se han detectado varias fallas, integrantes del sistema
de fallas Incapuquío. Clasificada como falla de tipo desgarre, la falla
principal de este sistema tiene una dirección predominante N45ºO y es de
desarrollo regional, está asociada con otras fallas, algunas son más o
menos paralelas y en otros casos constituyen ramificaciones que se
desprenden de la principal con ángulos de 30º a más, por lo cual es
conveniente denominarlas sistema de fallas Incapuquío. Se supone que la
notable escarpa de rumbo este-oeste que se halla inmediatamente al norte
de la ciudad de Moquegua, delante de la línea de los cerros Los Ángeles,
Estuquiña y Huracane, representa la continuación de la falla Incapuquio,
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pues su posición y dirección coinciden con el alineamiento de la falla.
a) Falla Otora.
Entre los parajes de Otora y Porobaya se ha mapeado una falla de rumbo
nortesur, que
afecta a rocas del volcánico Paralaque. En general, la posición de la falla
coincide con
el frente del gran escarpamiento que se levanta inmediatamente al este de
la línea
Torata Paralaque-Otora.
b) Falla Micalaco
El rumbo de esta falla es aproximadamente paralelo al rumbo andino, es
decir NW-SE.
Se presenta hacia el sur el cerro Mejía, se proyecta por Yacango y continúa
hacia el cerro San Miguel.
c) Falla Torata
Esta falla que cruza el río Torata, se manifiesta por la presencia de zonas
de brecha, escarpas alineadas, y en donde ocurren parte de los
deslizamientos que se describen en el presente informe; Cruz del Siglo,
Jorge Chávez, etc. Esta falla presenta por lo
menos dos ramales tipo “plumage”, uno de los cuales, se emplaza
adyacente al cerro del mirador turístico; se pone en evidencia por un evento
hidrotermal que ha dado origen a un yacimiento de Onix. Las fallas
indicadas son de edad pre-Moquegua y son las que dan origen a la
depresión estructural Torata (geodinámica endógena) sobre la cual
actuaron la erosión fluvial, pluvial, deslizamientos en masa, y la actividad
antrópica (geodinámica exógena) que ha construido el actual relieve.
2.1.5 Características Topográficas
El área de estudio presenta una topografía variada; los Centros poblado
urbanos y rurales de Torata se encuentran al borde de llanura costanera
casi al límite del flanco andino. Estas zonas se caracterizan por sus
terrenos llanos y áridos fuertemente disectados por quebradas.
Pueblo de Torata se encuentra a 2,012msnm, en un área de pendiente
relativamente alta, con dirección Nor – Este. En épocas de avenidas el río
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Torata desarrolla llanuras de inundación erosión lateral, en donde las
terrazas en algunos de los casos no ofrecen un marcado desnivel con
relación a, cauce del río y en otros casos son erosionados fácilmente
debido a estar constituidos por materiales no consolidados, sueltos (gravas,
arenas, material fino).
Producto de la intensa erosión lineal se da lugar a los valles juveniles en
forma de “V”, cerrados, de laderas empinadas, angostas y profundas. El
área de estudio presenta una topografía variada; y se encuentra al borde de
la llanura costanera casi al límite del flanco andino. Estas zonas se
caracterizan por sus terrenos llanos y áridos fuertemente disectados por
quebradas. Se encuentra a 2.012 msnm, en un área de pendiente
relativamente alta, con dirección Nor- Este, la zona central se encuentra
circundada en todo su perímetro por su valle; y por cerros en sus extremos.
El rio Torata es el que irriga el valle, el caudal está regulado por el dique de
derivación construido por la empresa minera de Cuajone.
2.1.6. Suelos
La zona en estudio está constituida en la formación Moquegua y comprende
una serie de capas continentales, compuestos por arcillas, areniscas,
conglomerados y areniscas tufàceas.
El valle, está colmatado por depósitos cuaternarios aluviales y fluviales, que
constituyen las terrazas aluviales y acumulaciones del cauce.
El manto aluvial se compone de cantos redondos, sub angular y angulosos
de toda clase de roca de colores morado, pardo, negro, etc.; de 5 a 30 cm,
englobados en una matriz arcillo arenosa. Aisladamente se observan lentes
de areniscas y tufos depositados superficialmente de color pardo rojizo y
forma de lomadas suaves.
A los depósitos fluviales, corresponden las gravas areniscas y arcillas que
están en proceso de transporte y deposición, desde bloques gruesos hasta
arcillas, con predominio de conglomerados y arenas en forma de bancos de
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gravas o pequeñas playas de arenas a lo largo del lecho de los ríos. Los
depósitos coluviales inmediatos a sus márgenes, ligeramente más altos,
son utilizados como terrenos de cultivo. Durante el período de avenidas,
parte de estos terrenos, que corresponden al piso de valle, son a veces
parcialmente inundados por el río, renovándose el transporte y la
sedimentación.
2.2 Aspectos Hidrográficos de la Cuenca
2.2.1. Geomorfología A) Generalidades
El valle de Torata tiene suelos con pendientes suaves, con una topografía
desde leve a fuerte. En algunos lugares presenta quebradas accidentadas
que en algunos casos dan lugar a riachuelos en épocas de avenidas. La
campiña de Torata presenta una gran diversidad de pisos ecológicos, así
como zonas de terreno llano a las partes bajas de los cerros.
La geomorfología básicamente está conformada por depresiones profundas
en forma de “V“ con laderas muy inclinadas, labradas en rocas
generalmente volcánicas, donde los río discurren por cauces que siguen
controles estructurales y litológicos. Las profundidades son variables y por
lo general en los cauces se encuentran materiales rocosos provenientes de
la remoción en masa de los flancos, influenciada por la presencia de
deslizamientos y derrumbes.
El área de estudio ha sido objeto de un reconocimiento de campo orientado
a identificar los principales rasgos geomorfológicos generados por la
geodinámica endógena, exógena, y antrópica, para comprender la actual
configuración del relieve y advertir su evolución futura y los peligros
geológicos consecuentes. Los rasgos topográficos que expresan la energía
modeladora de origen endógeno,(tectónica de placas, vulcanismo,
sismos),son las fallas tectónicas, y su expresión topográfica - escarpes de
falla, fosas o depresiones, valles estructurales, terrazas constructivas-,
están representados en el área de estudio por la Depresión Estructural de
Torata, configurada por el sistema de fallas Incapuquio,(fallas Torata, Otora,
Micalaco y otras paralelas) que han dado origen a las terrazas estructurales
o constructivas de Sabaya, Ilubaya, Torata Alta, el Mirador; el valle del río
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Torata encañonado , entre escarpes de falla.
Colinas Disectadas
Las colinas cercanas al flanco de la cordillera occidental tienen superficie
ondulada y se encuentran profundamente disectadas por numerosas
quebradas que originan diversos tipos de drenaje según la naturaleza de las
rocas y varían su comportamiento en función a procesos
hidrometereológicos, que inducen a generar arrastre de materiales
sedimentarios producto de efectos erosivos.
Flanco Andino Occidental
Morfología originada por procesos endógenos donde es posible observar
formaciones rocosas deformadas por plegamientos y callamientos,
actualmente son fuertemente erosionadas por los procesos naturales
presentando relieves de altas pendientes.
Superficie de Flujos Piroplasticos
Son superficies suaves a moderadamente inclinadas muy disectadas debido
a su naturaleza litológica, mayormente constituida por tobas.
Complejos de Conos Volcánicos
Están constituidos por aparatos volcánicos (derrames) originadas por un
mecanismo efusivo explosivo determinando los flujos pirocásticos, caídas de
cenizas, coladas de lava que han formado estructuras complejas los que
posteriormente han sido modificados por acción glacial.
Depósitos Superficiales
Agrupa formaciones recientes constituidas por materiales no consolidados,
producidos por meteorización y erosión de terrenos pre-existentes y la
posterior acumulación de sedimentos.
B) Condicionantes Físico Geográficas:
La presencia de estos ecosistemas en el soporte ambiental de Torata ha
determinado las características físicas y geográficas de la ciudad, en donde
resaltan sus condiciones climáticas, el constante peligro natural a la que
está expuesta y, sobretodo, la alta fragilidad ambiental de su entorno
inmediato. Estas condiciones preexistentes e independientes de las
acciones del hombre, están interactuando sobre el espacio construido,
originando fenómenos que están contribuyendo a la creciente degradación
ambiental que Torata viene experimentando.
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Consideramos datos obtenidos de dos centros metereológicos el de Mina
Cuajone y la estación de Yacango.
Las características físicas y funcionales de una cuenca hidrográfica pueden
ser definidas como los diversos factores que determinan la naturaleza de la
descarga del curso de agua. El conocimiento de esas características, para la
Microcuenca en estudio, es muy importante por las siguientes razones:
1. Para establecer comparaciones con otras cuencas o microcuenca
hidrográfica,
2. Para interpretar de forma clara los fenómenos pasados,
3. Para efectuar previsiones de descarga de las quebradas.
Estos factores, que determinan la naturaleza de descarga de los ríos,
pueden ser agrupados en factores que dependen de las características
físicas y de uso de la cuenca hidrográfica o factores fisiográficos y factores
que dependen del clima, factores climáticos.
C) Límite de la Microcuenca
El límite de una cuenca está definido por una línea formada por los puntos
de mayor nivel topográfico, llamada divisoria (Divorium Aquorum), que divide
las precipitaciones que caen en cuencas vecinas y que encamina la
escorrentía superficial resultante para el cauce o quebrada principal del Rio
Torata. La divisoria sigue una línea rígida alrededor de la Microcuenca Rio
Torata, atravesando el curso de agua solamente en el punto de salida en
nuestro caso la zona de la ciudad de Yacango y uniendo los puntos de cota
máxima entre otras cuencas.
D) Área de la Microcuenca
El área de la Microcuenca o área de drenaje es el área plana (proyección
horizontal) comprendido dentro del límite o divisoria de aguas y tiene un
valor de 77.22 Km2. El área de la Microcuenca es el elemento básico para el
cálculo de las otras características físicas y se ha expresado en Km2. Es
importante mencionar que Microcuencas hidrográficas con la misma área
pueden tener comportamientos hidrológicos completamente distintos en
función de los otros factores que intervienen.
16
E) Forma de la Cuenca
La forma superficial de una cuenca hidrográfica es importante debido a que
influye en el valor del tiempo de concentración, definido como el tiempo
necesario para que toda la cuenca contribuya al flujo en la sección en
estudio, a partir del inicio de la lluvia o, en otras palabras, tiempo que tarda
el agua, desde los límites de la cuenca, para llegar a la salida de la misma.
Existen varios índices utilizados para determinar la forma de las cuencas,
buscando relacionarlas con formas geométricas conocidas; así el coeficiente
de compacidad la relaciona con un círculo y el factor de forma con un
rectángulo.
Coeficiente de Compacidad
Conocida también como el índice de Gravelius (Kc) es la relación entre el
perímetro de la cuenca y el perímetro equivalente de una circunferencia, que
tiene la misma área de la cuenca, es decir:
Este coeficiente es un número adimensional que varía con la forma de la
cuenca, independientemente de su tamaño; cuanto más irregular es la
cuenca, mayor será el coeficiente de compacidad.
Un coeficiente mínimo igual a la unidad correspondería a una cuenca
circular. Si los otros factores fueran iguales, la tendencia para mayores
caudales, en la cuenca, será más acentuada cuando el coeficiente sea más
próximo a la unidad. En el presente estudio, el coeficiente de compacidad de
1.80 indica que la microcuenca es de forma alargada y por lo tanto los
tiempos de concentración de los diferentes puntos de la microcuenca son
diferentes lo que conlleva a una mayor posibilidad de que no se presenten
caudales picos, por la irregularidad de la forma de la cuenca, se reducen las
probabilidades de que sean cubiertas en su totalidad por una tormenta.
A
P
R
PKc 28.0
2
Donde:
Kc: Coeficiente de Gravelius
17
P: 56.53 Km. (Perímetro de la Cuenca en Km.)
A: 77.22 Km2. (Área de la Cuenca en Km2.)
R: Radio de un área circular equivalente al área de la cuenca (Km).
Kc=1.80
Kc>1, forma alargada
Factor de Forma
El factor de forma es la relación entre el ancho medio y la longitud axial de la
cuenca. La longitud axial de la cuenca se mide siguiendo el curso del agua
más largo desde la desembocadura hasta la cabecera más distante en la
cuenca. El ancho medio se obtiene dividiendo el área de la cuenca por la
longitud de la cuenca.
El factor de forma constituye otro índice indicativo de la mayor o menor
tendencia de avenidas en la microcuenca. Una cuenca con un factor de
forma bajo está menos sujeta a inundaciones que otra del mismo tamaño
pero con mayor factor de forma. Esto se debe al hecho de que en una
cuenca estrecha y larga, con factor de forma bajo, hay menos posibilidad de
ocurrencia de lluvias intensas cubriendo simultáneamente toda su extensión;
y también la contribución de los tributarios alcanza el curso de agua principal
en varios puntos a lo largo del mismo, alejándose, por lo tanto, de la
condición ideal de la cuenca circular donde la concentración de todo el flujo
de la cuenca se da en un solo punto. El factor de forma de la microcuenca
en estudio se ha estimado en 0.24.
Donde:
Ff: Factor de Forma
B: 4.028 Km (Ancho Medio, relación entre el área de la cuenca por la
longitud de la cuenca en (Km).)
A: 77.22 Km2 (Área de la Cuenca en (Km2).)
18
L: 17.96 Km (Longitud de la Cuenca (Km).)
Ff = 0.24, lo cual indica que hay una muy baja tendencia a concentrar
las intensidades de lluvia y tener una tormenta intensa.
Sistema de Drenaje
El sistema de drenaje de la Microcuenca No Regulada del rio Torata
está constituido por el escurrimiento de aguas de lluvia aguas debajo de
la presa existente. Esta presa divide la cuenca en un área Regulada y
otra No Regulada de 77.22 Km2 que es el área aportante.
Tipos de Corrientes
Una manera comúnmente usada para clasificar los cursos de agua es
tomar como base la permanencia del flujo con lo que se determina tres
tipos: Perennes, Intermitentes y efímeros de lo observado en la cuenca
del rio Torata podemos definir que las dos modalidades de aporte son
de orden perenne, tanto en la que se observa el escurrimiento superficial
como en el escurrimiento por infiltración.
F) Densidad de Drenaje
Una buena indicación del grado de desarrollo del sistema de drenaje, de la
Microcuenca, está dada por el índice llamado densidad de drenaje Dd. Este
índice está expresado por la relación entre la longitud total, (L), de los cursos
de agua (sean estas efímeras, intermitentes o perennes) de la Microcuenca
y el área total (A):. Para el presente estudio el valor de densidad de drenaje
es 0.92, que da una indicación de la moderada eficiencia de drenaje de la
Microcuenca.
El relieve de la cuenca hidrográfica tiene gran influencia sobre los factores
meteorológicos e hidrológicos, pues la velocidad de la escorrentía superficial
es determinada por la pendiente de la cuenca, mientras que la temperatura,
la precipitación, la evaporación y otras variables meteorológicas son
funciones de la altitud de la cuenca. Es muy importante, por lo tanto, la
determinación de las curvas características del relieve de la Microcuenca en
estudio.
19
Donde:
Dd: Densidad de Drenaje
L: 71.37 Km (Longitud de la Cuenca (Km).)
A: 77.22 Km2 (Área de la Cuenca en (Km2).)
Dd=0.92, lo cual da una idea del grado de cobertura que existe en la
microcuenca.
20
G) Curva Hipsométrica
Es la representación gráfica del relieve medio de una cuenca. Representa el
estudio de la variación de la elevación de las diferentes superficies de la
cuenca con referencia al nivel medio del mar. Esta variación puede ser
indicada por medio de un gráfico que muestra el porcentaje del área de
drenaje que existe por encima o por debajo de las diferentes elevaciones o
cotas.
Fuente: Elaboración Propia.
21
Fuente: Elaboración Propia.
H) Elevación Media de la Cuenca
La variación de la altitud y la elevación media de una cuenca son, también,
importantes por la influencia que ejercen sobre la precipitación, sobre las
pérdidas de agua por evaporación y transpiración y, consecuentemente,
sobre el caudal medio. Variaciones grandes de altitud conllevan diferencias
significativas en la precipitación y la temperatura media, la cual, a su vez,
causan variaciones en la evapotranspiración. Los resultados indican que la
altitud media de la microcuenca es de 3,345.69 msnm.
Donde:
Em: Elevación Media [msnm]
e: Elevación Media Entre dos Contornos (m).
a: Área entre dos Contornos[Km2]
22
A: Área de la Cuenca en [Km2].
Em=3,345.69 msnm.
Altura (m) AREA (m2)
Area (km2)
entre dos
contornos 'a'
Elevacion
Media entre
dos
contornos a x e
2000
2200 81,160 0.08 2,100 170
2400 2,536,999 2.54 2,300 5,835
2600 4,644,644 4.64 2,500 11,612
2800 5,703,223 5.70 2,700 15,399
3000 4,007,427 4.01 2,900 11,622
3200 7,513,060 7.51 3,100 23,290
3400 15,020,320 15.02 3,300 49,567
3600 14,631,745 14.63 3,500 51,211
3800 10,376,674 10.38 3,700 38,394
4000 6,174,976 6.17 3,900 24,082
4200 4,536,120 4.54 4,100 18,598
4400 1,994,783 1.99 4,300 8,578
77.22 258,358
ELEVACION MEDIA
Em=258,358/77.22 3345.69 msnm
I) Pendiente de la Cuenca y Pendiente del Cauce
principal
La pendiente de la cuenca controla en buena parte la velocidad con que se
da la escorrentía superficial, afectando por lo tanto el tiempo que lleva el
agua de la lluvia para concentrarse en los lechos fluviales que constituyen
la red de drenaje de la microcuenca. La magnitud de los picos de avenida y
la mayor o menor oportunidad de infiltración y susceptibilidad de erosión de
los suelos dependen de la rapidez con que ocurre la escorrentía sobre los
suelos de la cuenca.
El agua de lluvia se concentra en los lechos fluviales después de escurrir
por la superficie de la microcuenca en dirección al cauce principal. La
pendiente del curso de agua influye en los valores de descarga de un río de
forma significativa, pues la velocidad con que la contribución de la cabecera
23
alcanza la salida depende de la pendiente de los canales fluviales. Así,
cuanto mayor la pendiente, mayor será la velocidad de flujo y más
pronunciados y estrechos los hidrogramas de avenidas.
A continuación se presentan los valores representativos de los parámetros
geomorfológicos de la microcuenca en estudio:
CRITERIO DE ALVORD
S = ( D1x l1 + D2 x l2 + D3 x l3 +..... + Dn x ln ) / A
Cota N° D (m) D(Km) L (m) L (Km) Di x Li
2200 1 200 0.20 948.39 0.95 0.1897
2400 2 200 0.20 8,480.13 8.48 1.6960
2600 3 200 0.20 13,183.45 13.18 2.6367
2800 4 200 0.20 10,798.94 10.80 2.1598
3000 5 200 0.20 13,259.25 13.26 2.6519
3200 6 200 0.20 23,217.72 23.22 4.6435
3400 7 200 0.20 33,271.83 33.27 6.6544
3600 8 200 0.20 27,767.97 27.77 5.5536
3800 9 200 0.20 14,306.07 14.31 2.8612
4000 10 200 0.20 8,161.86 8.16 1.6324
4200 11 200 0.20 3,459.75 3.46 0.6920
156.855 31.371
A = 77,221,132 m2
A = 77.221 Km2
S = ( D x L ) / A
S = 0.406
S = 40.62 %
24
CRITERIO DE HORTON
Linea de
Reticulado
Nx Ny Lx Ly Lx Ly
1 0 3 3337.26 0 3.33726
2 4 7 3076.5 3664.89 3.0765 3.66489
3 18 8 17814.51 3876.86 17.81451 3.87686
4 6 10 9922.02 3882.26 9.92202 3.88226
5 14 3935.6 0 3.9356
6 8 4228.61 0 4.22861
7 8 4626.24 0 4.62624
8 3 1507.08 0 1.50708
9 3 1893.76 0 1.89376
10 601.92 0 0.60192
24 54 27.73653 24.55233
Desnivel Constante entre curvas D 0.2 Km
Número de Intersecciones N N=Nx+Ny 78
Longitud Total de Reticulado L L=Lx+Ly 52.28886 Km
Sec θ 1.57
Sc Sc=NDSecθ/L 0.46839805
Sc 46.84 %
Intersecciones y Tangencias
Long. Lineas del Reticulado
(m)
Long. Lineas del
Reticulado (Km)
CRITERIO DE NASH
Intersección
N°
Distancia
Minima (m)
Distancia
Minima
(Km)
Pendiente S
intersección
S=D/Dist. Mín
Eliminados
("m")
X Y
1 1 3 709.22 0.71 0.28 0
2 1 4 1123.22 1.12 0.18 0
3 2 3 661.16 0.66 0.30 0
4 2 4 444.53 0.44 0.45 0
5 3 3 231.32 0.23 0.86 0
6 3 4 2274.75 2.27 0.09 0
7 4 3 254.14 0.25 0.79 0
8 4 4 3142.14 3.14 0.06 0
9 5 3 366.56 0.37 0.55 0
10 5 4 2748.69 2.75 0.07 0
11 6 3 173.59 0.17 1.15 0
12 7 3 1263.60 1.26 0.16 0
13 9 2 0.00 0.00 0.00 1
14 10 2 2698.61 2.70 0.07 0
Σ 5.02 1
D 0.2 km
m 1 Eliminads
N 14 Total intersecciones
Sc ΣS/(N‐m)
Sc 0.3860
Sc 38.6 %
Coordenadas
Desnivel entre Curvas de Nivel
25
PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE PRINCIPAL
METODO ECUACION TAYLOR SCHWARZ
PTO LONGITUD (m) LONGITUD(Km) ALTITUD DESNIVEL (M) S 1/ S^0.5
1 450.07 0.45 2200 200 0.44437532 1.500116662
2 3414.18 3.41 2400 200 0.05857922 4.131694568
3 2020.4 2.02 2600 200 0.0989903 3.178364359
4 891.46 0.89 2800 200 0.22435106 2.111231868
5 2735.92 2.74 3000 200 0.07310155 3.698594328
6 5034.96 5.03 3200 200 0.03972226 5.017449551
7 4255.17 4.26 3400 200 0.04700165 4.612575203
8 835.35 0.84 3450 50 0.05985515 4.087419724
19637.51 19.63751 28.33744626
0.07970
S = 7.97%
2.2.2. Resumen de los Parámetros Geomorfológicos de la
Microcuenca No Regulada
Área de la Cuenca (Km2) 77.22
Perímetro de la Cuenca (Km) 56.53
Longitud del Cauce Principal (Km) 19.54
Cota máxima (msnm) 3450
Cota mínima (msnm) 2200
Altitud media de la cuenca (Curva Hipsométrica) 3,375
Desnivel máximo (m) 1,450
Factor de Forma 0.22
Pendiente Media de La cuenca (m/m) 0.42
Coeficiente de Compacidad 1.80
Longitud Total del Cauce (Km) 71.37
Densidad de Drenaje 0.92
26
3. Análisis y Tratamiento de la información
Hidrometeorológica.
3.1 Evaluación Hidrológica El valle de Torata tiene tres micro cuentas : Rió Torata , rió Tumilaca , y rió Otora
con afluentes y a portantes en todo su recorrido de cada uno de ellos del mismo
modo se tiene una gran cantidad de manantiales en todo el área territorial de
Torata , se caracteriza por contar con los principales acuíferos del Tinajones y
Capillune, que dan origen a la cuenca del rió Moquegua , presenta un régimen
hidrológico bien marcado durante los meses de Enero , Febrero y marzo ,
produciendo ciclos hidrológicos que favorecen la flora y la fauna silvestre de esta
zona por ello durante todo el año contamos con un clima favorable y vegetación
permanente dándole El río Torata da origen al río Moquegua, conocido también
como Osmore, en su confluencia con los ríos Huaracane y Tumilaca. La sub
cuenca hidrográfica del río Torata, hasta la cabecera del valle de Moquegua
(Sector Estuquiña), cubriendo un área de drenaje de 342.19 KM2 cuenca regulada
y no regulada, y 77.22 KM2 como cuenca No Regulada, geográficamente se ubica
en el Departamento de Moquegua, al sur del Perù, entre los paralelos 16º47´ Y
17º11´ de latitud Sur y entre los meridianos 70º26´ y 70º 50´ de longitud Oeste. Su
delimitación es la siguiente:
Por el Norte : Sub cuenca del río Huracane y Cuenca del río Tambo.
Por el Este : Sub cuenca del río Tumilaca (Afluente del río Moquegua).
Por el Sur : Cuenca baja del río Moquegua – Osmore.
Por el Oeste : Cuenca del río Moquegua – Osmore.
En la parte superior de la sub cuenca se observan picos que alcanzan más de
5.500 m.s.n.m., y la presencia de dos cordilleras paralelas en medio de las cuales
hay un gran altiplano a elevaciones que varían de los 4,000 a 4,500 m. El río ha
cortado hondos cañones en su descenso del altiplano y en algunas porciones las
pendientes son tan
fuertes que se producen rápidos torrenciales. En la parte inferior la subcuenca es
escarpada, de fondo profundo y fuertes pendientes.
27
El río Torata se origina en la Pampa Titijones, principalmente por las
precipitaciones que caen en esta zona y recargan los bofedales que originan el
nacimiento del río. Recibe también un pequeño aporte de los deshielos de la
cordillera en la zona de Titijones. Las aguas discurren por la quebrada del mismo
nombre y aguas abajo recibe aguas de recuperación procedentes de las
filtraciones que se producen en las partes más altas de la sub cuenca.
Para la determinación de los caudales de escorrentía se partió de la aplicación de
métodos empíricos como el método de Mac Math y el Método Regionalizado de
Mac Math.
El Objetivo del análisis hidrológico está orientado a la determinación de los
caudales de máximas avenidas en el rio de la zona.
En base a la delimitación de la subcuenca sobre las Cartas Nacionales Esc. 1/100
000 (34-U, 35-U, 34-V, 35-V), se ha determinado un área de la proyección
horizontal de la subcuenca del rio Torata desde su formación de altas cumbres
hasta el puntos de interés en el “Puente Canilay” frente al poblado de Torata.
Fisiografía de la subcuenca del rio Torata:
La Subcuenca del rio Torata por razones técnicas - operativas existentes con
relación a la gestión del agua, se ha bifurcado en dos subcuencas menores: (1) La
Subcuenca desde su formación hasta dique de la empresa SPCC y (2) La
Subcuenca regulada por el Dique SPCC hasta el punto de interés Punete Canilay.
El siguiente Cuadro muestra los valores de los parámetros fisiográficos obtenidos,
los que son útiles para caracterizar la subcuenca del rio Torata y obtener
indirectamente los valores de las máximas avenidas:
28
RESUMEN DE LOS PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LA
MICROCUENCA TOTAL (REGULADA + NO REGULADA)
Área de la Cuenca (Km2) 342.19
Perímetro de la Cuenca (Km) 127.58
Longitud del Cauce Principal (Km) 48.98
Cota máxima (msnm) 4750
Cota mínima (msnm) 2200
Altitud media de la cuenca (Curva Hipsométrica) 4,309.14
Desnivel máximo (m) 2,550
Factor de Forma 0.24
Pendiente Media de La cuenca (m/m) 0.30
Coeficiente de Compacidad 1.95
Longitud Total del Cauce (Km) 297.59
Densidad de Drenaje 0.87
RESUMEN DE LOS PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LA
MICROCUENCA NO REGULADA
Área de la Cuenca (Km2) 77.22
Perímetro de la Cuenca (Km) 56.53
Longitud del Cauce Principal (Km) 19.54
Cota máxima (msnm) 3450
Cota mínima (msnm) 2200
Altitud media de la cuenca (Curva Hipsométrica) 3,375
Desnivel máximo (m) 1,450
Factor de Forma 0.22
Pendiente Media de La cuenca (m/m) 0.42
Coeficiente de Compacidad 1.80
Longitud Total del Cauce (Km) 71.37
Densidad de Drenaje 0.92
29
3.2 Análisis de la información Hidrométrica
El régimen de los ríos en general de cuenca Moquegua son es irregular y
torrentoso. Existe una estación Hidrométrica sobre el rio Torata, denominada
Ichupampa y que ha medido las descargas casi sin interrupciones desde enero de
1975 hasta 1999 en que se construyo la Presa Toara por lo que quedo
desactivada. Esta estación controla un área de drenaje de 257 km2, pero no ha
sido incluida en el análisis hidrológico considerando su poca confiabilidad por la
carencia de instrumental de aforos.
La falta de información hidrométrica necesaria para el estudio, ha determinado que
el análisis hidrológico no presente el grado de precisión requerido para este tipo
de estudio, y si bien se ha efectuado correcciones para subsanar la diferencia de
la misma, estas por su carácter teórico o de otras realidades deben ser aceptadas
con las restricciones correspondientes.
3.3 Análisis de Tormentas
Para este tipo de proyectos se requiere hacer un análisis de caudales máximos, y
por ende un análisis de tormentas. Así mismo se tomará en cuenta los caudales
medios como parámetro que definirá el uso mayor del sistema de encausamiento,
puesto que el flujo considerando el caudal máximo da velocidades muy grandes,
que solo se presentarán de manera muy puntual y en un tiempo muy corto, en
cambio las velocidades calculadas tomando en cuenta los caudales medios será la
situación de funcionamiento más frecuente.
3.3.1 Precipitación Máxima en 24 horas
Para el cálculo de la precipitación máxima de 24 horas que servirá para la
generación de caudales de diseño se ha tomado en cuenta las
precipitaciones máximas de 24 horas de tres estaciones meteorológicas
más cercanas a la cuenca del río Torata, siendo estas: Otora, Carumas y
Quinistaquilla. Siendo los registros los siguientes:
30
3.3.2 Intensidades de Lluvia
Se recurrió al principio conceptual, referente a que los valores extremos de
lluvias de alta intensidad y corta duración aparecen, en la mayoría de los
casos, marginalmente dependientes de la localización geográfica, con base
en el hecho de que estos eventos de lluvia están asociados con celdas
atmosféricas las cuales tienen propiedades físicas similares en la mayor
parte del mundo.
Para el cálculo de las intensidades máximas se utilizó a partir de las lluvias
máximas en base al modelo de Dick y Peschke (Guevara, 1991). Este
modelo permite calcular la lluvia máxima en función de la precipitación
máxima en 24 horas. La expresión es la siguiente:
25.0
24 1440
dPP hd
Donde:
Pd = precipitación total (mm)
d = duración en minutos
P24h = precipitación máxima en 24 horas (mm)
La intensidad se halla dividiendo la precipitación Pd entre la duración.
ALTITUD PRECIPITACIONMEDIA Max. De 24 horasmsnm mm
CARUMAS 2,976.00 30.30OTORA 2,580.00 24.70YACANGO 2,091.00 20.30QUINISTAQUILLA 1,590.00 19.10
NOMBRE DE LA ESTACION
31
T P.Max
años 24 horas 15 30 60 120 180 240
1.00 3.38 -3.83 3.38 1.08 1.28 1.53 1.82 2.01 2.16
2.00 16.18 16.86 16.86 5.39 6.40 7.62 9.06 10.02 10.77
5.00 24.58 24.69 24.69 7.89 9.38 11.16 13.27 14.68 15.78
10.00 31.19 29.88 31.19 9.97 11.85 14.09 16.76 18.55 19.93
20.00 38.38 34.86 38.38 12.26 14.58 17.34 20.62 22.82 24.52
50.00 49.03 41.30 49.03 15.66 18.63 22.15 26.34 29.16 31.33
100.00 58.13 46.13 58.13 18.57 22.09 26.27 31.23 34.57 37.14
200.00 68.28 50.94 68.28 21.81 25.94 30.85 36.68 40.60 43.62
500.00 83.51 57.29 83.51 26.68 31.73 37.73 44.87 49.65 53.36
1000.00 96.59 62.08 96.59 30.86 36.70 43.64 51.90 57.43 61.72
2000.00 111.19 66.88 111.19 35.52 42.24 50.24 59.74 66.12 71.05
Log Pearson
Type IIIGumbel
Duración en minutos
Lluvias máximas (mm/min) .
Intensidades máximas (mm/hora).
T P.Max Duración en minutos
años 24 horas 15 30 60 120 180 240
1.000001 3.38 4.30 2.60 1.50 0.90 0.70 0.50
2 16.86 21.50 12.80 7.60 4.50 3.30 2.70
5 24.69 31.60 18.80 11.20 6.60 4.90 3.90
10 31.19 39.90 23.70 14.10 8.40 6.20 5.00
20 38.38 49.00 29.20 17.30 10.30 7.60 6.10
50 49.03 62.70 37.30 22.20 13.20 9.70 7.80
100 58.13 74.30 44.20 26.30 15.60 11.50 9.30
200 68.28 87.20 51.90 30.80 18.30 13.50 10.90
500 83.51 106.70 63.50 37.70 22.40 16.60 13.30
1000 96.59 123.40 73.40 43.60 25.90 19.10 15.40
2000 111.19 142.10 84.50 50.20 29.90 22.00 17.80
Resumen
Estadísticas de la regresiónCoeficiente de correlación múltiple 0.98552822Coeficiente de determinación R 2̂ 0.97126587R 2̂ ajustado 0.96987551Error típico 6.25761919Observaciones 66
ANÁLISIS DE VARIANZAGrados de libertama de cuadraddio de los cua F alor crítico de F
Regresión 3 82063.5002 27354.5001 698.570949 1.0175E-47Residuos 62 2427.78347 39.1577979Total 65 84491.2836
Coeficientes Error típico Estadístico t Probabilidad Inferior 95% Superior 95%Inferior 95.0%Superior 95.0%Intercepción -13.2960082 6.35719644 -2.09148928 0.04058752 -26.0038627 -0.58815372 -26.0038627 -0.58815372Ln D 2.69577968 1.4475436 1.86231328 0.06729906 -0.19781873 5.58937808 -0.19781873 5.58937808Ln T 47.2667231 1.82979873 25.8316515 6.8736E-35 43.6090076 50.9244386 43.6090076 50.9244386(ln(ln D)) x Ln T -27.1018135 1.26536644 -21.4181542 2.3965E-30 -29.631245 -24.5723821 -29.631245 -24.5723821
Imax (13.2960) 2.696 x LnD 47.267 x Ln T -27.102 Ln (ln D) x Ln T
32
3.3.4 Coeficientes de escorrentía
Representa la relación entre la tasa pico de escorrentía directa y la
intensidad promedio de precipitación en una tormenta. Debido a la alta
variabilidad de la intensidad de precipitación, este valor es difícil de
determinar utilizando la información observada de una precipitación puntual,
sino que se recurre a valores estándares en función a los usos y tipos de
suelo. Para el presente estudio se ha detallado este análisis de la siguiente
forma:
CALCULO DE "C" PARA EL METODO DE MAC MATH
VEGETACION SUELO TOPOGRAFIA
COBERTURA (%) C1 TEXTURA C2 PENDIENTE (%) C3 C1+C2+C3
100 0.08 ARENOSO 0.08 0.00-0.2 0.04
80-100 0.12 LIGERA 0.12 0.2-0.5 0.06
50-80 0.16 MEDIA 0.16 0.5-2.0 0.06
20-50 0.22 FINA 0.22 2.0-5.0 0.1
0-20 0.3 ROCOSA 0.3 5.0-10.0 0.15
TORATA 0.16 0.16 0.15 0.47
3.3.5 Caudales Máximos
Para la determinación de los caudales de escorrentía se partió de la
aplicación de métodos empíricos como el método de Mac Math y el Método
Regionalizado de Mac Math, los cuales se muestran a continuación:
Mac Math
Q = 0.0091 C I A 0.8 S 0. 24
Donde:
Q = Caudal pico en m3/seg.
A = Área de la cuenca en Has.
C = Coeficiente de escorrentía
I = Intensidad de lluvia en mm/h.
33
S = Pendiente en m/m.
C = 0.47
T = 100 años
I = 10.4776 mm/h
A = 7,722.11 Ha
S = 0.07970004
Q = 34.82 m3/s
Mac Math Regionalizado
Q = 0.001 C P A0.58 S0.42
Donde:
Q = Caudal pico en m3/seg.
A = Área de la cuenca en Has.
C = Coeficiente de escorrentía
P = Precipitación máxima para un T y una Duración igual al Tc. en mm.
S = Pendiente en m/Km.
C = 0.47
T = 100 años
P = 58.13 mm
A = 7,722 Ha
S = 79.70004284
Q = 30.91 m3/s
Caudales medios para el cálculo de parámetros de velocidad y tipo de flujo
más frecuente
34
CAUDALES MEDIOS ‐ RIO TORATA
(Administración del agua Moquegua)
AFOROS (M3/SEG)
2007 2008 2009 2010 2011
Enero 1 1.178 1.369 1.31 0.913
Febrero 1.247 1.221 1.02 1.232 2.716
Marzo 1.102 1.318 1.514 1.014 1.094
Abril 0.781 1.326 1.124 1.023 0.888
Mayo 0.979 1.341 1.16 1.039 1.009
Junio 1.065 1.317 1.16 1.039 0.985
Julio 1.11 1.265 1.128 1.076 0.995
Agosto 1.12 1.12 0.978 0.949 1.061
Septiembre 1.294 1.169 1.19 1.036 1.06
Octubre 1.257 1.346 1.338 1.036 1.194
Noviembre 1.149 1.346 1.439 1.122 1.268
Diciembre 1.401 1.411 1.284 1.154 1.293
Promedio anual 1.125 1.280 1.225 1.086 1.206
Q promedio = 1.185 m3/seg
AÑO
CAUDALES MAXIMOS ‐ RIO TORATA
(Administración del agua Moquegua)
AFOROS (M3/SEG)
2007 2008 2009 2010 2011
Enero 1.35 1.725 2.25 1.533 1.34
Febrero 2.1 1.465 1.64 1.601 8
Marzo 1.55 1.637 3.656 1.231 4.55
Abril 1.25 1.389 1.317 1.13 1.375
Mayo 1.135 1.563 1.248 1.32 1.465
Junio 1.248 1.37 1.249 1.147 1.075
Julio 1.225 1.318 1.263 1.35 1.209
Agosto 1.315 1.315 1.195 1.223 1.138
Septiembre 1.453 1.453 1.6 1.166 1.53
Octubre 1.31 1.435 1.6 1.204 1.45
Noviembre 1.42 1.433 2.058 1.297 1.325
Diciembre 1.71 1.565 1.43 1.35 2.09
Promedio anual 1.422 1.472 1.709 1.296 2.212
Q promedio = 1.622 m3/seg
AÑO
35
CAUDALES MAXIMOS ‐ RIO TORATA
(Administración del agua Moquegua)
AFOROS (M3/SEG)
2007 2008 2009 2010 2011
Enero 1.35 1.725 2.25 1.533 1.34
Febrero 2.1 1.465 1.64 1.601 8
Marzo 1.55 1.637 3.656 1.231 4.55
Abril 1.25 1.389 1.317 1.13 1.375
Mayo 1.135 1.563 1.248 1.32 1.465
Junio 1.248 1.37 1.249 1.147 1.075
Julio 1.225 1.318 1.263 1.35 1.209
Agosto 1.315 1.315 1.195 1.223 1.138
Septiembre 1.453 1.453 1.6 1.166 1.53
Octubre 1.31 1.435 1.6 1.204 1.45
Noviembre 1.42 1.433 2.058 1.297 1.325
Diciembre 1.71 1.565 1.43 1.35 2.09
Maximo anual 2.100 1.725 3.656 1.601 8.000
Q prom. max anual= 3.416 m3/seg
AÑO
3.4 Modelamiento Hidráulico HEC RAS
Caudal Máximo extraordinario modelo Mac MAth par un T = 100 años.
El caudal calculado con el modelo de Mac Math para intensidad y un período de
retorno de 100 años es de Q= 34.82 m3/seg, el cual sirve para determinar la altura
de agua en el canal de encausamiento y que luego se utiliza para determinar la
altura de los muros de concreto y la altura del tablero de los puentes y obras de
intercambio vial.
En el caso del caudal promedio máximo anual obtenido de las mediciones
efectuadas por la administración de agua de Moquegua, es de Q prom. Max.
Anual = 3.42 m3/seg. Este caudal se ha considerado como el caudal que en la
mayoría de días del año fluye y puede causar erosión si es que la velocidad de
flujo es mayor a 3.5 m/seg, que viene hacer la máxima velocidad recomendada
para el caso de superficies de concreto.
Para el funcionamiento del HEC-RAS se debe aportar varios datos que
condicionan el tipo de flujo, velocidad, etc. estos datos son: geometría de la
sección, pendiente longitudinal, coeficiente de rugosidad “n” para concreto,
36
coeficientes de contracción y expansión y el caudal. Los datos geométricos
fundamentalmente son diversas secciones transversales a lo largo del canal de
encausamiento. Dichas secciones se introducen mediante la cota de varios
puntos; de este modo, mediante la cota de dos secciones contiguas, separadas
por una distancia conocida, el modelo calcula la pendiente de este tramo.
Los caudales utilizados para el modelo son: El caudal máximo de diseño para un
periodo de retorno de 100 años y el caudal máximo promedio anual más probable.
El caudal máximo de diseño calculado mediante el método de Mac Math es de Q =
34.82 m3/seg. Y el Caudal promedio máximo de varios años es de Q = 3.42
m3/seg, siendo este el más frecuente y por lo tanto el utilizado para verificar los
parámetros de velocidad en el canal de encauzamiento.
Resultados de la Simulación con el HECRAS
La simulación con el programa HECRAS se realizado para dos situaciones
diferentes:
Una en la situación con el caudal máximo de diseño calculado para un período de
retorno de 100 años, sin embargo esta es una situación que solo se presentará en
caso extremo y por pocas horas al año.
La otra situación es la más frecuente, en este caso el caudal máximo promedio
anual, que es la situación más probable y más frecuente durante los 365 días del
año.
37
Prog: 0+17.04
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122198.0
2198.1
2198.2
2198.3
2198.4
2198.5
2198.6
2198.7
2198.8
2198.9
2199.0
2199.1
2199.2
2199.3
2199.4
2199.5
2199.6
2199.7
2199.8
2199.9
2200.0
2200.1
2200.2
2200.3
2200.4
2200.5
2200.6
2200.7
2200.8
2200.9
2201.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 663.96
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
Prog: 0+34.06
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122197.5
2197.6
2197.7
2197.8
2197.9
2198.0
2198.1
2198.2
2198.3
2198.4
2198.5
2198.6
2198.7
2198.8
2198.9
2199.0
2199.1
2199.2
2199.3
2199.4
2199.5
2199.6
2199.7
2199.8
2199.9
2200.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 646.94
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
38
Prog: 0+102.14
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122194.0
2194.1
2194.2
2194.3
2194.4
2194.5
2194.6
2194.7
2194.8
2194.9
2195.0
2195.1
2195.2
2195.3
2195.4
2195.5
2195.6
2195.7
2195.8
2195.9
2196.0
2196.1
2196.2
2196.3
2196.4
2196.5
2196.6
2196.7
2196.8
2196.9
2197.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 578.86
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017 .017 .017
Prog: 0+204.32
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 1142190.0
2190.1
2190.2
2190.3
2190.4
2190.5
2190.6
2190.7
2190.8
2190.9
2191.0
2191.1
2191.2
2191.3
2191.4
2191.5
2191.6
2191.7
2191.8
2191.9
2192.0
2192.1
2192.2
2192.3
2192.4
2192.5
2192.6
2192.7
2192.8
2192.9
2193.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 476.68
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
39
Prog: 0+255.37
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1102187.0
2187.1
2187.2
2187.3
2187.4
2187.5
2187.6
2187.7
2187.8
2187.9
2188.0
2188.1
2188.2
2188.3
2188.4
2188.5
2188.6
2188.7
2188.8
2188.9
2189.0
2189.1
2189.2
2189.3
2189.4
2189.5
2189.6
2189.7
2189.8
2189.9
2190.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 425.63
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
Prog: 0+306.44
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1102184.5
2184.6
2184.7
2184.8
2184.9
2185.0
2185.1
2185.2
2185.3
2185.42185.5
2185.6
2185.7
2185.8
2185.9
2186.0
2186.1
2186.2
2186.3
2186.4
2186.5
2186.62186.7
2186.8
2186.9
2187.0
2187.1
2187.2
2187.3
2187.4
2187.5
2187.6
2187.7
2187.82187.9
2188.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 374.56
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
40
Prog: 0+357.55
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1102181.5
2181.6
2181.7
2181.8
2181.9
2182.0
2182.1
2182.2
2182.3
2182.42182.5
2182.6
2182.7
2182.8
2182.9
2183.0
2183.1
2183.2
2183.3
2183.4
2183.5
2183.62183.7
2183.8
2183.9
2184.0
2184.1
2184.2
2184.3
2184.4
2184.5
2184.6
2184.7
2184.82184.9
2185.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 323.45
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
Prog: 0+408.60
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122178.5
2178.6
2178.7
2178.8
2178.9
2179.0
2179.1
2179.2
2179.3
2179.42179.5
2179.6
2179.7
2179.8
2179.9
2180.0
2180.1
2180.2
2180.3
2180.4
2180.5
2180.62180.7
2180.8
2180.9
2181.0
2181.1
2181.2
2181.3
2181.4
2181.5
2181.6
2181.7
2181.82181.9
2182.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 272.4
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
41
Prog: 0+493.72
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1102175.02175.12175.22175.32175.42175.52175.62175.72175.82175.92176.02176.12176.22176.32176.42176.52176.62176.72176.82176.92177.02177.12177.22177.32177.42177.52177.62177.72177.82177.92178.02178.12178.22178.32178.42178.52178.62178.72178.82178.92179.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 187.28
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
Prog: 0+578.88
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122171.02171.12171.22171.32171.42171.52171.62171.72171.82171.92172.02172.12172.22172.32172.42172.52172.62172.72172.82172.92173.02173.12173.22173.32173.42173.52173.62173.72173.82173.92174.02174.12174.22174.32174.42174.52174.62174.72174.82174.92175.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 102.12
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
42
Prog: 0+595.88
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122169.5
2169.6
2169.7
2169.8
2169.9
2170.0
2170.1
2170.2
2170.3
2170.42170.5
2170.6
2170.7
2170.8
2170.9
2171.0
2171.1
2171.2
2171.3
2171.4
2171.5
2171.62171.7
2171.8
2171.9
2172.0
2172.1
2172.2
2172.3
2172.4
2172.5
2172.6
2172.7
2172.82172.9
2173.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 85.12
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
Prog: 0+612.93
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1102167.52167.62167.72167.82167.92168.02168.12168.22168.32168.42168.52168.62168.72168.82168.92169.02169.12169.22169.32169.42169.52169.62169.72169.82169.92170.02170.12170.22170.32170.42170.52170.62170.72170.82170.92171.02171.12171.22171.32171.42171.52171.62171.72171.82171.92172.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 68.07
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
43
Prog: 0+681.00
98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 1122164.02164.12164.22164.32164.42164.52164.62164.72164.82164.92165.02165.12165.22165.32165.42165.52165.62165.72165.82165.92166.02166.12166.22166.32166.42166.52166.62166.72166.82166.92167.02167.12167.22167.32167.42167.52167.62167.72167.82167.92168.0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013 RS = 0
Station (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
.017
.017 .017
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 7002164
2165
2166
2167
2168
2169
2170
2171
2172
2173
2174
2175
2176
2177
2178
2179
2180
2181
2182
2183
2184
2185
2186
2187
2188
2189
2190
2191
2192
2193
2194
2195
2196
2197
2198
2199
2200
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013
Main Channel Dis tance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG Qm e = 34.82 m3/s
Crit Qm e = 34.82 m3/s
WS Qm e = 34.82 m3/s
EG Qpma = 3.42 m3/s
Crit Qpma = 3.42 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
TORATA DOCESECCIONES
44
663.96
646.89
578.86
578.81
476.68
476.63
425.63
425.58
374.56
374.51
323.45
323.4
272.4
272.35
187.28
187.23
102.12
102.07
85.07
68.02
0
MALECON18MAR2013 Plan: PLANMALECON 19/03/2013
Legend
WS Qm e = 34.82 m3/s
WS Qpma = 3.42 m3/s
Ground
Bank Sta
45
PARÁMETROS DEL MODELO HIDRÁULICO RIO TORATA ‐ TRAMO MALECÓN PROGRESIVAS 0 + 00.00 a 0 + 663.96
River Sta Q Total Min Ch El W.S. Elev Crit W.S. E.G. Elev E.G. Slope Vel Chnl Flow Area Top Width
Froude #
Chl
(m3/s) (m) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)
663.96 34.82 2198 2198.59 2199 2200.05 0.019271 5.35 6.51 11.11 2.23
663.96 3.42 2198 2198.14 2198.21 2198.38 0.01922 2.18 1.57 11.1 1.85
646.94 34.82 2197.58 2198.19 2198.62 2199.72 0.019448 5.47 6.36 10.47 2.24
646.94 3.42 2197.58 2197.72 2197.8 2198.01 0.024905 2.41 1.42 10.46 2.09
578.86 34.82 2194.37 2194.94 2195.38 2196.52 0.021574 5.57 6.25 10.97 2.35
578.86 3.42 2194.37 2194.53 2194.59 2194.72 0.012132 1.9 1.8 10.96 1.5
476.68 34.82 2190.32 2190.85 2191.26 2192.34 0.021883 5.4 6.44 12.13 2.37
476.68 3.42 2190.32 2190.48 2190.52 2190.64 0.011448 1.8 1.9 12.12 1.45
425.63 34.82 2187.54 2188.23 2188.74 2190.09 0.021293 6.04 5.76 8.42 2.33
425.63 3.42 2187.54 2187.73 2187.8 2187.97 0.014268 2.21 1.55 8.4 1.64
374.56 34.82 2184.77 2185.41 2185.99 2187.65 0.027966 6.63 5.25 8.25 2.65
374.56 3.42 2184.77 2184.95 2185.03 2185.22 0.015659 2.29 1.49 8.24 1.72
323.45 34.82 2181.99 2182.54 2183.1 2184.79 0.032683 6.64 5.24 9.54 2.86
323.45 3.42 2181.99 2182.15 2182.23 2182.4 0.016092 2.19 1.56 9.53 1.72
272.4 34.82 2179.21 2179.75 2180.27 2181.84 0.031053 6.4 5.44 10.14 2.79
272.4 3.42 2179.21 2179.37 2179.44 2179.6 0.015651 2.12 1.61 10.13 1.69
187.28 34.82 2175.58 2176.21 2176.71 2178.01 0.022274 5.95 5.86 9.26 2.39
187.28 3.42 2175.58 2175.76 2175.82 2175.97 0.012249 2.04 1.68 9.25 1.52
102.12 34.82 2171.88 2172.4 2172.85 2174.11 0.026081 5.8 6 11.57 2.57
102.12 3.42 2171.88 2172.04 2172.08 2172.22 0.012763 1.89 1.81 11.56 1.53
85.12 34.82 2170 2170.45 2170.98 2172.81 0.043063 6.8 5.12 11.42 3.24
85.12 3.42 2170 2170.12 2170.2 2170.43 0.029183 2.45 1.4 11.4 2.23
68.07 34.82 2168.06 2168.56 2169.17 2171.27 0.043923 7.29 4.78 9.52 3.28
68.07 3.42 2168.06 2168.2 2168.3 2168.55 0.02948 2.63 1.3 9.51 2.27
0 34.82 2164.85 2165.34 2165.81 2167.19 0.029912 6.02 5.78 11.72 2.74
0 3.42 2164.85 2165 2165.05 2165.19 0.014041 1.94 1.76 11.71 1.6
En este cuadro se puede apreciar los resultados del modelo hidráulico, donde se
puede ver que las velocidades para el caudal extremo varían de 4.78 m/seg a 6.63
m/seg y para el caudal promedio máximo anual las velocidades varían de 1.30
m/seg hasta 2.63 m/seg. El tipo de flujo de acuerdo al número de froude es para
ambos casos flujo supercrítico.
Para el caso más frecuente de caudal Q=3.42 m3/seg se puede apreciar que la
velocidad máxima es de 2.63 m/seg., lo cual indica que no hay peligro de erosión.
46
4. Planteamiento del Sistema Hidráulico
4.1 Introducción
El planteamiento del Sistema Hidráulico del Malecón Ribereño desde el puente Torata
a la calle Coronel Manuel de la Torre se ha realizado teniendo en consideración una
secuencia de análisis técnico de cada una de las probables situaciones de flujo
debido a los caudales máximos extraordinarios y caudales promedios máximos
anuales.
Para definir el esquema de diseño de las diferentes obras de ingeniería se
ejecutaron los siguientes pasos:
a) Evaluación de la Información Básica a fin de tener la mayor confiabilidad de la
misma.
b) Planteamiento de Alternativas de Eje.- Identificación de los posibles ejes de
emplazamiento del canal de encauzamiento y demás obras civiles,
considerando sobre todo los aspectos topográficos, morfológicos aspectos
que tienen un peso gravitante en la definición del eje de emplazamiento.
c) Alternativa de Aprovechamiento.- Definido el eje de emplazamiento del canal
de encauzamiento, se definirán los posibles esquemas de anchos y altura del
canal.
4.2 Definición del Eje de Encauzamiento
La definición del alineamiento del muro de encauzamiento se debe realizar
tratando de seguir el alineamiento del eje original del río, y la reducción del cauce
por el encauzamiento se debe realizar con una transición de entrada y salida
prolongada para evitar desequilibrios en el río, que podrían provocar la erosión del
cauce.
4.3 Altura del Muro de Encauzamiento
Al inicio en la progresiva Km 0+17.04 Se propone que la altura del muro de
encauzamiento sea variable, pues la sección del río en el tramo estudiado también
es variable.
Al inicio en la progresiva Km 0+17.04 donde la altura de agua es de
aproximadamente 0.59 m se propone un bordo libre de 1.50 m.
47
En la progresiva 0+425.63 se tiene el máximo tirante de agua, donde también se
propone un bordo libre de 1.50 m de altura.
En la progresiva final 0+663.96 la altura de agua es de 0.49 m., donde también se
propone un bordo libre de 1.50 m.
La finalidad del control de alturas es para evitar desbordes o funcionamiento a
presión.
4.4 Velocidades de flujo para caudales máximos de diseño y caudales promedios anuales.
Las velocidades de flujo se han calculado tomando en cuenta el caudal máximo
extraordinario Q = 34.82 m3/seg y el caudal promedio máximo anual Q = 3.42
m3/seg. En los casos del flujo para el caudal máximo extraordinario se tiene
velocidades elevadas del arden de V= 4.78 m/seg hasta 7.29 m/seg. Este
escenario sirve para la determinación de alturas, puesto que el funcionamiento con
este caudal máximo extraordinario, se presentará solamente por algunas horas de
los meses de máxima precipitación. Para el caso del control de velocidades se ha
tomado en cuenta la velocidad con el caudal promedio máximo anual Q=3.42
m3/seg, que es el caso más frecuente durante los 365 días del año. En este caso
las velocidades varían desde V=1.30m/seg hasta V=1.90 m/seg, siendo estas
velocidades permisibles cuando el material de la base del canal es concreto,
puesto que la máxima velocidad admisible para este tipo de material es de
V=3.50m/seg.
48
5. Conclusiones
El estudio hidrológico de la microcuenca del Río Torata ha permitido definir en
líneas generales las siguientes conclusiones:
1. No existe información hidrométrica cercana al lugar del proyecto, por lo que
se tuvo que trabajar con método empíricos para la generación de los
caudales máximos de diseño.
2. Las velocidades calculadas para el caudal promedio máximo anual no
supera los V=1.90 m/seg.
3. Los tirantes de agua máximo para el caudal máximo extraordinario no
supera Y= 0.69 m.
4. Existe una cuenca regulada y otra no regulada, para este caso se ha
considerado los parámetros determinados considerando los caudales
generados a partir de la cuenca no regulada.
5. Existen dos sistemas de captación con tamaños de ventana y alturas de
umbral y azud bien definido.
49
6. Recomendaciones
Teniendo en consideración las conclusiones arriba expuestas se recomienda lo
siguiente:
Que cuando se plantee la reconstrucción y mejoramiento de las ventanas de
captación se tome en cuenta los niveles máximos de tirante de agua, las
dimensiones actuales de las ventanas de captación y la altura de los umbrales de
las ventanas, puesto que las cotas de la base de los canales de conducción ya
están bien definidas.
Se recomienda que en los vertederos fijos de cresta ancha o azudes en las dos
captaciones se cambien por vertederos mixtos, es decir una parte fija de concreto
y otra parte móvil con compuertas, para ayudar a limpiar cada cierto tiempo los
sedimentos que se acumulan en la parte baja de las ventanas de captación.
Se recomienda verificar la calidad del concreto en la base del canal y paredes del
canal hasta una altura de 1 m aproximadamente, para evitar la erosión del
concreto.
Se recomienda definir las secciones del canal tomando en cuenta que necesita un
mantenimiento periódico con maquinaria para limpiar los sedimentos en el lecho
del canal.
Torata Marzo 2013.
MBA Ing. Arturo Arroyo Ambía
50
6. Anexos
51
Anexo 1: Mapas
Cálculo de áreas para la cuenca regulada más no regulada
Cálculo del área para cuenca no regulada
52
Cálculo del área de la cuenca regulada
Densidad de drenaje
53
Cálculo de pendiente de la cuenca no regulada método Albort
Cálculo de pendiente de la cuenca no regulada método Horton
Cálculo de pendiente de la cuenca no regulada método Nash
54
Anexo 2: Parámetros Geomorfológicos e
Hidrológicos de la Microcuenca No
Regulada Río Otora
Área de la Cuenca (Km2) 77.22
Perímetro de la Cuenca (Km) 56.53
Longitud del Cauce Principal (Km) 19.54
Cota máxima (msnm) 3450
Cota mínima (msnm) 2200
Altitud media de la cuenca (Curva Hipsométrica) 3,375
Desnivel máximo (m) 1,450
Factor de Forma 0.22
Pendiente Media de La cuenca (m/m) 0.42
Coeficiente de Compacidad 1.80
Longitud Total del Cauce (Km) 71.37
Densidad de Drenaje 0.92
Anexo 3: Caudales Máximos de diseño
Precipitación máxima de 24 horas 3 4 5 6 7 8 9
T P.Max
años 24 horas 15 30 60 120 180 240
1.00 3.38 -3.83 3.38 1.08 1.28 1.53 1.82 2.01 2.16
2.00 16.18 16.86 16.86 5.39 6.40 7.62 9.06 10.02 10.77
5.00 24.58 24.69 24.69 7.89 9.38 11.16 13.27 14.68 15.78
10.00 31.19 29.88 31.19 9.97 11.85 14.09 16.76 18.55 19.93
20.00 38.38 34.86 38.38 12.26 14.58 17.34 20.62 22.82 24.52
50.00 49.03 41.30 49.03 15.66 18.63 22.15 26.34 29.16 31.33
100.00 58.13 46.13 58.13 18.57 22.09 26.27 31.23 34.57 37.14
200.00 68.28 50.94 68.28 21.81 25.94 30.85 36.68 40.60 43.62
500.00 83.51 57.29 83.51 26.68 31.73 37.73 44.87 49.65 53.36
1000.00 96.59 62.08 96.59 30.86 36.70 43.64 51.90 57.43 61.72
2000.00 111.19 66.88 111.19 35.52 42.24 50.24 59.74 66.12 71.05
Log Pearson
Type IIIGumbel
Duración en minutos
Lluvias máximas (mm/min) .
Intensidades máximas (mm/hora).
T P.Max Duración en minutos
años 24 horas 15 30 60 120 180 240
1.000001 3.38 4.30 2.60 1.50 0.90 0.70 0.50
2 16.86 21.50 12.80 7.60 4.50 3.30 2.70
5 24.69 31.60 18.80 11.20 6.60 4.90 3.90
10 31.19 39.90 23.70 14.10 8.40 6.20 5.00
20 38.38 49.00 29.20 17.30 10.30 7.60 6.10
50 49.03 62.70 37.30 22.20 13.20 9.70 7.80
100 58.13 74.30 44.20 26.30 15.60 11.50 9.30
200 68.28 87.20 51.90 30.80 18.30 13.50 10.90
500 83.51 106.70 63.50 37.70 22.40 16.60 13.30
1000 96.59 123.40 73.40 43.60 25.90 19.10 15.40
2000 111.19 142.10 84.50 50.20 29.90 22.00 17.80
ALTITUD PRECIPITACIONMEDIA Max. De 24 horasmsnm mm
CARUMAS 2,976.00 30.30OTORA 2,580.00 24.70YACANGO 2,091.00 20.30QUINISTAQUILLA 1,590.00 19.10
NOMBRE DE LA ESTACION
56
Resumen
Estadísticas de la regresiónCoeficiente de correlación múltiple 0.98552822Coeficiente de determinación R^2 0.97126587R 2̂ ajustado 0.96987551Error típico 6.25761919Observaciones 66
ANÁLISIS DE VARIANZAGrados de libertama de cuadraddio de los cua F alor crítico de F
Regresión 3 82063.5002 27354.5001 698.570949 1.0175E-47Residuos 62 2427.78347 39.1577979Total 65 84491.2836
Coeficientes Error típico Estadístico t Probabilidad Inferior 95% Superior 95%Inferior 95.0%Superior 95.0%Intercepción -13.2960082 6.35719644 -2.09148928 0.04058752 -26.0038627 -0.58815372 -26.0038627 -0.58815372Ln D 2.69577968 1.4475436 1.86231328 0.06729906 -0.19781873 5.58937808 -0.19781873 5.58937808Ln T 47.2667231 1.82979873 25.8316515 6.8736E-35 43.6090076 50.9244386 43.6090076 50.9244386(ln(ln D)) x Ln T -27.1018135 1.26536644 -21.4181542 2.3965E-30 -29.631245 -24.5723821 -29.631245 -24.5723821
Imax (13.2960) 2.696 x LnD 47.267 x Ln T -27.102 Ln (ln D) x Ln T
CALCULO DE "C" PARA EL METODO DE MAC MATH
VEGETACION SUELO TOPOGRAFIA
COBERTURA (%) C1 TEXTURA C2 PENDIENTE (%) C3 C1+C2+C3
100 0.08 ARENOSO 0.08 0.00-0.2 0.04
80-100 0.12 LIGERA 0.12 0.2-0.5 0.06
50-80 0.16 MEDIA 0.16 0.5-2.0 0.06
20-50 0.22 FINA 0.22 2.0-5.0 0.1
0-20 0.3 ROCOSA 0.3 5.0-10.0 0.15
TORATA 0.16 0.16 0.15 0.47
Caudales Máximos
Mac Math
Q = 0.0091 C I A 0.8 S 0. 24
Donde:
Q = Caudal pico en m3/seg.
A = Área de la cuenca en Has.
C = Coeficiente de escorrentía
I = Intensidad de lluvia en mm/h.
S = Pendiente en m/m.
57
C = 0.47
T = 100 años
I = 10.4776 mm/h
A = 7,722.11 Ha
S = 0.07970004
Q = 34.82 m3/s
Mac Math Regionalizado
Q = 0.001 C P A0.58 S0.42
Donde:
Q = Caudal pico en m3/seg.
A = Área de la cuenca en Has.
C = Coeficiente de escorrentía
P = Precipitación máxima para un T y una Duración igual al Tc. en mm.
S = Pendiente en m/Km.
C = 0.47
T = 100 años
P = 58.13 mm
A = 7,722 Ha
S = 79.70004284
Q = 30.91 m3/s
Caudales medios para el cálculo de parámetros de velocidad y tipo de flujo más frecuente
58
CAUDALES MEDIOS ‐ RIO TORATA
(Administración del agua Moquegua)
AFOROS (M3/SEG)
2007 2008 2009 2010 2011
Enero 1 1.178 1.369 1.31 0.913
Febrero 1.247 1.221 1.02 1.232 2.716
Marzo 1.102 1.318 1.514 1.014 1.094
Abril 0.781 1.326 1.124 1.023 0.888
Mayo 0.979 1.341 1.16 1.039 1.009
Junio 1.065 1.317 1.16 1.039 0.985
Julio 1.11 1.265 1.128 1.076 0.995
Agosto 1.12 1.12 0.978 0.949 1.061
Septiembre 1.294 1.169 1.19 1.036 1.06
Octubre 1.257 1.346 1.338 1.036 1.194
Noviembre 1.149 1.346 1.439 1.122 1.268
Diciembre 1.401 1.411 1.284 1.154 1.293
Promedio anual 1.125 1.280 1.225 1.086 1.206
Q promedio = 1.185 m3/seg
AÑO
CAUDALES MAXIMOS ‐ RIO TORATA
(Administración del agua Moquegua)
AFOROS (M3/SEG)
2007 2008 2009 2010 2011
Enero 1.35 1.725 2.25 1.533 1.34
Febrero 2.1 1.465 1.64 1.601 8
Marzo 1.55 1.637 3.656 1.231 4.55
Abril 1.25 1.389 1.317 1.13 1.375
Mayo 1.135 1.563 1.248 1.32 1.465
Junio 1.248 1.37 1.249 1.147 1.075
Julio 1.225 1.318 1.263 1.35 1.209
Agosto 1.315 1.315 1.195 1.223 1.138
Septiembre 1.453 1.453 1.6 1.166 1.53
Octubre 1.31 1.435 1.6 1.204 1.45
Noviembre 1.42 1.433 2.058 1.297 1.325
Diciembre 1.71 1.565 1.43 1.35 2.09
Promedio anual 1.422 1.472 1.709 1.296 2.212
Q promedio = 1.622 m3/seg
AÑO
59
CAUDALES MAXIMOS ‐ RIO TORATA
(Administración del agua Moquegua)
AFOROS (M3/SEG)
2007 2008 2009 2010 2011
Enero 1.35 1.725 2.25 1.533 1.34
Febrero 2.1 1.465 1.64 1.601 8
Marzo 1.55 1.637 3.656 1.231 4.55
Abril 1.25 1.389 1.317 1.13 1.375
Mayo 1.135 1.563 1.248 1.32 1.465
Junio 1.248 1.37 1.249 1.147 1.075
Julio 1.225 1.318 1.263 1.35 1.209
Agosto 1.315 1.315 1.195 1.223 1.138
Septiembre 1.453 1.453 1.6 1.166 1.53
Octubre 1.31 1.435 1.6 1.204 1.45
Noviembre 1.42 1.433 2.058 1.297 1.325
Diciembre 1.71 1.565 1.43 1.35 2.09
Maximo anual 2.100 1.725 3.656 1.601 8.000
Q prom. max anual= 3.416 m3/seg
AÑO
60
Anexo 4: FOTOGRAFÍAS
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