Estudio Hidrológico de la cuenca del río Jequetepeque (página 3)

Gráfico comparativo:

• LLAPA

Tabla de precipitaciones:

Gráfico comparativo:

• Granja Porcón

Tabla de precipitaciones:

Gráfico comparativo:

• Quebrada Honda

Tabla de precipitaciones:

Gráfico comparativo:

Calculo de la Precipitación
Media Anual por los Métodos De
Promedio Aritmético, Polígono De Thiesen y de Las
Isoyetas

• Promedio Aritmético

Para aplicar el siguiente método
necesitamos ubicar estaciones que se encuentren dentro de la
cuenca estudiada:

donde :

n : Numero de estaciones dentro de la
cuenca

Pi: La precipitación media anual de cada
una de

las estaciones

A continuación se aplicara dicho método a
la Cuenca del Río Jequetepeque:

Diagrama que muestra las
estaciones que han sido utilizadas para el informe.

De la tabla de utiliza los datos de la
precipitación media anual para mediante un promedio
aritmético obtener la precipitación media
anual.

De la fórmula utilizada podemos obtener el
siguiente resultado:

• Método de la
  Triangulación

Para realizar este método de las utilizamos las
estaciones dentro de nuestra cuenca y también fue una de
las cuales porque nuestras estaciones estén ubicadas al
borde de nuestra cuenca (divisoria de aguas).

Para este método tratamos que los triángulos sean acutángulos (
ángulos menores a 90º).

Diagrama de estaciones utilizadas para el
método de la triangulación que se ubican en cuencas
vecinas a las del Río Jequetepeque.

Diagrama de estaciones para la
triangulación, abarcando la mayoría de la cuenca.
Las sectores muestran el área que abarcan el
km2.

Según el método, en los vértices de
cada triangulo se encuentran precipitaciones que le pertenecen a
cada estación, para cada triangulo se saca el promedio de
las tres precipitaciones y se multiplica por su área,
así para cada triangulo. Luego de haber realizado en mismo
calculo para cada triangulo, a la suma total se divide por el
área que abarcan todos los triángulos y así
se obtiene la precipitación media anual.

De los siguientes cuadros se procede de a
calcular la precipitación media anual.

Método de las Isoyetas

Para este método necesitamos la
precipitación media anual de las estaciones y
además las altitudes en metros sobre el nivel del mar
para poder
graficarlas y saber que tipo de relación hay entre ellas
para poder determinara la ecuación a utilizar por el
método de mínimos cuadrados.

Obteniéndose la siguiente:

La correlación y las constantes son las
siguientes:

La ecuación quedara de esta manera:

Luego de la tabla del polígono de frecuencias
obtenemos las alturas pues de esa tabla es donde tenemos el
área entre las curvas.

De la tabla anterior y la ecuación obtenemos lo
siguiente:

Con estas dos tablas podemos ya utilizar la formula
general para determinar la precipitación media
anual:

Aplicando la formula y los datos de las tablas
obtenemos:

ANALISIS DE PRECIPITACIÓN POR Período
1965 – 1983 DE ESTACIÓN LLAPA

Se presentara a continuación la ficha
técnica y su ubicación en la cuenca así como
los cambios de precipitación el periodo
indicado.

Ubicación en la cuenca del
Jequetepeque:

A continuación se presentara los datos
registrados de la precipitación en la estación
llapa de 1965 – 1983:

Donde la precipitación media anual es:

Obteniéndose la grafica del comportamiento
mensual de la precipitación en el tiempo
indicado:

El siguiente grafico nos brinda el comportamiento anual
de la precipitación en la estación relacionada con
las máximas, mínima, desviación
estándar:

ANALISIS DE TIEMPO DE RETORNO DE LAS
PRECIPITACIÓN (mm) ESTACIÓN LLAPA 1965 –
1983

El siguiente paso para el analisis completo de la
estacion es determionar el tiempom de retorno de la
precipitación con los datos de las tablas anteriores. Las
siguientes formulas se utilizaran para resolver la
tabla:

Donde:

n: # orden , m: # datos

Por ejemplo si nos referimos al ultimo caso, podemos
determinar lo siguiente:

****HAY UN 95% DE POSIBILADAD QUE LA
PRECIPITACIÓN SEA MAYOR QUE

605.2 mm.

BALANCE HIDRICO

Evapotranspiración

Existe acuerdo entre los diversos autores al definir la
ETP, concepto
introducido por Charles Thornthwaite en 1948, como la
máxima cantidad de agua que puede
evaporarse desde un suelo
completamente cubierto de vegetación, que se desarrolla en
óptimas condiciones, y en el supuesto caso de no existir
limitaciones en la disponibilidad de agua[ ] . Según esta
definición, la magnitud de la ETP está regulada
solamente de las condiciones meteorológicas o
climáticas, según el caso, del momento o
período para el cual se realiza la
estimación.

La Evapotranspiracion en la cuenca del rio Jequetepeque
oscila entre los valores de
de 40.68mm en el mes de febrero y 46.86mm en el mes de diciembre;
la Evapotranspiracion potencial promedio de la cuenca para un
año es de 530.32 mm.

Para hallar evapotranspiracion se utilizo la formula de
Charles Thornthwaite porque ela que mejor se adecuaba al terreno
y debido principalmente porque contábamos con los datos
necesarios.

Balance Hídrico

Para el balance hidrico se utilizo los datos de ETP y PP
obtenidas de los estudios de ONERN para la cuenca.

El estudio muestra que existe un déficit del
recurso hídrico para los meses de agosto y septiembre de
21.5 mm. y 20.1 mm. Respectivamente obteniéndose un tota l
de 41.6 mm. Para un año

También se encontró que existe un
excedente en los meses de febrero, marzo y abril de 54.5 mm.
101.0 mm. Y 43.3 mm. Respectivamente lo que da como resultado un
total de 198.8 mm al año. también se
encontró una escorrentía total de 199.4 mm
.

Demanda de agua de los cultivos

Para la demande de agua de los cultivos se tomo como
ejemplo aplicativo las cultivos de Maíz, Papa
y Arroz pro ser la que mas se cultiva en el valle de, siendo el
Arroz uno de los mas principales pues representa el 70% de los
cultivos en la parte baja de la cuenca.

Ademas se utilizó la constante de cultivo (kc) de
J E Christiansen, correlacionándose para los periodos de
cada cultivo.

Un dato que resaltar es que tomamos un Kc de cultivo
promedio, algo que no se tiene que hacer y que solo se uso para
fines ilustrativos ya que la demanda de
agua se toma para cada cultivo y luego después se toma los
valores en una
tabla donde se suma la demande de cada cultivo.

CAUDALES

CAUDALES

1. CAUDALES DIARIOS

En los Gráficos a se muestran las series
históricas de descargas diarias ocurridos en las
estaciones hidrométricas Ventanillas y Pampa Larga, el
registro
histórico de caudales diario en el cual nos basamos para
el análisis de este capitulo se adjuntan el en
anexo.

Grafico Nº a CAUDALES DIARIOS, ESTACION DE AFORO
VENTANILLAS

AÑO
2001

Grafico Nº xx CAUDALES DIARIOS.
ESTACION DE AFORO PAMPA LARGA

AÑO 2000

C.1 – ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS
DIARIAS

Son caudales que al transitar por el cauce, causan
severos daños a las estructuras de
captación (tomas y bocatomas), e inundan algunos terrenos
de cultivos, causan destrucción total o parcial de los
puentes, así como la destrucción de parte de la
carretera. De ahí que el estudio de los caudales
máximos diarios, son de amplio interés
para la toma de
decisiones en el campo de la construcción.

• ESTACION VENTANILLAS:

Cuadro Nº c1 – Caudales
Máximos Diarios – Estación Ventanillas

2001 – 2007

Cuadro Nº c2 – Caudales
Máximos Diarios – Estación Pampa Larga

2001 – 2007

PERIODO DE RETORNO

El período de retorno es uno de los
parámetros más significativos a ser tomado en
cuenta en el momento de dimensionar una obra
hidráulica destinada a soportar avenidas,
como por ejemplo: el vertedero de una
presa, los diques para control de
inundaciones; o una obra que requiera cruzar un río o
arroyo con seguridad, como
por ejemplo un puente.

El período de retorno, generalmente expresado en
años, puede ser entendido como el número de
años en que se espera que mediamente se repita un cierto
caudal, o un caudal mayor. Así podemos decir que el
período de retorno de un caudal de 100 m3/s,
para una sección específica de un río
determinado, es de 20 años, si, caudales iguales o mayores
de 100 m3/s se producen, en media a cada 20
años.

Por otro lado, si un evento tiene un periodo de retorno
real de tp años, la probabilidad P
de que dicho evento se presente o sea superado en un año
determinado es:

El período de retorno para lo cual se debe
dimensionar una obra varía en función de
la importancia de la obra (interés económico,
socio-económico, estratégico, turístico), de
la existencia de otras vías alternativas capaces de
remplazarla y de los daños que implicaría su
ruptura: pérdida de vidas humanas, costo y
duración de la reconstrucción, costo del no
funcionamiento de la obra, etc.

En muchos lugares, se podría por ejemplo proponer
la construcción de badenes en
vez de un puente, derivando los
esfuerzos financieros hacia otras zonas, donde se estima
necesaria mayor seguridad.

Al contrario, se tiene a veces la posibilidad de
sobredimensionar un puente sin mayor costo adicional (por ejemplo
en el caso de un valle estrecho, se puede, sin mayor costo
sobreelevar el puente), permitiendo así prevenir
huaicos y aluviones
cuya descarga pico es imprevisible. La idea es de evitar el
superdimensionamiento de toda la obra, concentrando los esfuerzos
en algunas partes definidas como vitales o esenciales, y adoptar
disposiciones constructivas permitiendo minimizar los
daños en caso de eventos
excepcionales

Períodos de retorno generalmente
aceptados:

• Obras hidráulicas para canalización
  de aguas de
  lluvia en ciudades
  de mediano porte o grandes: de 20 a 50
  años;
• Obras hidráulicas para canalización de
  aguas de lluvia en ciudades de pequeño porte: de 5 a 10
  años.
• Puentes importantes: 100 años;
• Vertederos para presas con poblaciones aguas abajo
  1.000 a 10.000 años.

Evidentemente en estos casos se trata de estimaciones
basadas en procedimientos
estadísticos. En algunos casos para obras
hidráulicas cuya ruptura significaría un riesgo muy
elevado de pérdidas de vidas humana.

A continuación aplicaremos estos conceptos en los
datos hidrométricos diarios obtenidos de las estaciones
Ventanillas y Pampa Larga:

Cuadro – Frecuencia y Periodo de Retorno
de Caudales Máximos Diarios

Estación Ventanillas

2001 – 2007

Cuadro – Frecuencia y Periodo de Retorno
de Caudales Máximos Diarios

Estación Pampa Larga

2000 – 2007

Donde:
f^-1 , Es el periodo de retorno en años, el
tiempo en el cual se espera que ese caudal o mayores,
vuelva

C.2 PROYECCION DE MAXIMAS AVENIDAS DIARIAS.- Para
saber el periodo de retorno de máximas avenidas en un
futuro de años, se utilizan diferentes tipos de ecuaciones que
nos permiten ajustar los datos de caudales máximos diarios
en una función lineal, tal que podamos utilizar esta
función para especular cuanto va ser el periodo de retorno
de las máximas avenidas, en este caso utilizamos la
ecuación de GUMBEL

• Donde:

Para el presente análisis, se utilizo el papel
de distribuciones de GUMBEL, el cual ajusto satisfactoriamente
nuestros datos de caudales con sus respectivos periodos de
retorno, tanto en la estación Ventanillas como en la
estación Pampa Larga.

• ESTACION VENTANILLAS:

Cuadro – Proyección de Periodo
de Retorno de Caudales Máximos Diarios

Estación Ventanillas

• ESTACION PAMPA LARGA :

Cuadro – Proyección de Periodo
de Retorno de Caudales Máximos Diarios

Estación Pampa Larga

• DONDE :
• 

A = área de la cuenca, para el punto de
análisis.

• De este último cuadro, podemos concluir el
  siguiente ejemplo: "Si se planea construir unos Diques, en
  las alturas de las de la estación Pampa Larga, con
  periodo de 25 años, debe entenderse que en media de 25
  años ocurrirá una avenida que sobrepase los
  diques con caudales medios
  instantáneos de 870.84 m3/s, sin embargo, nadie puede
  asegurar que ese evento no sucederá pocos meses
  después de concluida la obra.

REPRESA

La represa Gallito Ciego: Está
ubicado en el distrito de Yonán, provincia de
Contumazá en Cajamarca, aproximadamente a 7º13’
latitud Sur y 79º10’ longitud Oeste. Su altitud media
es de 350 m.s.n.m.

La Represa Gallito Ciego localizado a la altura del Km
35 de la carretera a Cajamarca, sobre cuya margen derecha recorre
la carretera a Cajamarca hasta la Localidad de
Tembladera.

La presa se localiza sobre el curso inferior del
río Jequetepeque, en un estrechamiento del valle con
laderas inclinadas, forma un vaso de aproximadamente 12 km de
largo y de 1 a 2 km de ancho, cubriendo un área de aprox.
14 km2 y su volumen
útil de 400.4 millones de metros cúbicos,
constituyéndose como el segundo de mayor capacidad en el
Perú.

El clima es seco y
soleado, y su temperatura
promedio es de 24 grados centígrados durante todo el
año.

Atributos
Económicos
     Las
características de buena aptitud de suelos, recursos
hídricos disponibles por la regulación del riego a
través del Reservorio Gallito Ciego, caracterizan al valle
con buenas posibilidades de inversión y desarrollo
que, complementado con la incorporación de
tecnologías apropiadas puede permitir una
explotación eficiente.

     Actualmente con el Reservorio
Gallito Ciego, se ha logrado incrementar en aproximadamente el
50% la producción agrícola en la parte baja
de la Cuenca, alcanzando una producción promedio de
250,000 T.M./año, con un valor Bruto de
la producción que ha variado de 30.8 a 80.6 Millones
U.S.$.

Infraestructura 

Se ha determinado que en el ámbito de la cuenca
Jequetepeque existen 5 centrales hidroeléctricas, siendo
la de mayor potencia
instalada la Central Hidroeléctrica Gallito Ciego, ubicada
en la parte baja de la represa del mismo nombre, distrito de
Yonán provincia de Contumazá. Esta infraestructura
produce 38 MW y está conectado al Sistema
Eléctrico Centro – Norte, mediante la línea de
Transmisión Limoncarro – Gallito Ciego –
Cajamarca.

POTENCIA DE LA CUENCA

En la cuenca del rio Jequetepeque es importante el
emplazamiento de la Represa Gallito Ciego que constituye una
fuente de agua que permite el desarrollo de una intensa actividad
agrícola-ganadera, principalmente de maíz; debido a
la gran capacidad de almacenamiento de
la represa, cuya vida útil fue diseñada para 50
años; pero debido a que recepciona volúmenes
considerables de sedimentos provenientes de la parte media y alta
de la cuenca lo que viene colmatando la represa, reduciendo la
vida útil para la que fue diseñada; dado que no
recibe mantenimiento
adecuado.

Las aguas de la represa Gallito Ciego son perturbadas
debido a que recepciona aguas servidas del poblado de
Tembladera.

Efectos negativos sobre el embalse
Gallito:

Diariamente circulan vehículos de
transporte de
combustibles, lubricantes e insumos químicos que son
utilizados por las minas localizadas en Cajamarca, constituyendo
un potencial de contaminación a las aguas del Reservorio
ante eventuales accidentes que
puedan ocurrir, como los ya ocurridos en algunas oportunidades,
con el derramamiento de combustibles

Asimismo, los derrames de petróleo ocurridos en los primeros meses
del año 2001, aguas arriba de la localidad de Tembladera,
llegaron al río Jequetepeque y a través de este
hacia el embalse Gallito Ciego, debiendo efectuarse trabajos de
limpieza; estos acontecimientos, actualmente, vienen perjudicando
principalmente a la población rural de la parte media y baja de
la Cuenca del Jequetepeque, que se abastecen del agua del
río, habiendo sido perjudicado también las labores
de pesca en el
río y Reservorio.

  Por otro lado, el escenario
geomorfológico presenta zonas de alta inestabilidad y el
desarrollo de numerosos procesos
morfodinámicos. Estos procesos son los originarios de todo
el material de transporte aluvial, relacionadas con variadas
condiciones climáticas que van desde zonas secas a
húmedas; con precipitaciones que varían de 40 a
1,300 mm al año y que generan corrientes de caudales muy
irregulares, llegando en algunos casos excepcionales, como
durante el fenómeno El Niño, a movilizar ingentes
volúmenes de sedimento en suspensión y
arrastre.

     A esto se suma, la forma
en que se están utilizando las tierras de las partes altas
de la cuenca que favoreciendo el flujo rápido del agua y
por lo tanto causa erosión de
los suelos y el transporte de sedimentos finos y
gruesos.

     Los resultados de estudios y otros
documentos
elaborados antes y durante la construcción de la Represa,
muestran que el régimen sedimentario del río
Jequetepeque en el Gallito Ciego, han sufrido variaciones
sustanciales, lo que se considera como la consecuencia directa
del cambio del
régimen hidrometeorológico del río
Jequetepeque y de su cuenca, que en general se observa a partir
de 1968/69, de su aprovechamiento indiscriminado y del manejo
inadecuado de la misma cuenca.
  

     La represa Gallito Ciego
está sufriendo una colmatación acelerada, debido a
la inestabilidad de las vertientes de los ríos tributarios
que desembocan al río Jequetepeque; este proceso se ha
incrementado con los recientes períodos húmedos que
han ocurrido últimamente, este fenómeno está
acortando la vida útil de la represa.

     Debido a los efectos del
fenómeno El Niño de 1997/98, la represa Gallito
Ciego ha incrementado su volumen de sedimentación,
consistente en materiales
sólidos en suspensión y materiales de arrastre. El
aporte total promedio anual de sólidos del río
Jequetepeque en la represa, para el período 1943/44 a
1998/99 ha alcanzado 2.9 MMC, en lugar de 1.7 MMMC considerados
para el diseño;
para el período de 1968/69 a 1998/99, se tiene un aporte
de materiales sólidos de 3.4 MMC, con lo cual se
tendría una vida útil de 33 años de la
represa.

     La masa total de la
descarga de los sólidos del río Jequetepeque a
Gallito Ciego de 1987/88 a 1998/99 era de 52.4 MMC, de los cuales
38.9 MMC son sólidos en suspensión y 13.5 MMC de
sólidos de acarreo, los cuales se han depositado en los
volúmenes muerto e inactivo, así como en el
útil.

     La última batimetría
realizada en mayo de 1999 determinó que el embalse ha
perdido 65 MMC en volumen sedimentado, de los cuales 41.7 MMC se
encuentran depositados en la zona de "cola" del embalse; 15.1 MMC
en la zona cercana al dique y estructuras de captación y
los restantes 8.2 MMC repartidos a lo largo del vaso. El Volumen
total de material fino ingresado por suspensión supera los
45 MMC que representa alrededor del 70% del material
sedimentado.

     Informaciones del mes de Mayo 2001,
después del período de las lluvias, el Río
Jequetepeque está aportando a la presa 10 gr/l de agua y
están saliendo 0.3 gr/l.

RECOMENDACIONES

-Realizar un estudio exhaustivo de los sedimentos de la
Represa Gallito Ciego. Por sus características
granulométricas y mineralógicas, ya que representa
el comportamiento ambiental de los sólidos en la cuenca.
Controlar la extracción de materiales de
construcción que perturban el lecho de la cuenca
propiciando la generación de sólidos
suspendidos.

– Controlar el aporte de aguas residuales
domésticas a la cuenca.

BIBLIOGRAFÍA

1.De Freitas H. Valdemar, Asistencia para la
Protección de la Presa Gallito Ciego de los problemas de
Sedimentación

Proyecto TCP/PER/0167. Mayo 2001

2- Higmans R. y Otros, El Uso de Información Geográfica en la
Planificación del Manejo de los Recursos
Naturales. Conservación de Suelos en la
Encañada.

Cajamarca 2000

3- Hudson Norman, Conservación del
Suelo

Editorial Reverté, España-1982

4- Kiersch Benjamín, Asistencia para la
Protección de la Presa Gallito Ciego de los problemas de
sedimentación.

Proyecto TCP/PER/0167. Julio 2001

5- Oficina Nacional
Plan de
Ordenamiento Ambiental de la Cuenca del río de Evaluación
de Jequetepeque para la Protección del Reservorio Gallito
Recursos Naturales Ciego y del Valle Agrícola

ONERN Diciembre 1988

6- Proyecto Especial
Informe de Mediciones Topográficas y
Batimétricas

Jequetepeque-Zaña en el Embalse Gallito Ciego
para la determinación

de su capacidad de almacenamiento.

Junio 1999

7- Proyecto Especial Informe de Mediciones
Topográficas y Batimétricas

Jequetepeque-Zaña en el Embalse Gallito
Ciego.

Octubre 2000

ANEXOS

Caudales

Estaciones
Hidrométricas

Caudales diarios Estación de Aforo
Ventanillas

Registro Histórico Año
2001

Q (m3/s)

Caudales diarios Estación de Aforo
Pampa Larga

Registros Históricos Año
2000

Q (m3/s)

Análisis de Máximas Avenidas

• Estación Ventanillas

Análisis de Máximas Avenidas

• Estación Pampa Larga

Análisis de Máximas Avenidas para la
Microcuenca del Río Pallac

Autor:

Julio C. Cobeñas

Perú

2007

Partes: , 2, 3