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GOBIERNO REGIONAL DE LAMBAYQUEGERENCIA REGIONAL DE AGRICULTURA G. R. A.

ESTUDIO HIDROLGICO E HIDRULICO

EXPEDIENTE TCNICO:CONSTRUCCIN DE DEFENSAS RIBEREAS EN LAS MRGENES DEL RIO REQUE EN LOS DISTRITOS DE CIUDAD ETEN Y MONSEF, PROVINCIA CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE

CHICLAYO, ABRIL DEL 2013

Calle Las Magnolias 310, Urbanizacin Los Parques-Chiclayo, telfonos: 979997604, RPM #219517

ESTUDIO HIDROLGICO E HIDRULICOCONTENIDO1.1ASPECTOS GENERALES41.2OBJETIVOS DEL PROYECTO71.3FINANCIAMIENTO71.4UBICACIN DE LA OBRA81.5ACCESO A LA OBRA81.6DESCRIPCIN DE LAS OBRAS81.6.1CONSTRUCCIN DE LA DEFENSA RIBEREA IZQUIERDA, LONGITUD = 2,937 m91.6.2CONSTRUCCIN DE LA DEFENSA RIBEREA DERECHA, LONGITUD = 937 m101.6.3ACONDICIONAMIENTO DE DIQUE CENTRAL, LONGITUD = 450 m111.6.4ALCANTARILLAS DE PASE121.6.5LIMPIEZA Y ENCAUZAMIENTO DEL RO122.1INFORMACIN HIDROMETEOROLGICA EN EL MBITO DE LA CUENCA132.1.1DESCRIPCIN GENERAL DE LA CUENCA132.1.2INFORMACIN METEOROLGICA132.1.3INFORMACIN HIDROMTRICA143.1SISTEMA HIDROGRFICO, CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS Y EVALUACION DE LAS CONDICIONES HIDROMETEOROLGICAS183.1.1SISTEMA HIDROGRFICO Y CUENCA183.1.2SUBCUENCAS Y TRASVASES DEL RO CHANCAY-LAMBAYEQUE, CUENCAS VECINAS Y SUS PARMETROS FISIOGRFICOS193.1.3CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS DE LA CUENCA203.2INFORMACIN EXISTENTE Y SU EVALUACIN313.2.1EVALUACIN DE LA INFORMACIN METEOROLGICA313.3ANLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIN PLUVIOMTRICA373.3.1ANLISIS DE LA RED DE ESTACIONES373.3.2ANLISIS DE CONSISTENCIA DE LOS REGISTROS383.3.3ANLISIS DE DOBLE MASA383.3.4ANLISIS ESTADSTICO433.3.5ANLISIS DE TENDENCIA LINEAL443.3.6COMPLETACIN Y EXTENSIN DE LA INFORMACIN443.3.7RECOMENDACIONES E IMPLEMENTACIN DE LA RED METEOROLGICA453.3.8PRECIPITACIN AREAL MEDIA DE LA CUENCA463.4ANLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIN HIDROMTRICA483.4.1Informacin483.4.2Anlisis de la informacin hidromtrica histrica del ro Chancay-Lambayeque484.1HIDROLOGA DE MXIMAS AVENIDAS624.2UBICACIN POLTICA, GEOGRFICA Y VAS DE ACCESO634.2.1UBICACIN POLTICA634.2.2UBICACIN EN COORDENADAS UTM634.2.3VAS DE ACCESO634.3ANTECEDENTES634.4JUSTIFICACIN DEL PROYECTO644.5OBJETIVOS Y METAS DEL PROYECTO644.5.1OBJETIVOS644.5.2METAS654.6ACTIVIDADES A EJECUTAR654.7DESCRIPCIN DEL REA DEL PROYECTO664.7.1DESCRIPCIN GENERAL DE LA CUENCA664.7.2UBICACIN Y EXTENSIN664.7.3CLIMATOLOGA674.8CLCULO DE LAS MXIMAS AVENIDAS694.8.1CONSIDERACIONES PREVIAS694.8.2CARACTERSTICAS HIDROLGICAS694.8.3ANLISIS DE PRECIPITACIONES MXIMAS774.8.4CLCULO DE AJUSTE Y PERIODOS RETORNO PARA PRECIPITACIONES MAXIMAS t = 24 H.804.8.5SELECCIN DE LA DISTRIBUCIN TERICA CON MEJOR AJUSTE EN LA SERIE.804.8.6MODELO DE SIMULACIN824.8.7PROCESO DE DISEO DEL MODELO854.8.8RESULTADOS DE LA SIMULACIN EN RGIMEN NATURAL864.8.9DETERMINACIN DE CAUDALES MXIMOS EN BOCATOMA RACA RUMI874.8.10CAUDALES MXIMOS DE AVENIDA EN SECCIONES DE LA CUENCA895.1EVALUACIN HIDRULICA Y DISEO DEL PROYECTO905.2OBJETIVOS915.3RESUMEN DE LOS CAUDALES DE AVENIDA915.4SIMULACIN HIDRULICA945.4.1CARTOGRAFA Y TOPOGRAFA UTILIZADA945.4.2APLICACIN DE SOFTWARE955.5CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES1045.5.1CONCLUSIONES1045.5.2RECOMENDACIONES106

CAPITULO I

1.1 ASPECTOS GENERALESEl Puente Eten sobre el ro Reque, es una obra de gran importancia, cuyo fin es interconectar los distritos de Monsef y Eten de la Regin Lambayeque, se es conocido que las inundaciones generan cuantiosas prdidas en la zona baja del valle Chancay-Lambayeque, como consecuencia del aumento de las descargas del ro Reque por encima de los 500 m3/s, y ms an, cuando se presentan eventos extraordinarios como el Fenmeno El Nio, en cuyo caso sobrepasaran los 1800 m3/s en el sector donde se localiza el puente Eten. Por dicha problemtica suscitada y con la finalidad de prevenir mayores desastres en las ciudades de Monsef y Eten ante una inminente aproximacin del Fenmeno El Nio, las instancias correspondientes del Gobierno Regional Lambayeque, han visto la necesidad primordial de considerar la construccin de las defensas ribereas en ambas mrgenes del ro, asimismo, acondicionar e instalar en el camino derecho de acceso al puente Eten alcantarillas abovedadas de gran dimetro, y de esta manera permitir el pase de avenidas extraordinarias que sern determinadas en el presente Estudio Hidrolgico, el cual forma parte del Expediente Tcnico denominado: CONSTRUCCIN DE DEFENSAS RIBEREAS EN LAS MRGENES DEL RIO REQUE EN LOS DISTRITOS DE CIUDAD ETEN Y MONSEF, PROVINCIA CHICLAYO, DEPARTAMENTO DE LAMBAYEQUE.El ro Reque en la parte media a baja del Valle, se caracteriza en que de ao en ao, sus riberas vienen siendo afectadas por las grandes descargas, tenindose que realizar posteriormente obras de rehabilitacin y proteccin para garantizar la integridad de las reas agrcolas y asentamientos poblacionales colindantes, as como la campaa agrcola instalada, con el consecuente desembolso de recursos.Mediante Decreto Supremo N 184-2012-EF del 22-09-2012, el Gobierno Central ha autorizado la transferencia de partidas presupuestales a favor del Gobierno Regional Lambayeque para la ejecucin de proyectos de prevencin ante posibles inundaciones.Dentro del listado de proyectos que van a ser ejecutados, se encuentra el siguiente: Construccin de Defensas Ribereas en las Mrgenes del Rio Reque en los Distritos de Ciudad Eten y Monsef, Provincia Chiclayo, Departamento de Lambayeque. Por acuerdo del Directorio de Gerentes del Gobierno Regional Lambayeque ser la Gerencia Regional de Agricultura quien ejecutar los proyectos de encauzamiento de ros, para lo cual en primer lugar es menester seleccionar el Consultor para la elaboracin del Expediente Tcnico de Obra correspondiente.El presente documento, presenta un anlisis hidrolgico e hidrulico del proyecto, con la finalidad de sustentar el diseo de las obras de proteccin al Puente Eten, las ciudades Monsef-Eten y anexos, zonas agrcolas e infraestructura social y productiva; atenuando los efectos de las mximas avenidas del ro Reque o Chancay-Lambayeque, que, debido al estrechamiento del cauce por la construccin del Puente, originaran el efecto del flujo de remanso, produciendo tirantes elevados, deposicin de sedimentos aguas arriba del Puente y consecuentemente peligros de inundacin.Es menester manifestar que el presente proyecto, si bien es cierto tiene como objetivo principal la proteccin del Puente Eten, ha sido concebido en un contexto integral, vale decir que no es tcnico aislar el proyecto en cuanto a defensas ribereas se refiere, solamente para la proteccin del puente, teniendo en cuenta que en el rea de influencia del proyecto se encuentra Ciudad Eten (margen izquierda) y zonas de cultivo vulnerables a desbordes, a razn de ello, dichas variables han sido considerados en el presente estudio para determinar el diseo definitivo de las defensas ribereas del sector aledao al Puente Eten.Para realizar el diseo de la alternativa de defensas ribereas, se elabor el planeamiento hidrulico, as como el modelamiento hidrolgico e hidrulico del ro Chancay-Lambayeque en la zona de estudio, con las condiciones actuales topogrficas y estructura del Puente Eten; siendo las principales conclusiones y recomendaciones las siguientes: Remanso del flujo, aguas arriba del puente, para los caudales de avenida obtenidos, inclusive, para caudales inferiores a los 1500 m3/s, como consecuencia del estrechamiento del cauce del ro Reque, generando deposicin de sedimentos (zona de bajas velocidades), disminucin de la seccin hidrulica, desborde e inundacin en las ciudades de Monsef y Eten, zonas agrcolas e infraestructura existente. Problemas de erosin bajo el Puente, para los caudales de avenida calculados, inclusive, para caudales inferiores a los 1500 m3/s, la erosin ser producto del estrechamiento del cauce respecto a la anchura de la avenida, y la erosin local por los elementos que rodean a la corriente (pilares, estribos y diques de encauzamiento), adicionalmente deben sumarse a la erosin general causada por el ro. En la zona aguas abajo del puente se producir un flujo gradual o rpidamente variado retardado, por la influencia de la contraccin del cauce, asimismo, problemas de inundacin y erosin. Las principales medidas estructurales requieren adecuar la seccin hidrulica del ro hasta alcanzar una seccin estable (mitigar los efectos de erosin y sedimentacin), con la proyeccin diques de encauzamiento para un diseo que corresponda al caudal de avenida de 50 aos de retorno. El ancho estable del ro, ha sido calculado por el mtodo de Maza Cruiskshank, es de 350 m, con alturas de diques de 3.00 m a 4.50 m con taludes (H:V) 1.5 en 1 conformado con material de relleno (suelo granular y suelo arenoso-limoso), y en la zona del enrocado con talud 2 en 1; la pendiente promedio del cauce ser de: S = 3.13E-04 m/m. Al no poderse modificar la luz del puente de 152 m a 350 m (que era lo recomendable), se propone instalar 04 alcantarillas de seccin semi-elptica en una longitud de 100 m, con flecha mxima de7.423 m y luz de 20 m, ubicadas en el lado derecho del cauce principal (al finalizar el puente), que permita evacuar un caudal mximo de 500 m3/s, y por ende, el pase de la avenida correspondiente a los 50 aos de retorno. En funcin a los resultados obtenidos del clculo hidrolgico e hidrulico, se definieron las defensas ribereas en ambas mrgenes del ro, obras de encauzamiento, alivio y cruce; cuya funcin ser principalmente la proteccin del Puente Eten, las ciudades Eten y Monsef, zonas agrcolas e infraestructura existente, ante peligros de inundacin por la inminente presencia del Fenmeno El Nio, que trae consigo caudales extremos en la zona del Proyecto. El Proyecto, presentan obras de encauzamiento y construccin de 04 alcantarillas de seccin semi-elptica, que permitan evacuar un caudal de hasta 500 m3/s, disminuyendo el caudal que pase por el puente hasta 1411 m3/s, cuando se presente la avenida de 50 aos.En el estudio geofsico del Expediente Tcnico: Construccin del Puente Eten y Accesos, en el punto de Prospeccin Geofsica por refraccin ssmica, se ha limitado a explorar la estratigrafa inmediata al eje propuesto, determinando su distribucin en corte vertical de 30 m, la presencia de tres (03) estratos de textura predominante arenosa, sin incluir el correspondiente perfil local del lecho de roca, lo cual es el objetivo central del mtodo de exploracin geofsica por refraccin, utilizado en los estudios. Puesto que se desconoce la distribucin espacial de los estratos mencionados, no es posible posicionar la ubicacin de lentes de arena o limos libres de arcilla, que son altamente susceptibles al fenmeno de licuefaccin por sacudidas ssmicas intensas, con efectos de deformacin del suelo circundante local, por oscilacin o prdida instantnea de capacidad portante y el consiguiente colapso de las estructuras levantadas sobre la superficie comprometida.La agricultura en el Per, actividad que se practica bajo condiciones de alto riesgo y vulnerabilidad ante los efectos provocados por los fenmenos climticos, algunos de los cuales, pueden ser previstos y mitigados, siendo el de mayor impacto social y econmico sobre el sector agrario, las precipitaciones estacinales y extraordinarias, ocurridas durante el FENOMENO EL NIO, el cual da origen a las inundaciones, por el incremento en el caudal de los ros.Este fenmeno trae serias consecuencias, por los daos y prdidas de valor apreciable que afectan a la produccin, los terrenos agrcolas y en la infraestructura agrcola productiva (canales riego, entre otros), ahondando la situacin de pobreza, de los pequeos y medianos agricultores ubicados en las planicies de inundacin del ro.Adems, en la zona del proyecto, por tratarse del tramo final del ro, existen bajas pendientes por su cercana al mar, que producen la deposicin de sedimentos y formacin de meandros, generando cambios bruscos del cauce y ocupando las planicies de inundacin durante mximas avenidas y la afectacin de campos de cultivo.1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTOProteger la infraestructura del Puente Eten y tramos vulnerables del ro Reque que afecten a la ciudades de Monsef y Eten, dotando al cauce de las condiciones geomtricas e hidrulicas que garantice su funcionamiento en la poca de grandes descargas de agua, para el normal desarrollo de las actividades productivas de la zona. 1.3 FINANCIAMIENTOLa fuente de Financiamiento para el Proyecto denominado, Construccin de Defensas Ribereas en las Mrgenes del ro Reque en los distritos de las ciudades Eten y Monsef, provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque, provienen del Gobierno Central, que autoriz la transferencia de partidas presupuestales a favor del Gobierno Regional Lambayeque, el cual realizar la transferencia a la entidad correspondiente para la ejecucin del Proyecto.1.4 UBICACIN DE LA OBRALas defensas ribereas del puente Eten, se localizan en la jurisdiccin de los distritos Eten (margen izquierda) y Monsef (margen derecha), provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque.Las coordenadas UTM de ubicacin, son las siguientes: Defensa riberea izquierda:9237879 N, 627579 E (inicio); 9237126 N, 624811 E (fin) Defensa riberea derecha: 9237674 N, 625858 E (inicio); 9237388 N, 624881 E (fin)1.5 ACCESO A LA OBRAEl acceso a la zona de estudio se realiza en vehculo desde Chiclayo, logrando llegar a ambas mrgenes del ro, mediante las rutas siguientes: Carretera Chiclayo - Monsef - Puente Eten, longitud de 14 Km. Carretera Chiclayo - Pimentel - Santa Rosa - Monsef, longitud 25 Km. Carretera Reque - Cruce Laran Monsef. Carretera Chiclayo - Reque - Puerto Eten - Puente Eten, longitud 22 Km. Carretera Chiclayo - Reque - Cascajales - Puente Eten, longitud 16.5 Km.1.6 DESCRIPCIN DE LAS OBRASEl presente proyecto considera la proteccin del Puente Eten, con el reforzamiento con diques de proteccin con enrocado de riberas de aproximadamente hasta 3.0 Km. del ro.El proyecto tiene por objetivo la proteccin del puente Eten, terrenos de cultivo, y la ciudad Eten, considerando la prolongacin del dique izquierdo, longitud 3,010 m., que seguir el alineamiento del ancho estable del ro (seccin aguas arriba del puente), hasta empalmar con cerro del anexo Cascajales. Comprenden las obras siguientes: Construccin de la defensa riberea izquierda, longitud = 3,010 m. Construccin de la defensa riberea derecha, longitud = 1,031.27 m. 04 Alcantarillas de pase de seccin semi-elptica, de seccin: 7.423 m de flecha mxima por 20.00 m de luz. Limpieza y encauzamiento del ro. Acondicionamiento del dique derecho de acceso al puente. Pavimento flexible y carpeta asfltica sobre dique de acceso.1.6.1 CONSTRUCCIN DE LA DEFENSA RIBEREA IZQUIERDA, LONGITUD = 3,010 mDefensa riberea tipo enrocado, conformado por roca en el talud hmedo y ua de proteccin en la base, relleno con material propio (material arenoso-limoso) y prstamo (material granular), las dimensiones y progresivas de ubicacin se detallan a continuacin:Desde Km. 0+000 hasta Km. 0+300 Altura de dique:3.50 m Talud enrocado (H : V):2 en 1 Profundidad de ua:2.50 m Base de ua:3.75 m Espesor del material de filtro:0.20 m Altura del material de relleno:3.50 m Talud material de relleno (Z):1.50 en 1 (para arenas limosas) Ancho de corona:4.00 m Espesor capa de afirmado:0.30 mDesde Km. 0+300 hasta Km. 3+010 Altura de dique:4.50 m Talud enrocado (H : V):2 en 1 Profundidad de ua:3.00 m Base de ua:4.50 m Espesor del material de filtro:0.20 m Altura del material de relleno:4.50 m Talud material de relleno (Z):1.50 en 1 (para arenas limosas) Ancho de corona:4.00 m Espesor capa de afirmado:0.30 mLa trayectoria de la defensa riberea izquierda, seguir el alineamiento de la seccin estable del ro, calculado en 350 m para un caudal de Q = 1 911 m3/s, su inicio empalmar con cerro de anexo Cascajales (aguas arriba), finalizando en una depresin natural (aguas abajo).1.6.2 CONSTRUCCIN DE LA DEFENSA RIBEREA DERECHA, LONGITUD = 1,031.27 mDefensa riberea tipo enrocado, conformado por roca en el talud hmedo y ua de proteccin en la base, relleno con material propio (material arenoso-limoso) y prstamo (material granular), las dimensiones y progresivas se detallan a continuacin:Desde Km. 0+000 hasta Km. 0+890 Altura de dique:4.00 m Talud enrocado (H : V):2 en 1 Profundidad de ua:3.00 m Base de ua:4.50 m Espesor del material de filtro:0.20 m Altura del material de relleno:4.00 m Talud material de relleno (Z):1.50 en 1 (para arenas limosas) Ancho de corona:4.00 m Espesor capa de afirmado:0.30 mDesde Km. 0+660 hasta Km. 0+937 Altura de dique:3.50 m Talud enrocado (H : V):2 en 1 Profundidad de ua:2.50 m Base de ua:3.75 m Espesor del material de filtro:0.20 m Altura del material de relleno:3.50 m Talud material de relleno (Z):1.50 en 1 (para arenas limosas) Ancho de corona:4.00 m Espesor capa de afirmado:0.30 mLa trayectoria de la defensa riberea izquierda, seguir el alineamiento de la seccin estable del ro, calculado en 350 m para un caudal de Q = 1 911 m3/s, su inicio y finalizacin empalmarn con terrazas de cultivo.1.6.3 ALCANTARILLAS DE PASEPara la circulacin normal del caudal de avenida de 1911 m3/s, y minimizar el problema de remanso por estrechamiento del cauce, se requiere la construccin de obras de pase en el acceso derecho del puente, mediante la instalacin de 04 alcantarillas de acero corrugado de seccin semi-elptica, que ocuparn una luz de 80 m, permitiendo aliviar un caudal mximo de 500 m3/s.Estas tuberas abovedadas, sern utilizadas por existir restricciones de altura entre el fondo del cauce y el nivel de rodadura, permitiendo descargas rpidas aminorando posibles limitaciones por sedimentacin del cauce.La carga viva est determinada de acuerdo a los requerimientos del proyecto. Se toma como mnima la de tipo HL-93 segn el artculo 3.6.1 AASHTO, para estructuras que soportan vas de acceso para pblico en general.El Peso unitario de diseo es de 22 kN/m para el suelo en la zona del relleno estructural, en funcin de las especificaciones de diseo La plancha corrugada tendr un perfil ondulado de 381 mm x 140 mm con las propiedades de diseo como se especifica en la norma ASTM A796-10. La resistencia a la fluencia mnima de diseo de la plancha corrugada ser de 300 MPa.Las planchas corrugadas tendrn un ancho efectivo de 762 mm, con una resistencia en las uniones como se especifica en la norma ASTM A796-10.Los tornillos en las uniones longitudinales tendrn un mnimo de 38mm desde el borde de la placa, y a una mxima separacin de 76 mm.Las costillas externas estarn formadas a partir de un espesor mnimo de acero de 4.77mm.Las costillas externas, cuando sea necesario, deben tener una distancia de separacin mxima de 1524 mm de centro a centro.La altura de cobertura de diseo de la estructura ser la indicada en los planos de construccin y confirmado por el fabricante.Los suelos para el relleno estructural sern durables, granulares y bien graduados, clasificados como A-1 o A-2 4 de acuerdo con la norma AASHTO M145, con requisitos adicionales segn lo especificado por el fabricante.El Mdulo de suelo mximo (E) que se usa para el diseo es de 24.0MPa, o menos, de acuerdo con la informacin del proyecto geotcnico.El diseo de la estructura se basa en el material de relleno estructural a ser utilizado. Los ensayos geotcnicos necesarios para determinar los parmetros de entrada del suelo para el diseo de la estructura incluyen curvas granulomtricas, lmites de Atterberg, y ngulo de friccin interna del suelo compactado (determinado por corte directo, ensayos triaxiales o proporcionado por un geotcnico calificado en base a evaluaciones previas y experiencia) como mnimo.1.6.4 LIMPIEZA Y ENCAUZAMIENTO DEL ROSe realizar la limpieza y encauzamiento del ro en las zonas siguientes. Encauzamiento y limpieza del cauce principal, con un ancho variable de 50 m y 80 m, y longitudes de 500 m y 200 m, respectivamente, para el trnsito de las descargas por el puente. Encauzamiento y limpieza del cauce de alivio, para permitir la evacuacin de las descargas por las alcantarillas, la seccin tiene un ancho de 50 m y longitud de 1 000 m.1.6.5 ACONDICIONAMIENTO DEL DIQUE DERECHO DE ACCESO AL PUENTESe realizar el acondicionamiento del acceso derecho al puente, para la colocacin de las alcantarillas, La longitud total de acondicionamiento ser de 300 m, siendo necesario realizar lo siguiente. Demolicin de dique existente. Perfilado y compactado en la zona de asentamiento del dique. Colocacin de las 04 alcantarillas de seccin semi-elptica. Conformacin del nuevo dique de acceso, mediante un relleno por capas desde el fondo hasta alcanzar una rasante adecuada, respetando la altura mnima de relleno por encima de las alcantarillas (1.5 m), este material de relleno ser propio del dique demolido y en parte de material granular de cantera. Excavacin y perfilado de taludes. Colocacin de geotextil y escollera en ambos taludes del dique.1.6.6 PAVIMENTO FLEXIBLE Y CARPETA ASFLTICA SOBRE DIQUE DE ACCESOEl pavimento flexible ser colocado encima de la corona del dique de acceso, y estar compuesto por sub - base, base y carpeta asfltica. El pavimento flexible proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, resistente a la accin del trnsito, a la del intemperismo y otros agentes perjudiciales, as como transmitir a las terraceras los esfuerzos por las cargas del trnsito. Entre las caractersticas principales que debe cumplir un pavimento flexible se encuentran las siguientes: Resistencia estructural, deformabilidad, durabilidad, costo, requerimientos de conservacin y comodidad.La carpeta asfltica ser colocada en la parte superior de un pavimento flexible. Es una capa de material ptreo cementado con asfalto que se coloca sobre la base.La carpeta asfltica deber cumplir con ciertas caractersticas dadas por la granulometra, dureza, forma de la partcula y adherencia con el asfalto.El contenido ptimo de asfalto para una carpeta, es la cantidad de asfalto que se necesita para formar alrededor de la partcula una membrana con un espesor suficiente para resistir los elementos del intemperismo, para que el asfalto no se oxide. El espesor no debe ser muy grande porque se pierde resistencia y estabilidad.Intensidaddeltrnsito pesadoen unsolosentidoTipodecarpeta

Mayorde2000vehculos/daMezclaen planta de7.5cm de espesormnimo.

1000a2000Mezclaenplantaconunespesor mnimode5cm.

500a1000Mezclaenellugaroplantade5cm comomnimo.

Menosde500Tratamiento superficial simple o mltiple.

CAPITULO II

2.1 INFORMACIN HIDROMETEOROLGICA EN EL MBITO DE LA CUENCA2.1.1 DESCRIPCIN GENERAL DE LA CUENCALa cuenca del ro Chancay-Lambayeque, presenta dos zonas diferenciadas, la zona baja del valle, que actualmente constituye el rea irrigada, es de topografa ligeramente plana; el clima es rido y seco, de escasas precipitaciones, la agricultura se ha desarrollado por medio del riego; los suelos son aluviales o elicos, de perfiles variables en su textura con predominancia de suelos ligeros, arenosos, francos a franco limosos y arcillosos, lo que ha permitido el desarrollo agrcola del valle en base a cultivos de arroz, caa de azcar, maz, menestras, yuca, hortalizas, algodn, cucurbitceas y frutales diversos; por el clima imperante es posible obtener dos cosechas al ao. La agricultura es bsicamente de riego, para lo cual se han construido obras hidrulicas como el Reservorio Tinajones, Bocatoma Raca Rumi, Canal Alimentador, Canal de Descarga, Canal Taymi y el Sistema de Drenaje; adems se cuenta con las obras de trasvase de las cuencas de los ros Conchano y Chotano, las que sirven para derivar aguas de dichos ros para el riego de las reas del Valle.En la parte alta, la cuenca es de topografa muy accidentada, de pendientes fuertes, de clima templado a fro con precipitaciones abundante de enero a abril; de mayo a septiembre con casi nulas precipitaciones y de octubre a diciembre con lluvias espordicas. La agricultura en estas zonas es en base a lluvias, con cultivos de maz, menestras, yuca, papa, olluco, en los valles templados se cultivan frutales diversos, como paltas, pltanos, naranjas, chirimoya, caa de azcar. La produccin en esta zona es autoconsumo; en algunas zonas existen pequeas obras de riego.2.1.2 INFORMACIN METEOROLGICALas Estaciones Climatolgicas ubicadas en el rea de estudio y consideradas para el anlisis, son de tres tipos: Climatolgica Principal (CP), Climatolgica Ordinaria (CO) y Pluviomtricas (PLU). La informacin registrada es muy variada, correspondiendo a las Climatolgicas Principales y Climatolgicas Ordinarias las mejor implementadas las cuales registran la precipitacin, temperatura, evaporacin, humedad relativa, vientos, horas de sol y presin atmosfrica; las estaciones Pluviomtricas registran la precipitacin que se enmarcan en la parte alta, media y baja de la cuenca.Para objeto del estudio, se dispone de informacin de estaciones pluviomtricas (PLU) en nmero de nueve, climatolgicas ordinarias (CO) en nmero de trece, y climatolgicas principales (CP) en nmero de dos, lo cual hace un total de veinticuatro estaciones climatolgicas utilizadas para anlisis de la cuenca.Considerando las 24 estaciones que cubren la cuenca del ro Chancay-Lambayeque y cuencas de trasvase hasta la estacin Raca Rumi, se dispone de un rea 3 523 Km2, resultando una densidad de la red de estaciones con registro de precipitaciones de 146.79 Km2/estacin, quedando as dentro del margen segn las recomendaciones de la Organizacin Mundial de Meteorologa, OMM, de 500 Km2/estacin.El total de las estaciones utilizadas con sus respectivas caractersticas de ubicacin y longitud de informacin para la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, se muestran en el Cuadros 2.1, de las cuales, las tres ltimas estaciones se localizan en el mbito de influencia del sector de riego Ferreafe. En la Figura N 3.10, se aprecia la ubicacin espacial de las estaciones meteorolgicas. 2.1.3 INFORMACIN HIDROMTRICALos recursos hdricos con que cuenta el ro Chancay-Lambayeque, con un rea total de cuenca de 5 309 Km2, son consecuencia directa de la precipitaciones estacionales que ocurren en la cuenca alta y adicionalmente, desde 1958 y 1983, se dispone de los recursos derivados de los ros Chotano (390 Km2) y Conchano (2.00 Km2), respectivamente, de la vertiente del Atlntico, haciendo un total de cuenca de 5 701 Km2.El registro principal de caudales disponibles de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, se realiza desde 1914 en la estacin denominada La Puntilla, la que fue destruida por el ro en el ao 1925, trasladndose la estacin a Carhuaquero (1926-1966) y posteriormente a la bocatoma Raca Rumi (1967 a la actualidad).Los caudales registrados en las estaciones hidromtricas Carhuaquero y Raca Rumi, se han visto influenciados a lo largo del tiempo por la operacin de diversas obras construidas y puestas en operacin escalonadamente.En el ao 1958, entr en operacin el tnel Chotano, de 5.00 Km de longitud aproximadamente, derivando parte de las aguas de la cuenca Chotano, hacia el ro Chancay-Lambayeque, conduciendo un caudal mximo de 33 m3/s.Durante los aos 1960 y 1965, se construy el reservorio Tinajones y se puso en operacin en 1968, regulando los aportes de las cuencas Chancay-Lambayeque y Chotano. El tnel Conchano de 4.20 Km. de longitud, fue puesto en servicio en el ao 1983, para derivar las aguas del ro Conchano hacia el ro Chotano, de donde dicho recurso son derivadas nuevamente hacia el ro Chancay-Lambayeque.El tnel Conchano tiene una capacidad de conduccin mxima de 13 m3/s.Los caudales trasvasados al ro Chancay-Lambayeque, son medidos en las estaciones Conchano y Chotano. En el Cuadro N 2.2, se detalla la informacin general de las estaciones comprendida dentro del mbito de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque Lambayeque y cuenca de trasvase.

ESTUDIO HIDROLGICO E HDRULICO10 de 108

Cuadro 2.1: Longitud de la informacin climatolgica de estaciones consideradas.

Cuadro 2.2: Longitud de la informacin hidromtrica de estaciones consideradas para el Proyecto

CAPITULO III

3.1 SISTEMA HIDROGRFICO, CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS Y EVALUACION DE LAS CONDICIONES HIDROMETEOROLGICAS3.1.1 SISTEMA HIDROGRFICO Y CUENCAa)Sistema Hidrogrfico ro Chancay-LambayequeEl ro Chancay-Lambayeque, tiene sus nacientes en la laguna Mishacocha, ubicada entre los cerros Coymolache y Callejones, a 3 900 msnm, a inmediaciones del centro poblado de Hualgayoc.Sus aguas discurren de Este a Oeste, y en su recorrido tiene diversos nombres, de acuerdo al lugar que cruza, como Chancay-Lambayeque en el distrito de Chancay-Baos; desde el partidor la Puntilla hasta el mar se le conoce como ro Reque.Su longitud desde sus nacientes hasta el mar es de aproximadamente 205 Km.Sus afluentes principales por la margen derecha son: quebrada Tayabamba, cauce donde desemboca el tnel Chotano, quebrada Huamboyaco, Cirato y ro Cumbil; por la margen izquierda, sus afluentes son: ros Caad, Chilar y San Lorenzo. La cuenca tiene una extensin de 5 309 Km2.b)Sistema Hidrogrfico del ro Chotano (trasvase)El ro Chotano tiene origen en la confluencia de las quebradas, ro Grande y Yanayacu, su orientacin desde sus nacientes es de Este a Noreste, con una longitud de 35 Km. hasta su derivacin al ro Chancay-Lambayeque.La cuenca del ro Chotano, de la vertiente del Atlntico, drena 386.33 Km2 hasta la estacin de aforos Lajas, ubicada en la localidad del mismo nombre, la fisiografa de la cuenca es bastante accidentada y se cuenta con dos estaciones de aforos en la cuenca alta; es influenciado por la derivacin Conchano, la cual incrementa su caudal considerablemente.La derivacin del ro Chotano al Chancay-Lambayeque, se ubica aproximadamente a 8 Km. aguas abajo del distrito de Lajas, a la altura del Cerro Montn, en su margen izquierda; la pendiente media es de 2.3% y de rgimen irregular de descargas, concentrndose stas en los meses de enero, febrero y marzo; luego las descargas disminuyen hasta ser mnimas en los meses de julio, agosto y septiembre.c)Sistema Hidrogrfico del ro Conchano (trasvase)El ro Conchano pertenece a la vertiente del Atlntico, descarga sus aguas en el ro Maran, por medio del ro Silaco, tiene su origen en varios afloramientos de agua de procedencia subterrnea, cuya extensin es de 2 ha.La derivacin del ro Conchano hacia el ro Chotano, es a partir de la quebrada Salabamba, mediante el tnel Conchano que desemboca el ro Doa Ana, zona ubicada en las coordenadas 6 28 de Latitud Sur y 78 40 de Longitud Oeste, altura media 2 400 msnm.d)Sistema Hidrogrfico MonteraLa quebrada Montera desemboca en el ro Chancay-Lambayeque por la margen izquierda. La cuenca recolectora de dicha quebrada es de 299.44 Km2, su longitud desde la cabecera hasta la desembocadura es de 46.39 Km., la pendiente por el talweg es de 0.0567 m/m.La zona de desembocadura en el ro Chancay-Lambayeque, es ocupada en gran parte por predios agrcolas y estn asentados los centros poblados de Pampagrande y Tablazos, asimismo, la va de acceso Tablazos-Carhuaquero. En su desembocadura el cauce no est muy bien definido, pues presenta ramificaciones del curso por las bajas pendientes. El cono de deyeccin de la quebrada Montera, est compuesto de cantos rodados de ligera redondez, cascajos, guijarros con relleno de arena y limos.3.1.2 SUBCUENCAS Y TRASVASES DEL RO CHANCAY-LAMBAYEQUE, CUENCAS VECINAS Y SUS PARMETROS FISIOGRFICOSPara efectos en la determinacin de la disponibilidad hdrica y aplicacin del modelo hidrolgico en las zonas de aportes hdricos en la cuenca del ro Chancay-Lambayeque; para ello se procedi a dividir la cuenca en 20 subcuencas y 05 cuencas vecinas y de trasvase, en los lugares donde se localizan las estaciones hidromtricas y aportes importantes, que finalmente servirn para calibrar el modelo y generar los respectivos caudales en las zonas mencionadas.La ubicacin de las subcuencas de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, se muestra en la Figura N 3.1.3.1.3 CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS DE LA CUENCALa respuesta hidrolgica de la cuenca est influenciada por sus caractersticas geomorfolgicas.Respecto a la relacin entre las caractersticas geomorfolgicas e hidrolgicas de una cuenca es importante anotar lo siguiente:...., La dificultad en relacionar las caractersticas fsicas e hidrolgicas de la cuenca se debe a un gran nmero de factores, como la disponibilidad de mapas; para otros parmetros, las definiciones son arbitrarias, de modo que existe la posibilidad de que an no se hayan logrado las definiciones ms apropiadas. Finalmente, es claro que la relacin entre las caractersticas fsicas, prcticamente estticas, de la cuenca y las caractersticas hidrolgicas, altamente estocsticas, de la misma, debe ser de gran complejidad.La cuenca del ro Chancay-Lambayeque tiene un rea de drenaje de 2,948.80 Km2 hasta la confluencia con la quebrada Montera; el ro principal, del mismo nombre, es de quinto orden y drena las escorrentas superficiales o excedentes de la cuenca hacia el Ocano Pacfico mediante su cauce final denominado ro Reque de 213.38 Km de recorrido, desde las nacientes en las alturas de la divisoria de la subcuenca Pabelln Grande hasta la desembocadura al mar.Se ha determinado valores de los parmetros de forma y relieve de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque de mayor importancia e interpretacin para cada subcuenca.Los parmetros geomorfolgicos han sido obtenidos del mapa base digitalizado en los software ARCGIS.El mapa base de la cuenca se muestra en la Figura N 3.1.Con fines de realizar el estudio hidrolgico en las secciones de inters, el mbito de estudio se ha dividido en veinticinco (25) subcuencas; de las cuales veinte (20) subcuencas corresponden a la cuenca del ro Chancay-Lambayeque hasta la confluencia con la quebrada Montera; y cinco (05) son subcuencas vecinas y de trasvase. La delimitacin estuvo en funcin a la ubicacin de las estaciones hidromtricas existentes y los cursos secundarios aportantes al curso principal dentro de la cuenca.Las caractersticas hidrolgicas de una cuenca son descritas en trminos de las siguientes propiedades: (a) rea, (b) forma, (c) relieve, (d) medidas lineales, y patrones de drenaje. En los Cuadros del N 3.1 al N 3.7, se presentan las caractersticas fisiogrficas de las subcuencas.a) rea de DrenajeEl rea de drenaje ha sido calculada para las veinticinco (25) subcuencas analizadas. El rea de drenaje, es quizs la propiedad de la cuenca ms importante, sta determina el potencial del volumen de escorrenta, proporcionando la tormenta que cubre el rea completa. La cuenca es delimitada por la unin de puntos altos que separan las cuencas de drenaje en salidas diferentes. Debido al efecto de flujo sub superficial (nter flujo y flujo subterrneo), la divisin de la cuenca hidrogrfica no podra estrictamente coincidir con la divisin topogrfica de la cuenca. La divisin hidrolgica, sin embargo, es menos tratable que la divisin topogrfica; por lo que, este ltimo es preferido para uso prctico.En general, a mayor rea de cuenca, mayor cantidad de escorrenta superficial y, consecuentemente, mayor flujo superficial.b) Forma de la CuencaUna descripcin cuantitativa de la forma de una cuenca es proporcionada por la siguiente frmula:

(3.1)Donde:Kf= Factor de forma.A = rea de la cuenca (Km2).L = Longitud de la cuenca (Km).c) Coeficiente de CompacidadUna descripcin alternativa de la forma de una cuenca est basada sobre la razn del permetro de la cuenca al rea. Para este propsito, un crculo equivalente es definido como un crculo de igual rea a aquella de la cuenca. El coeficiente de compacidad es la razn del permetro de cuenca a aquella del crculo equivalente. Esto conduce a:

(3.2)Donde:Kc= Coeficiente de compacidad.P = Permetro de la cuenca.A = rea de la cuenca.La respuesta de la cuenca se refiere al tiempo de concentracin de la escorrenta. El rol de la forma de la cuenca en la respuesta de la cuenca, no ha sido claramente establecido; podra mencionarse que, un factor de forma alto, o un coeficiente de compacidad cercana a 1, describen una cuenca que tiene una respuesta de cuenca rpida y empinada.Contrariamente, un factor de forma bajo o un coeficiente de compacidad mucho mayor que 1, describe una cuenca con una respuesta de escorrenta retardado. Sin embargo, muchos otros factores, incluyendo al relieve de la cuenca, cobertura vegetativa, y densidad de drenaje, son usualmente ms importantes que la forma de la cuenca, con sus efectos combinados que no son fcilmente percibidos.En los Cuadros N 3.1 al 3.7, se presentan los valores calculados del factor de forma y coeficiente de compacidad para cada subcuenca.Las subcuencas analizadas presentan valores comprendidos entre 1.17 a 1.83, cercanos a uno en la mayora de los casos, lo que indica una respuesta rpida de la escorrenta.d) Relieve de la CuencaRelieve es la diferencia de elevacin entre dos puntos referenciales. El relieve mximo de la cuenca es la diferencia de elevacin entre el punto ms alto en la divisoria de la cuenca y la salida de la cuenca. La razn de relieve es la razn del relieve mximo de la cuenca a la distancia recta horizontal ms larga de la cuenca, medida en una direccin paralela a aquella del curso de agua principal. La razn de relieve es una medida de la intensidad del proceso erosional activo en la cuenca.e) PendienteLa gradiente del cauce de un curso de agua principal es una medida conveniente del relieve de cuenca. La gradiente del cauce obtenida de las elevaciones mximas y mnimas, es referida como la pendiente S1. En los Cuadros del N 3.1 al N 3.7, se presentan los valores calculados para la pendiente de cada subcuenca.Una medida algo ms representativa de la gradiente del cauce es la pendiente S2, definido como la pendiente constante que corta el perfil longitudinal en dos reas iguales.Una medida de la gradiente del cauce que toma en cuenta el tiempo de respuesta de la cuenca es la pendiente equivalente, o S3. Para calcular la pendiente del cauce es dividida en n subtramos, y una pendiente es calculado para cada subtramo. Basado en la ecuacin de Manning, el tiempo de recorrido del flujo a travs de cada subtramo es asumido que es inversamente proporcional a la raz cuadrada de la pendiente equivalente. Esto conduce a la siguiente ecuacin:

(3.3)Donde:S3= Pendiente equivalente.Li= Cada longitud i de n subtramos.Si= Cada pendiente i de n subtramos.f) Rectngulo EquivalenteEs el rectngulo que tiene la misma rea y el mismo permetro que la cuenca. En estas condiciones tendr el mismo coeficiente de compacidad Kc de Gravelius, as como tambin iguales parmetros de distribucin de alturas, igual curva hipsomtrica, etc.Se deber tener, considerado que L y l, son las dimensiones del rectngulo equivalente.

(3.4)

(3.5)

(3.6)De donde se obtiene:

(3.7)

(3.8)

Ll

g) Mediciones LinealesLas mediciones lineales son utilizadas para describir la caracterstica unidimensional de una cuenca. En los Cuadros del N 3.1 al N 3.7, se presentan estas caractersticas lineales de las subcuencas analizadas.h) Longitud de CuencaLa longitud de cuenca (o longitud hidrulica) es la longitud medida a lo largo del curso de agua principal. El curso de agua principal (o corriente principal) es el curso de agua central y ms largo de la cuenca y la nica que conduce escorrenta hacia la salida.La longitud del curso principal del ro Chancay-Lambayeque, desde sus nacientes hasta la desembocadura al mar es de 213.38 Km.La longitud al centroide de la cuenca, es la longitud medida a lo largo del curso de agua principal, desde la salida de la cuenca hasta un punto localizado cercano al centroide.i) Orden de RosEl concepto de orden de corriente es esencial para la descripcin jerrquica de corrientes dentro de una cuenca. El flujo sobre terreno podra ser considerado como una corriente hipottica de orden cero. Una corriente de primer orden es aquella que recibe flujo de corrientes de orden cero, es decir, flujo sobre terreno.Dos corrientes de primer orden se combinan para formar una corriente de segundo orden. En general dos corrientes de orden m se combinan para formar una corriente m+1. El orden del ro de la cuenca es el orden de la corriente principal.El orden de corriente de una cuenca est directamente relacionado a su tamao. Cuencas grandes tienen rdenes de corriente de 10 o ms. La evaluacin de orden de corriente es ampliamente sensible a la escala del plano. Adems, considerable cuidado es requerido cuando se utiliza anlisis de orden de corriente en estudios comparativos de comportamiento de cuenca.El orden de la corriente del ro Chancay-Lambayeque es de 5.j) Densidad de DrenajeLas longitudes de todas las corrientes pueden ser sumadas para determinar la longitud total de la corriente. La densidad de drenaje de la cuenca es la razn de la longitud total de corriente al rea de cuenca. Una densidad de drenaje alta refleja una respuesta de escorrenta rpida y empinada, mientras que una densidad de drenaje bajas es caracterstica de una respuesta de escorrenta tarda. La relacin es la siguiente:

(3.9)Donde:Dd= Densidad de drenaje.Lt= Longitud total de las corrientes perennes o intermitentes en Km.Del Cuadro N 3.1 al N 3.7, se presenta los valores del ndice de drenaje de las subcuencas analizadas.

k) Extensin Media del EscurrimientoSe define como la distancia media que el agua debera escurrir sobre la cuenca para llegar al cauce y se estima por la relacin que existe entre el rea y 04 veces la longitud de todos los cauces de la cuenca.

(3.10)Donde:A= rea de drenaje.Dd= Densidad de drenaje.Lt= Longitud total de las corrientes perennes o intermitentes en Km.Del Cuadro N 3.1 al N 3.7, se presenta los valores del ndice de drenaje de las subcuencas analizadas. El valor para la cuenca del ro Chancay-Lamb. en Raca Rumi es de 0.41 Km.Las caractersticas fisiogrficas de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque con sus respectivas subcuencas, cuencas de trasvase y cuencas vecinas se muestran en los Cuadros 3.1 al 3.7. Cuadro 3.1: Parmetros fisiogrficos de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque y sus subcuencas (1-3)

Cuadro 3.2: Parmetros fisiogrficos de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque y sus subcuencas (2-3)

Cuadro 3.3: Parmetros fisiogrficos de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque y sus subcuencas (3-3)

Cuadro 3.4: Parmetros fisiogrficos de la subcuenca de trasvase al ro Chancay-Lambayeque

Cuadro 3.5: Parmetros fisiogrficos de la subcuenca Llaucano en Corellama

Cuadro 3.6: Parmetros fisiogrficos de la subcuenca Maygasbamba en Puente

Cuadro 3.7: Parmetros fisiogrficos de la subcuencas aguas abajo de la bocatoma Raca Rumi

Figura 3.1: Cuencas de trasvase y subcuencas de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque hasta la seccin de aforo Raca Rumi

3.2 INFORMACIN EXISTENTE Y SU EVALUACIN3.2.1 EVALUACIN DE LA INFORMACIN METEOROLGICALos parmetros climatolgicos de precipitacin, evaporacin total mensual, humedad relativa, nmero medio de horas sol da, temperatura media mensual, mxima y mnima, velocidad del viento, son los de mayor importancia en cuanto a la tipificacin o caracterizacin de la climatologa de la zona alta de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque - Lambayeque. Para ello se ha considerado estaciones enmarcadas en toda la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, para su descripcin e interpretacin y en caso de no existir la variable analizada dentro de las subcuencas se ha recurrido a estaciones cercanas al lmite de la cuenca y as fijar las tendencias de las diferentes variables meteorolgicas.Para la parte alta de la cuenca se ha contemplado 06 estaciones climatolgicas; dichas estaciones se clasifican en: 02 climatolgicas principales y 04 climatolgicas ordinarias.a) PrecipitacinEn la parte media y baja de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, se presenta cada cierto lapso de tiempo el fenmeno El Nio, que se caracteriza por las precipitaciones pluviales extraordinarias, como las del verano 1983 y 1998.El anlisis de la precipitacin del rea del Proyecto se ha basado en los registros de 44 aos (1964-2008) existentes en algunas estaciones pluviomtricas, en otras, con datos incompletos, se ha cubierto el vaco mediante clculos estadsticos de correlaciones y/o proporciones.En las Figura 3.2, se presentan las variaciones mensuales de las precipitaciones en la zona, que corresponde a la parte noreste de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, con precipitaciones medias anuales de 801.27 mm, que comprenden las estaciones de Huambos, Llama, Santa Cruz, Cochabamba, Chancay-Lambayeque Baos y Querocotillo.

Figura 3.2: Variacin precipitacin total mensual (mm) en estaciones consideradas en el estudio

b) Temperatura MediaPara el anlisis de la temperatura se ha utilizado los datos de las estaciones Huambos y Llama, por ser las ms representativas para estudiar la distribucin de la temperatura tanto en las cuencas de recepcin como en la zona a irrigar con la ejecucin del Proyecto.En el Cuadro de la Figura N 3.3, se muestra tanto la temperatura media mensual y anual, de las estaciones Huambos y Llama. Las temperaturas son similares en ambas estaciones, siendo ligeramente ms fro en la estacin Huambos. En Llama, la temperatura media mensual vara entre 15.2 C (en febrero) y 17.1 C (en julio).

Figura 3.3: Variacin temperatura media mensual (C) en estaciones consideradas en el estudio

c) Temperatura MximaLa temperatura mxima anual promedio en la zona es de 20.96 C; y con mximas mensuales de 22.81C a 23.02C, correspondiente a los meses de julio y agosto, respectivamente. La estacin considera para dicho anlisis fue la de Llama, que comprendi el periodo 2000 2008.La variacin de la temperatura mxima mensual de la estacin meteorolgica considerada, se muestran en la Figura N 3.4 siguiente. Figura 3.4: Variacin temperatura mxima media mensual (C) en la estacin Llama

d) Temperatura MnimaLa temperatura mnima anual promedio en la zona es de 12.56C; y con mnimas mensuales de 11.70C a 11.81C, correspondiente a los meses de noviembre y diciembre, respectivamente. La estacin considera para dicho anlisis fue la de Llama, que comprendi el periodo 2000 2008.La variacin de la temperatura mnima mensual de la estacin meteorolgica considerada, se muestran en la Figura N 3.5 siguiente. Figura 3.5: Variacin de la temperatura mnima media mensual (C) en la estacin Llama

e) Humedad RelativaPara el anlisis de la temperatura se ha utilizado los datos de las estaciones Huambos y Llama, por ser las ms representativas para estudiar la distribucin de la humedad relativa tanto en las cuencas de recepcin como en la zona a irrigar con la ejecucin del Proyecto. En el Cuadro de la Figura N 3.6, se muestra tanto la humedad relativa media mensual y anual, de las estaciones Huambos y Llama. Las humedades relativas son similares en ambas estaciones, siendo ligeramente mayor en la estacin Huambos. En Llama, la humedad relativa media mensual vara entre 68.56% (en julio) y 93.56 % (en febrero). La variacin de la humedad relativa en cada estacin meteorolgica ubicada en la zona estudio, se muestran en la Figura N 3.6.

Figura 3.6: Variacin humedad relativa media mensual (%) en las estaciones Llama y Huambos

f) Velocidad del VientoMedido mediante el anemmetro, este parmetro suele estar expresado en Km/h o m/s.La velocidad del viento media anual, en la parte alta noreste de la cuenca es de 1.46 m/s, medido en la estacin Llama, ubicada a 2 133.5 msnm.La variacin de la velocidad del viento en la estacin meteorolgica ubicada en la parte alta de la cuenca, se muestran en la Figura N 3.7.Figura 3.7: Variacin de la velocidad del viento (m/s) en la estacin Llama

g) Horas de SolEste parmetro describe el nmero de horas de sol durante un da o un mes, el mismo que es medido a travs de los heligrafos. Las horas de sol total media anual, en la parte alta noreste de la cuenca es de 73.59 hrs., valor obtenido segn los registros en la estacin Huambos, correspondiente al periodo 2000-2008.La variacin de las horas de sol en la estacin meteorolgica ubicada en la parte alta de la cuenca, se muestran en la Figura N 3.8.Figura 3.8 Variacin de horas sol (hrs.) en la estacin Llama

h) EvaporacinLa evaporacin suele ser medida por evapormetros de Tanque Clase A o Piche. La determinacin de este parmetro es importante, en el clculo de la evaporacin de embalses as como en el clculo de la Evapotranspiracin en el valle y en la cuenca. La evaporacin media anual, en la estacin Llama es de 62.69%, siendo la mnima mensual de 32.90% en el mes de febrero, y la mxima mensual de 100.80% en el mes de agosto.La evaporacin media anual, en la estacin Huambos es de 80.84%, siendo la mnima mensual de 64.00% en el mes de marzo, y la mxima mensual de 101.50% en el mes de agosto.La variacin de la evaporacin en cada estacin meteorolgica ubicada en la parte alta de la cuenca, se muestran en la Figura N 3.9.Figura 3.9 Variacin de la evaporacin media mensual evapormetros piche (mm) en estaciones

3.3 ANLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIN PLUVIOMTRICAPara el presente estudio ha sido necesaria la obtencin de series mensuales de calidad y extensin, suficientes para permitir el anlisis comparativo de los diferentes escenarios seleccionados para el uso del agua en el planeamiento del sistema. En consecuencia dada la informacin pluviomtrica existente y su dudosa fiabilidad, se ha incidido, tanto, en la recopilacin e interpretacin de los datos histricos, y la utilizacin de la metodologa para el anlisis de su consistencia que garanticen la calidad de los valores completados y extendidos.3.3.1 ANLISIS DE LA RED DE ESTACIONESSe ha llevado a cabo un anlisis global de la red de estaciones. Dicho anlisis cubre tres aspectos: Inventario exhaustivo de las estaciones de hidromtricas como meteorolgicas, no solamente dentro de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, adems aquellas que se encontraban en sus alrededores, y se detalla en los tems 2.2 y 2.3. Diagnstico de la red actual y evaluacin de su capacidad para suministrar la calidad y cantidad de informacin necesaria para la planificacin del sistema de recursos hdricos. Propuesta de mejoras y de localizacin de nuevas instalaciones, as como el establecimiento de un programa de mediciones de las fuentes de agua superficial.Producto de este anlisis resultan las estaciones utilizadas en el presente estudio y se muestran en los Cuadros N 2.1 y 2.2.3.3.2 ANLISIS DE CONSISTENCIA DE LOS REGISTROSBasndose en los registros hidrometeorolgicos disponibles, esto es: Precipitacin total mensual y caudal medio mensual de las estaciones ubicadas en la cuenca del ro Chancay-Lambayeque y alrededores, se plantean el anlisis de consistencia de la informacin.Se determin los periodos y longitudes de la disponibilidad temporal de las series histricas, tanto de la precipitacin total mensual, como el caudal. De donde se ha identificado un periodo comn de anlisis, que es el segmento de 1964 al 2011 de la red de pluvimetros y estaciones hidromtricas, que hacen un total de 48 aos.Para este anlisis se han considerado un total de 31 estaciones con pluvimetro, dentro y fuera de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque. 3.3.3 ANLISIS DE DOBLE MASAEl anlisis de doble masa se ha desarrollado siguiendo los siguientes pasos: Clculo de los valores de precipitacin total mensual y caudales medios mensuales acumulados de cada una de las estaciones y obtencin de la estacin promedio. Luego se realiz los grficos de doble masa entre los datos de precipitacin mensual acumulada o caudal medio mensual y de la estacin promedio del grupo, contra los datos de cada estacin. Se selecciona la estacin modelo la cual presenta menores saltos dentro de cada grupo. Se realiz los grficos de doble masa de cada una de las estaciones contra los datos de la estacin modelo. En caso de mostrar quiebres bruscos se procedi a contrastar con otras estaciones para identificar correctamente la confiabilidad de la estacin modelo en dicho periodo, pero no ha sido limitado hacer una correccin a la estacin modelo. En el Cuadro 3.8, se muestran los grupos de anlisis, y en la Figura 3.39 la ubicacin de las estaciones analizadas.

Cuadro 3.8: Grupos de pluvimetros de las estaciones meteorolgicasGrupoPluvimetro de las Estaciones

GRUPO IEstaciones Querocotillo e Incahuasi.

GRUPO IIChota y Lajas

GRUPO IIIHuambos, Cochabamba, Cutervo y Llama

GRUPO IVChancay-Lambayeque Baos y Santa Cruz

GRUPO VChugur, Santa Catalina y Quilcate

GRUPO VINiepos y Udima

GRUPO VIITocmoche y Puchaca

GRUPO VIIIOyotn y Tinajones

GRUPO IXHualgayoc, La Llilca, Llaucan, Qda. Shugar y Bambamarca

Figura 3.10: Red de estaciones hidrometeorolgicas consideradas en el Estudio.

La descripcin de cada grupo hidrolgico que se han conformado con los pluvimetros se describe a continuacin: Grupo PT01Estos pluvimetros se localizan fuera de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, pero permiten proporcionar informacin en la cabecera Noreste de la zona intermedia de la cuenca, sus caractersticas micro climticas son similares.El anlisis presenta una buena consistencia y con ligera irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio.La inconsistencia de los datos en el periodo 1982-1992 de la estacin Querocotillo, fue corregida, por presentar saltos tanto en la media con en la desviacin estndar. Grupo PT02Estos pluvimetros dan una cobertura terica a la cabecera Noreste y zona de trasvase (ro Chotano) de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, por estar enmarcado en las divisorias montaosas elevadas, las caractersticas micro climticas son similares.El anlisis presenta una buena consistencia y con poca irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio. Grupo PT03Estos pluvimetros se localizan en la zona de influencia del Proyecto en estudio y cabecera Noreste de la cuenca, permitiendo proporcionar informacin en la divisoria y parte alta de la cuenca, presenta caractersticas micro climticas algo similar.El anlisis presenta una regular consistencia y con ciertas irregularidades en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio.La inconsistencia de los datos en el periodo 1986-1996 de la estacin Huambos, fue corregida, por presentar saltos tanto en la media con en la desviacin estndar. Grupo PT04Estos pluvimetros se localizan en la zona alta de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, en los distritos de Chancay-Lambayeque Baos y Santa Cruz del departamento de Cajamarca, la informacin permite dar cobertura terica a la cabecera Noreste de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, presentan caractersticas micro climticas similares.El anlisis presenta una buena consistencia y con poca irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio. Grupo PT05Estos pluvimetros se localizan en la zona alta de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, en los distritos de Chugur, Llapa y Puln del departamento de Cajamarca, la informacin permite dar cobertura terica a la cabecera Este a Sureste de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, presentan caractersticas micro climticas similares.El anlisis presenta una buena consistencia y con cierta irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio.La inconsistencia de los datos en el periodo 1985-1994 de la estacin Quilcate, fue corregida, por presentar saltos en la desviacin estndar. Grupo PT06Estos pluvimetros se localizan fuera de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, pero permiten proporcionar informacin en la cabecera Sureste de la zona intermedia de la cuenca, sus caractersticas micro climticas son algo similares.El anlisis presenta una buena consistencia y con ligera irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio.La inconsistencia de los datos en el periodo 1973-1983 de la estacin Niepos, fue corregida, por presentar saltos tanto en la media como en la desviacin estndar. Grupo PT07Estos pluvimetros se localizan fuera de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, pero permiten proporcionar informacin en la cabecera Noreste de la zona intermedia de la cuenca, sus caractersticas micro climticas son algo similares.El anlisis presenta una regular consistencia y con cierta irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio.La inconsistencia de los datos en el periodo 1984-1992 de la estacin Puchaca, fue corregida, por presentar saltos tanto en la media como en la desviacin estndar. Grupo PT08Corresponde a la zona baja de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, que relacionan las estaciones de Tinajones y Oyotn.El anlisis muestra una buena consistencia, distribucin de la precipitacin anual irregular, marcada por la influencia de los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio, y otros muy secos.El anlisis de las estaciones Tinajones y Oyotn, presenta una buena consistencia, con marcada influencia de los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio. Grupo PT09Estos pluvimetros dan una cobertura terica a la cabecera Noreste y zona de trasvase (ro Chotano) de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, por estar enmarcado en las divisorias montaosas elevadas, las caractersticas micro climticas son similares.El anlisis presenta una buena consistencia y con poca irregularidad en la informacin, influenciada por los aos hmedos, por efecto del fenmeno El Nio.3.3.4 ANLISIS ESTADSTICOEl anlisis de doble masa ha permitido la identificacin de algunos saltos, lo que se traduce en la separacin de los perodos con informacin confiable respecto de aquellos que presentan deficiencias.El anlisis estadstico es un proceso de inferencia en relacin al comportamiento homogneo de la media y varianza de los diferentes perodos de informacin utilizando para ello las pruebas estadsticas "T" y "F", respectivamente.Mediante dichas pruebas es posible establecer si existe diferencia estadstica a un nivel de significacin de 95% entre la media y desviacin estndar de los dos perodos de informacin considerados.Para estas pruebas se establecen los parmetros estadsticos Tc y Fc como descriptores del comportamiento comparativo entre las muestras de longitud N1 y N2, de los periodos en anlisis.Los valores de Tc y Fc son comparados con los valores tericos lmites esperados obtenidos de las tablas estadsticas con una probabilidad del 95% (o un grado de significancia de = 0.05) y con N1+N22 grados de libertad para la prueba T Student y con N11, N21 grados de libertad para la prueba F. Si |Tc| < Tt y Fc < Ft, entonces el salto en la media y desviacin estndar respectivamente no es significativo, aun presentando quiebres en el diagrama doble masa; pero si el resultado es contrario a lo anterior, entonces si es necesario realizar la correccin respectiva.Para realizar las pruebas y estas correcciones se ha hecho uso de una hoja de clculo en Excel, y los resultados de los diferentes grupos realizados se muestran en detalle en el tem A.4 del Anexo A, para las precipitaciones.En las precipitaciones totales mensuales, se ha establecido, en consecuencia del clculo efectuado, existen diferencias significativas que motivaron un cambio por anlisis de saltos de la informacin corregida en ciertas estaciones, las cuales son las siguientes: Querocotillo, Huambos, Quilcate, Niepos y Puchaca.3.3.5 ANLISIS DE TENDENCIA LINEALPara evaluar la existencia de tendencias lineales en la serie anual, se evala el coeficiente de correlacin lineal entre la precipitacin total mensual - aos y caudal medio mensual - ao, a efecto de verificar si resultan significativas o no la relacin. Para esto se compara el estadstico "T" de Student para un nivel de significancia del 95% y N-2 grados de libertad, (siendo N el nmero de aos de registro); contra el estadstico calculado "Tc". Si se cumple que Tc < Tt, para = 0.05 de significacin y N-2 grados, entonces "r" no es significativamente diferente de cero y por lo tanto no existe tendencia.3.3.6 COMPLETACIN Y EXTENSIN DE LA INFORMACINLas estaciones meteorolgicas presentan perodos incompletos, por lo que se realiz el proceso de uniformizacin al perodo base.Se utiliz un procedimiento de correlacin simple mejorado, tomando una estacin base en cada grupo analizado, obteniendo correlaciones altas (r>0.80) en el anlisis.El modelo de regresin simple toma la forma siguiente:

Donde: = Es usado para remover el sesgo en el estimado de la varianza de Y est dada por:

= 1 cuando la variable aleatoria es considerada, y = 0 cuando la variable aleatoria no es considerada,t = Variable aleatoria normal o independiente con media cero y varianza unitaria.Las relacin de estaciones completas y extendidas, son mostradas en el tem A.5 del Anexo A, para el periodo comn de anlisis (1964-2011).3.3.7 RECOMENDACIONES E IMPLEMENTACIN DE LA RED METEOROLGICAEn base a los parmetros de referencia de la Organizacin Mundial de Meteorologa (OMM), la densidad de estaciones es regular; existen algunos faltantes en la cuenca media y alta.La mayor parte de las estaciones en la cuenca media y alta, corresponden a Pluviomtricas, con escasa o nula informacin a nivel diario. La informacin es limitada para realizar anlisis de frecuencias.Asimismo en la zona de futura incorporacin de reas agrcolas, debe completarse el tipo de informacin a ser obtenida.Se recomiendan las siguientes complementaciones para algunas estaciones ubicadas en la cuenca: Las estaciones con categora de Pluviomtricas, se recomienda se conviertan en Pluviogrficas, adicionndose un Tanque evapormetro Tipo A. Asimismo, ciertas estaciones localizadas en la parte media de la cuenca, deben convertirse Climatolgica Principal, a fin de contar con los diferentes parmetros climticos para todo tipo de clculo, como apoyo para las reas de cultivo.3.3.8 PRECIPITACIN AREAL MEDIA DE LA CUENCAEl clculo de la precipitacin promedio sobre la superficie o cuenca hidrogrfica del ro Chancay-Lambayeque, en diversos puntos de sta, se ha desarrollado con la aplicacin del mtodo del polgono de Thiessen. Los clculos se han realizado con la informacin cartogrfica en formato digital de la cuenca. Estos valores fueron utilizados en el modelo determinstico de precipitacin-escorrenta y en el modelo regional de mximas avenidas.En la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, segn este mtodo, la precipitacin se distribuye de acuerdo a 20 polgonos, que se muestran en el Cuadro 3.9 y en el Plano N PC-H-PT Los resultados obtenidos muestran una adecuada estimacin de la precipitacin areal en la cuenca del ro Chancay-Lambayeque en el punto Raca Rumi, cuyo valor es de 995.64 mm/ao, ver Cuadro 3.10.En el Cuadro 3.10, se muestran las precipitaciones areales en diferentes puntos de la cuenca (Llaucano en Corellama, Maygasbamba, Chotano en Lajas, Conchano, Raca Rumi, Carhuaquero N 05, Juana de Ros y Montera), requeridos para desarrollar el modelo de Precipitacin-Escorrenta.Cuadro 3.9: Mtodo Polgono de Thiessen y sus porcentajes de ponderacin.

Cuadro 3.10: Precipitacin areal media mensual (mm) en sectores de inters de la cuenca

3.4 ANLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIN HIDROMTRICA3.4.1 InformacinLa informacin disponible, corresponde a las siguientes estaciones: Raca Rumi Carhuaquero Puntilla, caudales mensuales, perodo 1914-2011 (fuente COPEMA-JUDRCHL). Trasvase Chotano, caudales mensuales, perodo 1976-2011 (fuente COPEMA-JUDRCHL). Trasvase Conchano, caudales mensuales, perodo 1983-2011 (fuente COPEMA-JUDRCHL). Conchano en Puente, caudales mensuales, 1958-1982 (fuente CEPTI). Chotano en Lajas, caudales mensuales, 1958-2000 (fuente SENAMHI). Llaucano en Corellama, caudales mensuales, 1958-1993 (fuente SENAMHI). Maygasbamba en Puente, caudales mensuales, 1958-1981 (fuente SENAMHI).Se cuenta con informacin registrada en forma diaria de las estaciones hidromtricas Raca Rumi, trasvases Chotano y Conchano hasta la actualidad.3.4.2 Anlisis de la informacin hidromtrica histrica del ro Chancay-LambayequeLa cuenca del valle Chancay-Lambayeque Lambayeque tiene una extensin de 5 702 Km2, de los cuales 5 309 Km2 corresponden a la cuenca propia, 391 Km2 a la cuenca del ro Chotano y 02 Km2 a la cuenca del ro Conchano.La informacin hidromtrica del ro Chancay-Lambayeque ha sido registrada desde 1914 en forma continua, habindose sido analizada por diversas instituciones.La estacin hidromtrica de Raca Rumi es actualmente operada por la Junta de Usuarios del Distrito de Riego Chancay-Lambayeque Lambayeque JUDRCH-L, y dispone de informacin desde 1914 a la fecha.a) Caudales medios mensuales, mximos y mnimos del ro Chancay-Lambayeque, observados en la estacin Raca RumiEl anlisis comprendi lo siguiente: Con los registros de los caudales medios diarios, medidos en la estacin hidromtrica Raca Rumi para el periodo 1914-2011, se obtuvo los caudales medios mensuales, mximos y mnimos, que se resumen en el Cuadro N 3.11.Cuadro N 3.11: Descargas medias del ro Chancay-Lambayeque Lambayeque (1914-2011) - m3/sMESESQmedioQmxQmn

Enero28.9282.975.33

Febrero48.46167.575.05

Marzo70.93465.1322.58

Abril70.15392.6716.87

Mayo39.3889.7511.86

Junio20.3360.605.97

Julio11.5432.214.39

Agosto7.5819.872.86

Septiembre8.9132.762.08

Octubre17.7252.554.04

Noviembre20.4556.084.95

Diciembre22.0972.024.74

Promedio30.54127.017.56

b) Naturalizacin de caudales Las masas disponibles en el ro Chancay-Lambayeque; si bien existen registros de caudales en el ro Chancay-Lambayeque desde 1914 - a la actualidad, slo se consider el periodo 1983-2011, por las razones siguientes: En los periodos 1958-1966 (Estacin Carhuaquero) y 1967-1982 (Estacin Raca Rumi), los caudales registrados consideran los aportes de ro Chancay-Lambayeque y ro Chotano juntos. No existe registros de aforos en la Estacin Tnel Chotano en el periodo 1958-1966. En el periodo 1983 a la actualidad, los caudales registrados en la Estacin Raca Rumi, consideran los aportes del Chotano-Conchano. A partir del ao 1983, empez a funcionar el Tnel Conchano, el cual entrega sus aguas al ro Chotano, y mediante el Tnel Chotano, se derivan las aguas hacia el ro Chancay-Lambayeque, existiendo registros de aforos en ste periodo. Para naturalizar los caudales de la derivacin Chotano (1959-2011), se le resto los caudales aportantes de la derivacin Conchano, cuyos registros se cuentan a partir del ao 1983, obtenindose una masa disponible promedio de 157.84 Hm3/ao. Se procedi a realizar la extensin de la informacin hidromtrica en la derivacin Conchano (desde el ao 1959 a 1983), obtenindose una masa disponible promedio de 91.11 Hm3/ao. Para naturalizar los caudales del ro Chancay-Lambayeque (1914-2011), se le rest los caudales aportantes del Tnel Chotano, cuyos registros se cuentan a partir del ao 1983, obtenindose una masa disponible naturalizada promedio del ro Chancay-Lambayeque de 856.94 Hm3/ao. Las masas medias mensuales del ro Chancay-Lambayeque, periodo (1914-2011), se resumen en el Cuadro N 3.13.

CUADRO N 3.12: Descargas medias mensuales del ro Chancay-Lambayeque estacin Raca Rumi periodo (1914 2011)

CUADRO N 3.13: Masas medias mensuales del ro Chancay-Lambayeque estacin Raca Rumi periodo (1914 2011)

FIGURA N 3.11

FIGURA N 3.12

c) Curvas de frecuenciaSe naturaliz los caudales del ro Chancay-Lambayeque aforados en Raca Rumi, asimismo, los registros histricos de las derivaciones Chotano y Conchano. En base a ello, se determin las curvas de frecuencias con indicadores de disponibilidad al 50%, 75% y 90%. Dicha informacin, representa la probabilidad de ocurrencia de la corriente y por lo tanto puede utilizarse para pronosticar el comportamiento del rgimen futuro de caudales en las estaciones Chotano, Conchano y Raca Rumi. Los resultados son mostrados en las Figuras del N 3.13 al N 3.18.FIGURA N 3.13

FIGURA N 3.14

FIGURA N 3.15

FIGURA N 3.16

FIGURA N 3.17

FIGURA N 3.18

En las Figuras N 3.19 y 3.20, se presentan las descargas medias mensuales con persistencias al 50%, 75% y 90% del ro Chancay-Lambayeque del periodo 1984-2011, medidos en la estacin Raca Rumi. Se debe precisar que a partir del ao 1983 comenz a operar el trasvase Conchano.

FIGURA N 3.19

FIGURA N 3.20

d) Disponibilidad de agua superficialLas disponibilidades hdricas superficiales del valle Chancay-Lambayeque lo constituyen los escurrimientos hdricos que aporta el ro Chancay-Lambayeque, con un rea total de cuenca de 5 309 Km2, y que son consecuencia directa de las precipitaciones estacinales que ocurren en la cuenca alta.Para determinar la disponibilidad hdrica de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque en la seccin Raca Rumi, se procedi a naturalizar el registro histrico de las descargas (periodo 194-2011), obtenindose las frecuencias con persistencias al 50%, 75%, 90% y promedios. Los resultados del volumen anual naturalizado del ro Chancay-Lambayeque, son los siguientes:Vol. (al 50% de persistencia) = 730.50 Hm3, Vol. (al 75% de persistencia) = 501.50 Hm3, Vol. (al 90% de persistencia) = 359.40 Hm3 y Vol. Promedio = 853.10 Hm3.e) Por Trasvase y/o DerivacinAdicionalmente, desde 1958 y 1983, se dispone de los recursos derivados de los ro Chotano (391 Km2) y Conchano (2 Km2), respectivamente, de la vertiente del Atlntico, haciendo un total de la cuenca de 5 702 Km2.En el ao 1958, entro en operacin el tnel Chotano, derivando aguas de la cuenca Chotano hacia el ro Chancay-Lambayeque. Durante los aos 1960 y 1965, se construy el Reservorio Tinajones y se puso en operacin, regulando los aportes de las cuencas del ro Chancay-Lambayeque y Chotano. A fines del ao 1982 se concluy el tnel Conchano, complementndose las obras que conformaron la Primera Etapa del Sistema Tinajones.Las frecuencias de los volmenes anuales naturales trasvasados del tnel Chotano a la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, periodo 1958-2011, son los siguientes:Vol. Promedio = 157.10 Hm3, Vol. (al 50% de persistencia) = 140.70 Hm3, Vol. (al 75% de persistencia) = 84.86 Hm3 y Vol. (al 90% de persistencia) = 53.30 Hm3.Las frecuencias de los volmenes anuales naturales trasvasados del tnel Conchano a la cuenca del ro Chotano, fueron extendidos hasta completar el periodo 1958-2011, son los siguientes:Vol. Promedio = 78.10 Hm3, Vol. (al 50% de persistencia) = 69.50 Hm3, Vol. (al 75% de persistencia) = 46.90 Hm3 y Vol. (al 90% de persistencia) = 31.30 Hm3.f) Excesos al MarEl registro de los excesos del ro Chancay-Lambayeque al mar, son medidos en la estructura vertedora del barraje fijo de la bocatoma Monsef-Reque,y es realizado por el reade Operacin y Mantenimiento de la Junta de Usuarios Chancay-Lambayeque, desde el ao 1999. El resumen de los excesos mensuales al mar en Hm3se muestra en el Cuadro N 3.14.

CUADRO N 3.14: Masas medias mensuales del ro Chancay-Lambayeque (Hm3) vertidas al mar, medidos en la estructura vertedora del barraje fijo de la bocatoma Monsef-Reque

CAPITULO IV

4.1 HIDROLOGA DE MXIMAS AVENIDASEn los dos ltimos eventos extraordinarios (fenmeno del Nio) ocurridos en los aos 1,983 y 1,998, se presentaron lluvias de gran intensidad en la zona de estudio, que trajo como consecuencia la activacin de una serie de ros y quebradas adyacentes al ro Chancay-Lambayeque, ocasionando severos daos en centros poblados, infraestructura de riego y drenaje, predios agrcolas, asimismo, inundaciones con daos de carcter catastrfico en las zonas de Reque, Monsef y Eten. El Fenmeno "El Nio" es definido como la presencia de aguas anormalmente ms clidas en la costa occidental de Sudamrica por un perodo mayor a 4 meses consecutivos, tiene su origen en el Pacfico Central Ecuatorial.El fenmeno est asociado a las condiciones anormales de la circulacin atmosfrica en la regin Ecuatorial del Pacfico. Considerndose como condiciones anormales cuando el esquema de circulacin ecuatorial toma las siguientes tres posibilidades: puede intensificarse, debilitarse o cambiar de orientacin.Resulta obvio, pues, la conveniencia de abordar el problema de las avenidas e inundaciones desde una perspectiva amplia y sistemtica que contemple la problemtica anterior; en consecuencia, en el marco de este ESTUDIO, se han distinguido tres fases que permiten actualizar los estudios y trabajos realizados en el pasado y prever el desarrollo de otros acorde con la realidad actual.En concreto, se distinguen las fases siguientes: i) Caracterizacin hidrometeorolgica de las crecidas; ii) Identificacin de las zonas con riesgo potencial de inundacin; iii) Definicin de las acciones necesarias para atenuar o, en su caso, eliminar los daos de inundacin. Las dos primeras incluyen actividades destinadas a obtener la informacin que haga posible un diagnstico de la situacin en la cuenca tanto en lo relativo a la gnesis y propagacin de las avenidas como en lo que respecta a sus efectos. Por su parte, en la ltima fase se concretarn las actuaciones que resulta conveniente abordar a la luz del diagnstico anterior.El presente estudio contiene un Diagnstico del problema, con el objetivo de explicar las causas del evento y orientar las acciones que se han de ejecutar para proveer mayor seguridad a la poblacin, infraestructura de riego, zonas agrcolas, etc. El informe contiene el anlisis hidrolgico que permite caracterizar en trminos tcnicos el acontecimiento. Con estos anlisis ha sido posible delinear alternativas de soluciones estructurales y medidas no estructurales.4.2 UBICACIN POLTICA, GEOGRFICA Y VAS DE ACCESO4.2.1 UBICACIN POLTICAEl mbito de estudio del proyecto: Construccin de Defensas Ribereas en las Mrgenes del Rio Reque en los Distritos de Ciudad Eten y Monsef, Provincia Chiclayo, Departamento de Lambayeque, se localiza en la zona baja de la cuenca del ro Chancay-Lambayeque, en los distritos de Monsef y Eten, de la provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque.4.2.2 UBICACIN EN COORDENADAS UTMLa zona de estudio se localiza aproximadamente en las coordenadas UTM N 9 238 217E 627 870 y N 9 237 513E 625 025 hasta N 9 237 906E 626 030 y N 9 237 600E 625 343.4.2.3 VAS DE ACCESOExisten una serie de caminos de servicio que conducen a la zona del Proyecto, localizadas en ambas mrgenes del ro Reque, que son las siguientes: Carretera Panamericana Norte - Puente Eten, Carretera Chiclayo-Pimentel-Santa Rosa-Monsef, Carretera Reque-Cruce Lara-Monsef, Carretera Chiclayo-Reque-Puerto Eten-Puente Eten y Carretera Chiclayo-Reque-Cascajales-Puente Eten. 4.3 ANTECEDENTESComo parte del Expediente Tcnico, se requiere contar con un documento tcnico que sustente el clculo de las mximas avenidas, que permita definir las propuestas del planeamiento hidrolgico e hidrulico del sistema fluvial del ro Reque o Chancay-Lambayeque.La ocurrencia de eventos extremos como el fenmeno El Nio en la costa norte del Per, trae como consecuencia la presencia de lluvias torrenciales, el incremento de los ros y la activacin de quebradas aportantes al curso principal, tal como los ocurridos en los dos ltimos eventos de 1983 y 1998, en que los desbordes del ro Reque o Chancay-Lambayeque, produjeron la inundacin de extensas zonas de cultivo y ciudades como Reque, Monsef y Eten, ocasionando daos a la agricultura, infraestructura vial, vivienda e infraestructura de riego y drenaje del Proyecto Tinajones. En la actualidad existen zonas vulnerables en tramos del ro que requieren la aplicacin de medidas estructurales para mitigar los efectos de avenidas.Para los fines del presente estudio, se ha tomado como base las evaluaciones de campo, efectuadas durante la ocurrencia de las avenidas y en la etapa post evento. Lo cual ha sido corroborado y analizado con el apoyo de informacin hidromtrica, imgenes satelitales y topografa del lugar.Se ha efectuado una evaluacin de las avenidas mximas en base a los datos de la estacin hidromtrica Raca Rumi, y generacin de caudales mximos en las quebradas adyacentes al curso principal en el tramo de evaluacin.Con los resultados obtenidos, se proceder a dimensionar la caja hidrulica del ro, en funcin al periodo de retorno escogido, en zonas especficas y el dimensionamiento de las estructuras de proteccin.4.4 JUSTIFICACIN DEL PROYECTOEl ro Chancay-Lambayeque, conocido como ro Reque en el tramo evaluado, constituye un componente estratgico para el abastecimiento del Sistema Hidrulico Regulado del valle Chancay-Lambayeque, asimismo, permite el drenaje de las avenidas producto de las precipitaciones y aportes de los diversos cursos que conforman la cuenca.Con la aparicin de eventos hidrolgicos normales, ocasionan ciertos daos en zonas agrcolas, infraestructura de riego y drenaje, caminos de servicio y centros poblados, por dicho motivo, se requiere contar con medidas estructurales en el sector de estudio que permitan atenuar los eventos extremos hasta cierto grado de magnitud en las ciudades de Monsef y Eten.4.5 OBJETIVOS Y METAS DEL PROYECTO4.5.1 OBJETIVOSObjetivo GeneralDeterminar las mximas avenidas del ro Chancay-Lambayeque en secciones de inters de la cuenca (incluye la seccin del ro donde se localiza el puente Eten), para diversos periodos de retorno; que permitan dimensionar adecuadamente la seccin hidrulica de encauzamiento del ro y diseo de las obras de proteccin, atenuando los daos por posibles eventos hidrolgicos extremos. Objetivos EspecficosEstudio hidrulico del ro Reque en la zona de influencia del proyecto, considerando los caudales de avenida y determinando los tramos vulnerables susceptibles a desborde.Propuesta de obras de proteccin en el tramo crtico evaluado, y de esta manera precisar el alineamiento de las defensas ribereas, obras de alivio y alcantarillas.4.5.2 METASRealizar el diseo definitivo de las defensas ribereas del puente Eten en ambas mrgenes del ro Reque (longitud = 3 025 m en la margen izquierda y longitud = 1 181 m en la margen derecha), la adecuacin de las defensas existentes y la habilitacin e instalacin de alcantarillas de gran dimetro para aliviar las avenidas superiores a los 700 m3/s que circulen por el ro, atenuando las mximas avenidas por efecto del fenmeno de El Nio, y de esta manera proteger a las ciudades Monsef y Eten ante las inundaciones. 4.6 ACTIVIDADES A EJECUTAREl presente estudio, contempla la evaluacin del sistema fluvial del ro Chancay-Lambayeque, tramo Bocatoma Monsef - Eten hasta el Mar, longitud de 19.995 Km. Para dicho estudio, se tom como referencia la documentacin siguiente: Estudio de evaluacin de Avenidas Extraordinarias a Nivel de Factibilidad Tcnica, tomos I y II, elaborados por el consorcio Salzgitter Lagesa, Estudio Hidrolgico y Determinacin de los Lmites de Inundacin Aguas Abajo del Reservorio Tinajones, elaborado por CESEL S.A. y Evaluacin de la Infraestructura Mayor de Riego y Drenaje Taymi, elaborado por el rea Tcnica GDT, informacin pluviomtrica e hidromtrica de las estaciones, las caractersticas geolgicas, edficas y morfolgicas de la zona de estudio.Con la informacin obtenida en el estudio Hidrolgico, posteriormente se desarrollar el estudio Hidrulico del tramo comprendido entre el sector Cascajales hasta 300 m aguas abajo del puente Eten, mediante la elaboracin de modelos de simulacin de flujo permanente para el clculo de los niveles de agua en el tramo de anlisis. Para ello se emplear la aplicacin HEC-RAS, del Hidrologic Engineering Center del Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los Estados Unidos. Sobre el modelo del cauce actual, se han tomado los caudales correspondientes a los periodos de retorno de 25, 50, 100, 200, 500 y 1000 aos, determinndose luego, los niveles alcanzados por la corriente en las secciones de clculo; permitiendo desarrollar los Mapas Temticos de las Zonas Inundables.La informacin obtenida, ser la base fundamental para el desarrollo de distintas soluciones de medidas correctoras de carcter estructural en el ro Reque del tramo mencionado, como zonas propensas a ser afectadas por las avenidas extraordinarias que se producen por la presencia del fenmeno El Nio (encauzamientos que regulan las avenidas, limitando la inundacin y estableciendo una banda de ocupacin, modificacin de obras de proteccin, entre otros), estimando luego un coste de ejecucin material. 4.7 DESCRIPCIN DEL REA DEL PROYECTO4.7.1 DESCRIPCIN GENERAL DE LA CUENCALa cuenca del ro Chancay-Lambayeque, presenta dos zonas diferenciadas, la zona baja del valle, que actualmente constituye el rea irrigada, es de topografa ligeramente plana; el clima es rido y seco, de escasas precipitaciones, la agricultura se ha desarrollado por medio del riego; los suelos son aluviales o elicos, de perfiles variables en su textura con predominancia de suelos ligeros, arenosos, francos a franco limosos y arcillosos, lo que ha permitido el desarrollo agrcola del valle en base a cultivos de arroz, caa de azcar, maz, menestras, yuca, hortalizas, algodn, cucurbitceas y frutales diversos; por el clima imperante es posible obtener dos cosechas al ao. La agricultura es bsicamente de riego, para lo cual se han construido obras hidrulicas como el Reservorio Tinajones, Bocatoma Raca Rumi, Canal Alimentador, Canal de Descarga, Canal Taymi y el Sistema de Drenaje; adems se cuenta con las obras de trasvase de las cuencas de los ros Conchano y Chotano, las que sirven para derivar aguas de dichos ros para el riego de las reas del Valle.En la parte alta, la cuenca es de topografa muy accidentada, de pendientes fuertes, de clima templado a fro con precipitaciones abundante de enero a abril; de mayo a septiembre con casi nulas precipitaciones y de octubre a diciembre con lluvias espordicas. La agricultura en estas zonas es en base a lluvias, con cultivos de maz, menestras, yuca, papa, olluco, en los valles templados se cultivan frutales diversos, como patas, pltanos, naranjas, chirimoya, caa de azcar. La produccin en esta zona es autoconsumo; en algunas zonas existen pequeas obras de riego. 4.7.2 UBICACIN Y EXTENSINLa cuenca hidrogrfica del ro Chancay-Lambayeque, se ubica en el Norte del Per, polticamente su territorio corresponde a los departamentos de Lambayeque y Cajamarca.Geogrficamente se ubican entre los paralelos 6 20 y 6 56 de Latitud Sur, y entre los meridianos 78 38 y 80 00 de Longitud Oeste.El ro Chancay-Lambayeque pertenece a la vertiente del Pacfico, es de rgimen permanente y est conformado por los ros Tacamache y Perlamayo que nacen en la Cordillera Occidental de los Andes; desde sus nacientes hasta su desembocadura en el mar, su longitud es de 170 Km.; en su recorrido recibe aportes eventuales principalmente de los ros Caad, San Lorenzo, Cirato y Cumbil.Asimismo, el mbito de la Cuenca se extiende desde la Bocatoma Raca Rumi hacia aguas abajo hasta el lmite con el Ocano Pacfico, sta rea constituye el Sub Distrito de Riego Regulado, y desde la Bocatoma Raca Rumi hacia aguas arriba, se ubica el Sub Distrito de Riego No Regulado. Tiene una extensin de 5 702 Km2, de los cuales, 5 309 Km2 corresponden a la cuenca propia y 391 Km2 a la cuenca del ro Chotano y 2 Km2 a la cuenca del ro Conchano.4.7.3 CLIMATOLOGALa temperatura del aire en la cuenca es variable, as se tiene que en la estacin Lambayeque el promedio anual es de 21C y en Tinajones es de 23C, los valores mnimos registran un promedio anual de 17.9C en Lambayeque, 18.3C en Tinajones y 11C en Huambos; en tanto que los promedios mximos anuales alcanzan los 25.8C en Lambayeque y 29.9C en la estacin Tinajones, cuyo promedio mximo mensual en el mes de marzo es de 31.6C.La Humedad Relativa en el rea del Proyecto, principalmente en la parte correspondiente al departamento de Lambayeque, es alta con un promedio anual de 82% y un mnimo promedio de 61% y un mximo de 85%.La precipitacin pluvial en la cuenca del valle Chancay-Lambayeque es muy variable, dependiendo a la zona y poca del ao, stas se concentran en los meses de verano, enero a abril para la zona de la cuenca alta.Para la zona de riego ubicada en la costa, se tiene una precipitacin anual de 33.05 mm, en la estacin Tinajones.

La tendencia normal de las precipitaciones se ve notablemente alterada en la Costa, con la presencia del fenmeno El Nio, como lo ocurrido en 1998 en donde se registr una precipitacin anual de 1 549.5 mm en la estacin Tinajones (ocho veces ms que el promedio anual).ESTUDIO HIDROLGICO E HDRULICO102 de 108

FIGURA N 01: UBICACIN DE LA CUENCA DEL RO CHANCAY-LAMBAYEQUE

4.8 CLCULO DE LAS MXIMAS AVENIDAS4.8.1 CONSIDERACIONES PREVIASLos aportes al curso principal del ro Chancay-Lambayeque, ubicados aguas abajo de la estacin hidromtrica Raca Rumi, estn constituidas por las subcuencas siguientes: En la margen derecha, quebradas Magn, Palo Blanco, Desaguadero, La Cra 1, La Cra 2, Gallinazo 1, Gallinazo 2, La Victoria, Vichayal 1, Vichayal 2, Ro Loco y Sencie. En la margen izquierda, quebradas Montera y Agua Salada.En eventos hidrolgicos normales a extremos, se producen la activacin de dichas quebradas, incrementando significativamente los caudales del ro Chancay-Lambayeque en el tramo de anlisis.Al no contar con informacin hidromtrica, referente a caudales mximos diarios o instantneos de las quebradas mencionadas; se procedi a desarrollar un modelo de Precipitacin-Escorrenta para la obtencin de caudales de avenida en dichas quebradas.Con los resultados obtenidos en el modelo y la data histrica de caudales mximos diarios medidos en la estacin hidromtrica Raca Rumi, se determinaron los caudales de avenida para diversos periodos de retorno en la zona de estudio. 4.8.2 CARACTERSTICAS HIDROLGICASLa obtencin de la funcin de produccin de escorrenta o parte de la lluvia que genera escorrenta superficial (lluvia neta) se ha realizado por el mtodo del Soil Conservation Service, en la actualidad Natural Resources Conservation Service, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Este mtodo, denominado como mtodo del nmero de curva, parte de suponer un comportamiento hidrolgico del complejo suelo-vegetacin variable a lo largo de la tormenta, de manera que el coeficiente de escorrenta va aumentando paralelamente con el estado de saturacin.El nombre de mtodo deriva de una serie de curvas, cada una de las cuales lleva el nmero N, que vara de 1 a 100. Un nmero de curva N = 100, indica que toda la lluvia escurre, y un Nmero N = 1, indica que toda la lluvia se infiltra; por lo que los nmeros de curvas, representan coeficientes de escorrenta.Este mtodo es utilizado para estimar la escorrenta total a partir de datos de precipitacin y otros parmetros de las cuencas de drenaje.El mtodo fue desarrollado utilizando datos de un gran nmero de cuencas experimentales, y se basa en la relacin siguiente:

(01)donde:F=Infiltracin real acumulada (L)S=Infiltracin potencial mxima (L)Q=Escorrenta total acumulada (L)Pe=Escorrenta potencial o exceso de precipitacin (L)La ecuacin (01), se considera vlida a partir del inicio de la escorrenta, donde Pe se define como:

(02)Mientras que F es definida como:

(03)

El trmino (sustracciones iniciales) es definido como la precitacin acumulada hasta el inicio de la escorrenta y es una funcin de la intercepcin, almacenamiento en depresiones e infiltracin antes del comienzo de la escorrenta.

Los autores del mtodo, por datos experimentales obtuvieron una relacin entre y , la cual es la siguiente:

(04)Sustituyendo las ecuaciones (02), (03) y (04) en la ecuacin (01), se obtiene:

(05)

donde:Q=Escorrenta total acumuladaP=PrecipitacinS=Infiltracin potencial mximaEsta es la ecuacin principal del mtodo. El SCS despus de estudiar un gran nmero de pequeas cuencas, estableci una relacin para estimar S a partir del nmero de curva N, mediante la siguiente relacin:

(06)En esta ltima ecuacin S est expresada en pulgadas, para expresarlo en centmetro, hay que realizar la transformacin de las unidades:

(07) Sustituyendo (07) en (05), y si P est en mm y Q en mm, resulta:

(08)

Siendo

El SCS presenta el Cuadro N 06, la cual permite determinar el nmero de curva N para diferentes prcticas agrcolas, diferentes condiciones hidrolgicas y grupo hidrolgico de suelos. El Cuadro N 06 fue elaborado para una relacin y para una condicin de humedad antecedente promedio (CHA II).Para aclarar los conceptos de los parmetros, del cual depende el nmero de curva N del Cuadro N 06, se indican algunas definiciones.

a) Condicin HidrolgicaLa condicin hidrolgica se refiere a la capacidad de la superficie de la cuenca para favorecer o dificultar el escurrimiento directo, esto se encuentra en funcin de la cobertura vegetal, puede aproximarse de la siguiente forma:Cobertura VegetalCondicin Hidrolgica

>75% del reaentre 50% y 75% del rea