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HIDROLOGIA PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA AL PROYECTO MINERO

1 INTRODUCCIN

1.1 Antecedentes

Minera Peoles de Per S.A. (en adelante MPP) viene realizando tareas de exploracin geolgica est ubicada en el norte del Per a una altura de aproximadamente 4,100 msnm.

1.2 Descripcin general del rea del proyecto

Geopolticamente, el rea del Proyecto se ubica al noreste del Per en el departamento de Ancash, provincia de Sihuas, dentro de los distritos Cashapampa y San Juan.

Hidrogrficamente la ubicacin regional del Proyecto corresponde a la subcuenca del ro Rupac, el cual pertenece a la intercuenca del Alto Maraon V (N 121 - en el mapa de Unidades Hidrogrficas del Per), la cual est contenida en la regin hidrogrfica Amazonas en la vertiente del Atlntico.

La ubicacin regional del Proyecto se presenta en la Figura 1.1.

A nivel local el Proyecto se ubica en la microcuenca del ro Pasacancha (Tributario del ro Sihuas) y en la microcuenca del ro Andaymayo (Tributario del ro Chullin que a su vez descarga sus aguas al ro Sihuas). En la Figura 1.2 se puede apreciar el mapa de cuencas hidrogrficas.

Introduccin

La unidad hidrogrfica principal del Proyecto es la microcuenca del ro Pasacancha hasta su descarga en el ro Sihuas. En segundo lugar, es de inters la microcuenca del ro Andaymayo hasta su confluencia con el ro Chullin, puesto que una pequea parte del rea de influencia del Proyecto se encuentra ubicada en la parte alta de esta microcuenca.

1.3 Objetivos del estudio

El objetivo del estudio fue realizar un estudio hidrolgico, hidrogeolgico e hidrobiolgico que permita caracterizar la laguna Pacaycocha para fundamentalmente sustentar un expediente para la aprobacin del desage de la laguna Pacaycocha. Para lograr estos objetivos se programaron las siguientes actividades:

Batimetra de la laguna Pacaycocha.

Caracterizacin climtica e hidrolgica del rea del Proyecto.

Balance hdrico de la laguna Pacaycocha

Calidad de agua, muestra sedimentos del fondo de la laguna e hidrobiologa

Mapeo de manantiales en el entorno de la laguna Pacaycocha.

Supervisin para la instalacin de piezmetros de cuerda vibrante.

Seleccin de sitios de presa en reemplazo de la laguna Pacaycocha, balance hdrico y diseo preliminar.

Elaboracin del expediente de permiso de desage de la laguna Pacaycocha.

El presente informe incluye todas las actividades enumeradas excepto la elaboracin del expediente de permiso de desage de la laguna Pacaycocha el cual se presenta por separado.

As mismo, el presente informe incluye un estudio preliminar de abastecimiento de agua al Proyecto, actividad no incluida en el alcance original de los trabajos y que se consider como una extensin de las actividades de seleccin del sitio de presa en reemplazo de la laguna Pacaycocha.

1.4 Fuentes de informacin

Respecto de hidrologa la informacin disponible fue la siguiente:

Informe Estudio Hidrolgico Pacaycocha, preparado por O&L Consultores SAC, octubre 2009. Este informe provee una informacin preliminar de la hidrologa del rea del Proyecto.

Informe Manejo de datos meteorolgicos, preparado por SWS, Marzo 2011. Este informe resume la data meteorolgica y pluviomtrica para el perodo 20 de octubre de 2009 hasta el 30 de noviembre de 2010.

Informe Proyecto Pacaycocha Programa de Monitoreo de Caudales Informe Final del periodo Octubre 2010 - Septiembre 2011, preparado por SWS, Diciembre 2011. Este informe resume la medicin de caudales en los ros Pasancancha, Andaymayo y Sihuas.

Introduccin

No existen antecedentes de estudios hidrogeolgicos excepto los datos que se pudieron extraer de las perforaciones de exploracin diamantina.

1.5 Organizacin del informe

El presente informe ha sido organizado en dos volmenes. El Volumen I contiene el texto y figuras correspondientes incluyendo los siguientes 7 secciones:

La Seccin 2 provee una descripcin climtica.

La Seccin 3 describe la hidrologa (caudales).

La Seccin 4 describe la Laguna Pacaycocha.

La Seccin 5 describe las aguas subterrneas.

La Seccin 6 presenta una descripcin de las opciones para el abastecimiento de agua al Proyecto.

La Seccin 7 presenta opciones para la reubicacin de la laguna Pacaycocha.

El Volumen II contiene apndices con datos meteorolgicos y datos de las estaciones de aforo usados en el desarrollo del presente informe. Asimismo se presentan las fotografas de la ejecucin de los trabajos de batimetra en la laguna Pacaycocha, los protocolos de evaluacin del hbitat fsico y las fichas de muestreo de calidad de agua. De igual manera, tambin se presenta el informe de la evaluacin geolgica/geotcnica para cada sitio de presa evaluada.

Minera Peoles de Per S.A.

2 CLIMA

2.1 Introduccin

La presente seccin describe y caracteriza el rea del proyecto desde el punto de vista climtico. La caracterizacin climtica cubre la precipitacin anual y de tormentas, evaporacin, temperatura, humedad relativa, radiacin solar y vientos.

2.2 Clima

El Per est localizado dentro de la zona de los trpicos pero las condiciones climticas estn altamente influenciadas por la Cordillera de los Andes y la corriente ocenica fra de Humboldt, dando como resultado caractersticas climticas inusuales en el sentido que no reflejan el tradicional concepto de clima tropical (abundantes lluvias y vegetacin exuberante). Por el contrario, la zona de la costa presenta un clima desrtico, existen zonas de los Andes con temperaturas extremadamente bajas y existe la presencia de nevados en varios picos de la Cordillera.

La Cordillera de los Andes atraviesa el Per en una direccin aproximada Norte-Sur, creando tres zonas climticas distintivas: la Selva, la Sierra y la Costa. La zona de la Costa en su parte ms extensa, Piura en el Norte de Per, tiene aproximadamente 150 km de ancho, siendo el resto de la costa de unos pocos kilmetros.

La Cordillera de los Andes esta esencialmente formada por dos cadenas de montaas, la cadena Occidental y la Oriental, unidas por cadenas menores que forman valles nter- montanos donde se desarrollan microclimas con caractersticas propias.

La zona de la Selva est caracterizada por altas tasas de precipitacin ocasionada por las masas hmedas que son trasladadas a travs de la regin Amaznica por los vientos del Este. El flanco Oriental de la Cordillera de los Andes impone un gran obstculo a las masas de aire hmedo que alcanzan esta regin, forzando el ascenso de las mismas, producindose el enfrianto adiabtico y la eventual condensacin y precipitacin.

La otra caracterstica importante que influencia el clima del Per es la corriente ocenica fra de Humboldt y su interaccin con la corriente clida ecuatorial. La corriente de Humboldt nace en las cercanas de la Antrtida y se traslada en direccin Sur-Norte a lo largo de las costas del Chile y Per hasta el Ecuador. La corriente clida tiene sus orgenes en el Golfo de Panam y fluye en direccin Norte-Sur hacia el Ecuador.

Ambas corrientes se encuentran en el Sur de Ecuador y cambian de rumbo dirigindose hacia el Este en direccin a las islas Galpagos.


Clima

La corriente de Humboldt es responsable del sistema de alta presin que normalmente persiste en las costas del Per. Las masas de aire que circulan desde el mar hacia la costa son enfriadas por la presencia de la corriente de Humboldt reduciendo la posibilidad de precipitacin sobre la costa. Una situacin similar se produce en las costas de California en Estados Unidos y Namibia en frica.

La corriente fra de Humboldt es desplazada por la corriente ecuatorial clida aproximadamente cada 5 a 7 aos, alterando el sistema de alta presin y permitiendo que las masas de aire del Pacifico lleguen con suficiente humedad para producir altas precipitaciones.

El desplazamiento de la corriente fra de Humboldt es consecuencia del fenmeno complejo y global llamado El Nio que involucra la interaccin de la dinmica de la atmsfera y el Ocano Pacifico. Una caracterstica del fenmeno El Nio es que la temperatura del Ocano Pacfico en las cercanas de la costa del Per se eleva por encima de lo normal. El fenmeno opuesto, llamado La Nia, produce temperaturas del Ocano Pacfico ms fras de lo normal.

Es durante el fenmeno El Nio que la costa Norte del Per se transforma en una costa tropical, con precipitaciones abundantes en general entre los meses de diciembre y marzo.

De acuerdo a informacin provista por el SENAMHI, los efectos de El Nio en el Per van asociados con fuertes precipitaciones en la costa Norte, asemejndose a una costa tropical, incremento de huaycos en las laderas Occidentales de las Andes y una disminucin de precipitacin en la parte Sur del Per.

El fenmeno El Nio ha ocurrido recientemente en los siguientes aos: 1918, 1925-1926, 1929, 1932, 1939, 1940, 1941, 1943, 1951, 1953, 1956-1957, 1965, 1972-73, 1976, 1982-83, 1987, 1991-93 y 1997-98.

En el contexto climtico descrito, la precipitacin en la regin del proyecto Pacaycocha es consecuencia de las masas hmedas de aire provenientes de la cuenca Amaznica, y transportadas por vientos provenientes del Noreste. Estas masas de aire hmedo encuentran la Cordillera de los Andes producindose eventualmente la condensacin y precipitacin.

2.3 Fuentes de informacin

La informacin disponible para realizar la caracterizacin climtica provino de las fuentes que se detallan a continuacin.

2.3.1 Estaciones locales, pertenecientes a MPP

Una estacin meteorolgica satelital: Pacaycocha, instalada por SWS.

Dos estaciones pluviomtricas: Pasacancha y Llacchi, instaladas por SWS.

La estacin meteorolgica satelital instalada en el proyecto es marca Hobo y es fabricada por la compaa Onset Computer Corporation y registra las variables meteorolgicas que se listan en la Tabla 2.1.


Clima

Tabla 2.1 Variables meteorolgicas registradas por la estacin meteorolgica

Hobo

Variable Unidades

Temperatura del aire C

Humedad relativa del aire %

Radiacin solar W/m2

Precipitacin mm

Velocidad del viento m/s

Velocidad de rfagas de viento m/s

Direccin del viento

Presin baromtrica mbar

Nivel de agua tanque de evaporacin mm

La Figura 2.1 muestra las variables de estacin meteorolgica instalada en el proyecto.

Los pluvimetros Pasacancha y Llacchi son pluvimetros de contacto, marca Hobo Modelo RG3-M, tambin son fabricados por la compaa Onset Computer Corporation. Las Figuras 2.2 y 2.3 muestran los pluvimetros Llacchi y Pasacancha instalados.

La Figura 2.4 muestra la ubicacin de las estaciones locales.

2.3.2 Estaciones a nivel regional

Las estaciones a nivel regional provinieron de dos fuentes:

Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa (SENAMHI):

o Cuatro estaciones meteorolgicas: Pomabamba, Caraz, Yungay y Corongo.

o Tres estaciones pluviomtricas: Cabana, Safuna y Sihuas.

DUKE ENERGY:

o Tres estaciones meteorolgicas: Aguascocha, Paron y Conchucos.

o Una estacin pluviomtrica: Hidroelctrica.

La Tabla 2.2 proporciona un resumen de las estaciones regionales indicadas (coordenadas de ubicacin, variables meteorolgicas disponibles y perodo de registro de informacin), mientras que su ubicacin se muestra la Figura 2.5.

Los datos de las estaciones se presentan en el Apndice A1.

Clima

Tabla 2.2 Resumen de las estaciones meteorolgicas y pluviomtricas utilizadas en el estudio

Estacin Este Norte Altitud msnm Vertiente Tipo Fuente Variable (*)

Periodo de registro

Pacaycocha

206347

9048497

3,800

Atlntico

Meteorolgica Minera Peoles

P, E, T, Hr, RS, PA, Vv

Octubre 2009 Diciembre 2011

Pasacancha

203713

9043922

3,600

Atlntico

Pluviomtrica Minera Peoles

P Mayo 2010 Diciembre 2011

Llacchi

207882

9049360

3,626

Atlntico

Pluviomtrica Minera Peoles

P Mayo 2010 Diciembre 2011


7


2.4 Precipitacin

2.4.1 Registros utilizados y su longitud

El periodo de registros de la data de las estaciones locales es muy corto para realizar inferencias estadsticas a largo plazo, por lo tanto se debi recurrir a un estudio regional, utilizando las estaciones regionales mostradas en la Tabla 2.2.

Del total de las estaciones regionales indicadas en la Tabla 2.2 se seleccionaron en un principio 6 estaciones en base a la cercana al rea del proyecto y longitud de registros. Estas estaciones se muestran en la Tabla 2.3.

Tabla 2.3 Longitud de Registro de las estaciones seleccionadas

Estacin Altitud

(msnm) Longitud

de registro Periodo de registro

SIHUAS 3,375 43 aos 1964-1985; 1987; 1992-2011

CONCHUCOS 3,180 17 aos 1964-1980

PARON 4,185 60 aos 1649-2008

HIDROELECTRICA 1,386 57 aos 1945-1970; 1980-2010

CARAZ 2,205 46 aos 1946-1947; 1953-1996

POMABAMBA 3,605 21 aos 1990-2010

Las estaciones se ubican dentro de un radio aproximado de 50 km del lugar del Proyecto Pacaycocha, cubriendo espacialmente la zona de estudio. As mismo, las estaciones seleccionadas cubren un buen rango de altitudes para poder definir el gradiente de precipitaciones con la altitud y tienen un perodo adecuado de registros que va desde un mnimo de 17 aos a un mximo de 60 aos con un promedio de 41 aos.

2.4.2 Anlisis exploratorio de datos

El anlisis exploratorio de datos (AED) consiste en el anlisis de los datos empleando una variedad de tcnicas grficas que permite evaluar la estructura, consistencia, presencia de valores atpicos (outliers) y relaciones entre variables de la data disponible (Tukey 1977).

De encontrarse algn comportamiento particular en una estacin, se verifica si estos se presentan del mismo modo en otras estaciones cercanas y de similar altitud. De este modo se comprueba si estos comportamientos estn relacionados a algn fenmeno climtico o a anomalas durante las mediciones de los datos.

Este mtodo permite incrementar el grado de confiabilidad de las correlaciones obtenidas con los datos de las estaciones.

Las Figuras 2.6 a 2.11 muestran los resultados de la aplicacin de la metodologa AED para cada estacin analizada. Los valores que se encuentran ubicados por encima (fuera) de las cercas externas son considerados, por lo general, como valores atpicos.

Los valores considerados atpicos identificados con esta metodologa, y que no guarden relacin con estaciones vecinas, sern corregidos con el promedio histrico mensual de cada estacin.


2.4.3 Anlisis de saltos y tendencias

Para este anlisis se hizo uso del software TREND para las series de precipitaciones anuales de cada una de las estaciones utilizadas. TREND es un software estadstico preparado especficamente para analizar series hidrolgicas por la Universidad de Melbourne y Griffith University y CSIRO Land and Water de Australia.

Se analizaron los siguientes tests para tendencias: Mann-Kendall, Spearmans Rho y Regresin Lineal; tests para cambios en la media/mediana: Cusum, Cumulative Deviation y Worsley Likelihood Ratio; tests para diferencia en la media/mediana en dos periodos diferentes de la serie: Rank-Sum y Students t-test; y tests para aleatoriedad: Median Crossing, Turning Points, Rank different y Autocorrelation.

Los test son significativos cuando el valor absoluto del estadstico es mayor que los valores crticos evaluados en los niveles de significancia de (0.1, 0.05 y 0.01).

La Tabla 2.4 muestra los resultados de las series analizadas. Los resultados indican, en general, que las series son estacionarias, es decir, no presentan tendencias ni cambios en la media.

Tabla 2.4 Anlisis de saltos y tendencias de seis estaciones seleccionadas

Test Tipo de Test Resultados del Software TREND

Sihuas Conchucos Paron Hidroelctrica Caraz Pomabamba

Tests para tendencias

Mann- Kendall

NS

NS

NS

NS

S(0.1)

NS

Spearman's Rho

NS

NS

NS

NS

S(0.1)

NS

Linear regression

NS

NS

NS

NS

NS

NS

Tests para cambios en la media/mediana

Cusum NS NS S(0.05) NS NS NS

Cumulative deviation

NS

NS

S(0.1)

NS

NS

S(0.1)

Worsley likelihood

NS

NS

NS

NS

NS

S(0.01)

Tests para diferencia en media/mediana en 2 diferentes periodos

Rank Sum NS NS NS NS NS NS

Student's t NS NS NS NS NS NS

Tests para aleatoriedad

Median Crossing

NS

NS

NS

S(0.01)

NS

NS

Turning Point NS NS NS NS NS NS

Rank Difference

NS

S(0.1)

S(0.1)

NS

NS

S(0.01)

Auto Correlation

NS

NS

S(0.01)

NS

NS

S(0.1)

NS: No Significativo, S(0.05): Significativo al 95%, S(0.01): Significativo al 99%, S(0.1): Significativo al 90% Fuente: Elaboracin propia, resultados software TREND

2.4.4 Mtodo del Vector Regional (MVR)

El anlisis y homogeneizacin de los registros de las estaciones seleccionadas y la evaluacin de su calidad se realiz empleando la metodologa del Mtodo del Vector Regional (MVR) utilizando el software Hydracces.


Este mtodo permite corregir los efectos de un cambio de ubicacin de la estacin, tcnicas de observacin e incluso errores instrumentales en los datos registrados, facilita detectar con certeza errores sistemticos y a diferencia del anlisis de doble masa permite una evaluacin ms rpida y es til cuando se tienen estaciones que podran ser consideradas estaciones base y cuentan con periodos incompletos.

Se realiz primeramente un anlisis MVR para el registro original de las 6 estaciones seleccionadas. Los resultados de anlisis de consistencia se muestran en la Tabla 2.5, y los ndices del MVR en las Figuras 2.12 y 2.13.

Tabla 2.5 Anlisis de consistencia de seis estaciones seleccionadas

Estaciones Elevacin

(msnm) Correl. /Vector

D.E. Desvos

Coef. Variacin

SIHUAS 3,375 0.734 0.285 0.429

CONCHUCOS 3,180 0.863 0.16 0.34

PARN 4,185 0.636 0.246 0.227

HIDROELCTRICA 1,386 0.838 0.321 0.553

CARZ 2,205 0.848 0.269 0.442

POMABAMBA 3,605 0.921 0.152 0.365 Fuente: Elaboracin propia, resultados software Hydraccess

Si bien todas las estaciones presentan valores aceptables de consistencia e ndices MVR, la estacin Pomabamba presenta una precipitacin muy alta para la altitud de esta estacin en relacin a las dems estaciones. Esto indica que muy probablemente la estacin Pomabamba se encuentra en un micro clima y se procedi a descartar a esta estacin.

Se realiz un segundo anlisis MVR considerando 5 estaciones, descartando la estacin Pomabamba. La Tabla 2.6 presenta el anlisis de consistencia de las 5 estaciones seleccionadas

Tabla 2.6 Anlisis de consistencia de cinco estaciones seleccionadas

Estaciones Elevacin (msnm)

Correl. /Vector

D.E. Desvos

Coef. Variacin

SIHUAS 3,375 0.969 0.072 0.29

CONCHUCOS 3,180 0.963 0.076 0.29

PARN 4,185 0.92 0.105 0.25

HIDROELCTRICA 1,386 0.935 0.111 0.31

CARZ 2,205 0.977 0.062 0.29 Fuente: Elaboracin propia, resultados software Hydraccess

Se puede observar de la Tabla 2.6 que a diferencia del primer anlisis la mayora de estaciones presenta una mejora en el factor de correlacin con el vector regional, una mejora en la desviacin estndar de desvos y un incremento en el coeficiente de variacin, ver tambin Figuras 2.14 y 2.15.

Los factores de correlacin son superiores a 0.9 y desviaciones estndar por debajo de 0.12, esto permite confirmar la homogenizacin de los datos de las estaciones seleccionadas.


2.4.5 Estimacin de la Precipitacin Media Anual

El gradiente Precipitacin - Altitud para la zona de estudio fue estimada en base a las 5 estaciones regionales seleccionadas: Sihuas, Hidroelctrica, Conchucos, Carz y Parn.

Los registros originales de estas estaciones fueron completados, corregidos y extendidos al periodo comn 1964-2007 mediante el MVR. En el Apndice A.2 se muestran los datos generados. La Tabla 2.7 presenta un resumen de los principales parmetros estadsticos de las 5 estaciones seleccionadas para este anlisis, mientras que la Tabla 2.8 presenta la Precipitacin Media Anual (PMA) para el periodo de homogenizacin 1964-2007 y la altitud correspondiente de cada una de estas estaciones.

Tabla 2.7 Estadstica descriptiva de las series de precipitacin anual

Parmetro Sihuas Conchucos Paron Hidroelctrica Caraz

Promedio 864 662 764 178 167 Mximo 1,270 1,245 1,154 329 335 Mnimo 378 407 168 86 50

Des. Estndar 289 206 184 62 66 Coef.Variacin 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2

Tabla 2.8 PMA en las estaciones seleccionadas

Estacin Elevacin

(msnm) PMA (mm)

Sihuas 3,375 842 Conchucos 3,180 692

Parn 4,185 757 Hidroelctrica 1,386 181

Carz 2,205 161

La regresin obtenida con estas 5 estaciones es la siguiente:

PMA = 0.269 * Altitud - 243.4 (R2 = 0.79) (1)

De acuerdo a esta regresin el gradiente de la precipitacin con la altura sera aproximadamente de 27 mm por cada 100 m. Esta regresin se presenta grficamente en la Figura 2.16. Tomando como referencia la ecuacin (1) se estim la PMA en las cuencas donde se ubica el Proyecto (Ver Tabla 2.9).

Tabla 2.9 PMA en la zona de estudio

Unidad hidrogrfica Altitud media

(msnm) PMA (mm)

Cuenca Pasacancha 3,646 736 Cuenca Andaymayo 3,700 751

Cuenca Sihuas 3,728 758

Para efectos comparativos se ha consultado el mapa de Isoyetas del Per, elaborado por SENAMHI del anlisis de informacin del periodo 1970-2007. De acuerdo a este antecedente, se indica que para la zona de estudio la PMA estara en el rango entre 750 a 1000 mm.


Por otro lado, informacin local para los aos 2010 y 2011 establecen que la estacin meteorolgica Pacaycocha (3,800 msnm) registr una precipitacin anual de 728 y 630 mm respectivamente, mientras que para los mismos aos la estacin regional Sihuas (3,375 msnm) midi una precipitacin anual de 886 y 848 mm respectivamente. Como nota, es de esperar que la precipitacin anual flucte (aos hmedos y secos) alrededor de la PMA que es una estimacin a largo plazo.

De acuerdo a la informacin disponible y al anlisis presentado, se estima en 752 mm la PMA en el rea del Proyecto, correspondiente a una altura de 3,700 msnm.

2.4.6 Estacionalidad de la Precipitacin

A efectos de determinar la estacionalidad de la precipitacin, se analiz la distribucin mensual de la precipitacin en las mismas estaciones seleccionadas para la estimacin de la PMA.

La Figura 2.17 muestra la precipitacin media mensual para cada una de estas estaciones. Se puede observar que existe consistencia razonable entre las mismas en lo referente al patrn de distribucin de las precipitaciones, el cual es claramente estacional. Se puede apreciar que existe una estacin seca de mayo a setiembre, una poca de transicin y una estacin hmeda de enero a marzo.

La Tabla 2.10 y la Figura 2.18 muestran la distribucin mensual de la precipitacin para las cuencas de inters, la cual est basada de acuerdo a la distribucin de las precipitaciones medias mensuales de las 5 estaciones regionales seleccionadas. Basada en esta distribucin, los meses de precipitacin de la poca hmeda, enero a marzo, representaran aproximadamente el 55% del total anual. Esta circunstancia tiene en principio implicancias por ejemplo si se desea abastecer de agua al proyecto directamente desde un ro o quebrada sin almacenamiento ya que las precipitaciones y por ende los caudales estn concentrados en solamente tres meses.

Tabla 2.10 Precipitacin media mensual para las cuencas de inters (mm)

Mes ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOTAL

Factor 0.14 0.18 0.23 0.10 0.02 0.01 0.01 0.01 0.04 0.08 0.09 0.09 1.0

Cuenca Pasacancha

101

134

170

75

16

6

5

7

27

62

66

69 736

Cuenca Andaymayo

103

136

173

76

16

6

5

7

27

63

67

70 751

Cuenca Sihuas

104

138

175

77

17

6

5

7

27

64

68

71 758

2.4.7 Precipitacin anual para aos hmedos

La precipitacin anual para aos hmedos se obtuvo por medio de un anlisis de frecuencias aplicado a las cinco estaciones regionales consideradas y realizando un anlisis hidrolgico regional similar al realizado para la precipitacin media anual.

Para el anlisis de distribucin de frecuencias se utiliz el software HYFRAN, mediante el cual se aplicaron varias distribuciones de frecuencias tpicas en hidrologa, incluyendo Normal, 2P-Log Normal, 3P-LogNormal, Gumbel, GEV, Pearson III, Log Pearson III y Gamma.


HYFRAN es un software que permite ajustar datos a distribuciones estadsticas tpicas en hidrologa. Incluye adems un conjunto de herramientas matemticas que permiten evaluar la bondad del ajuste. Este software ha sido desarrollado por el Instituto Nacional de Investigacin Cientfica Agua, Tierra y Medioambiente (INRS-ETE) de la Universidad de Qubec, Hydro-Qubec y del Consejo de Investigacin en Ciencias Naturales y en Ingeniera de Canad (CRSNG).

El procedimiento considerado para el anlisis de aos hmedos fue el siguiente:

Se aplic el software HYFRAN a las series anuales de precipitacin de

manera separada para cada una de las cinco estaciones. Los resultados mostraron que las series de aos hmedos se ajustaron mejor a la distribucin Log-Pearson tipo III. El test de bondad de ajuste de Chi- Cuadrado muestra que los datos se ajustan a esta curva con un nivel de significancia del 5%. Este test permite evaluar la aceptacin del ajuste de la curva terica de la distribucin analizada en relacin a los valores de la serie observada. La extrapolacin de la curva terica permite estimar la precipitacin anual para aos hmedos a distintos periodos de retorno.

Como segundo paso se establecieron regresiones lineales precipitacin- altitud para cada perodo de retorno de manera similar a la regresin obtenida para la PMA. En base a estas ecuaciones, se calcularon las precipitaciones anuales para aos hmedos en las cuencas Pasacancha, Andaymayo y Sihuas, ante distintos periodos de retorno.

Finalmente las precipitaciones anuales de los aos hmedos fueron distribuidas a nivel mensual. Para este procedimiento se utiliz un factor de distribucin mensual obtenido a partir de los aos hmedos histricos.

La Tabla 2.11 muestra la precipitacin anual para aos hmedos para distintos periodos de retorno en las cuatro estaciones estudiadas. As mismo se presenta la ecuacin de ajuste Precipitacin-Altitud entre estas estaciones, para cada periodo de retorno. Estas ecuaciones fueron usadas para la determinacin de la precipitacin anual en aos hmedos en las cuencas Pasacancha, Andaymayo y Sihuas. Los resultados se resumen en la Tabla 2.12.

La Figura 2.19 resume los resultados obtenidos, en la que se muestra la precipitacin anual en funcin del perodo de retorno con la altitud como parmetro.

Tabla 2.11 Precipitacin anual (mm) para aos hmedos a diferentes periodos de

retorno en las estaciones analizadas

Periodo de retorno (aos)

SIHUAS CONCHUCOS PARON HIDROELE CTRICA

CARAZ Ecuacin de ajuste

3,375 (msnm)

3,180 (msnm)

4,185 (msnm)

1,386 (msnm)

2,205 (msnm)

500 1752 1531 1410 429 339 P = 0.502*Alt - 346.61 R = 0.69

200 1620 1390 1320 385 312 P = 0.4709*Alt - 344.41 R = 0.70

100 1520 1290 1260 355 293 P = 0.4488*Alt - 342.87 R = 0.72

50 1430 1190 1190 325 273 P = 0.4252*Alt - 337.01 R = 0.73

25 1308 1080 1110 292 250 P = 0.3959*Alt - 326.64 R = 0.75

10 1158 946 1000 252 220 P = 0.3568*Alt - 307.46 R = 0.76

5 1034 838 908 222 196 P = 0.3236*Alt - 287.86 R = 0.77

2 816 663 741 172 155 P = 0.263*Alt - 244.29 R = 0.80


Tabla 2.12 Precipitacin (mm) para aos hmedos a diferentes periodos de retorno en las cuencas de inters del Proyecto

2 AOS

CUENCA ALTITUD PMA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

PASACANCHA 3646 715 98 130 165 73 16 6 5 7 26 60 64 67 ANDAYMAYO 3700 729 100 132 168 74 16 6 5 7 26 61 66 68 SIHUAS 3728 736 101 134 170 75 16 6 5 7 27 62 66 69

5 AOS CUENCA ALTITUD PMA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

















2.4.8 Precipitacin anual para aos secos

La determinacin de la precipitacin anual para aos secos con diferentes perodos de retorno se obtuvo mediante una metodologa similar a la considerada para los aos hmedos.

La Tabla 2.13 muestra la precipitacin anual para aos secos para distintos periodos de retorno en las cinco estaciones estudiadas. As mismo se presenta la ecuacin de ajuste Precipitacin-Altitud entre estas estaciones, para cada periodo de retorno.

Estas ecuaciones fueron usadas para la determinacin de la precipitacin anual de aos secos en las cuencas Pasacancha, Andayamyo y Sihuas. Los resultados se resumen en la Tabla 2.14.

La Figura 2.20 presenta el grfico de la precipitacin anual en funcin del perodo de retorno con la altitud como parmetro.

Tabla 2.13 Precipitacin anual (mm) para aos secos a diferentes periodos de

retorno en las estaciones analizadas

T

(aos) SIHUAS CONCHUCOS PARON HIDROELECTRICA CARAZ Ecuacin de ajuste

3375 (msnm)

3180 (msnm)

4185 (msnm)

1386 (msnm)

2205 (msnm)

500 328 313 333 79 66 P = 0.1151*Alt - 106.3 R = 0.82

200 365 338 365 85 73 P = 0.1268*Alt - 118.2 R = 0.82

100 396 360 393 91 78 P = 0.1368*Alt - 128.68 R = 0.82

50 433 386 426 97 85 P = 0.1488*Alt - 141.02 R = 0.82

25 479 418 465 105 93 P = 0.1631*Alt - 155.23 R = 0.82

10 555 471 530 120 107 P = 0.1864*Alt - 177.71 R = 0.82

5 636 529 597 136 122 P = 0.2107*Alt - 199.93 R = 0.81

2 816 663 741 172 155 P = 0.263*Alt - 244.29 R = 0.80


Tabla 2.14 Precipitacin (mm) para aos secos a diferentes periodos de retorno en las cuencas de inters del Proyecto

2 AOS

CUENCA ALTITUD PMA ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC



















2.4.9 Precipitacin anual para una secuencia de aos secos

La ocurrencia de varios aos secos consecutivos es conocida en el Per. La duracin y severidad de estas sequias es ampliamente variable, por lo que en base a la experiencia en el Norte del Per y a los objetivos del presente estudio se adopt un anlisis para una secuencia de cuatro aos secos consecutivos.

Para definir la secuencia de aos secos consecutivos se generaron las series de precipitaciones acumuladas para dos, tres y cuatro aos consecutivos. Posteriormente se aplic una metodologa similar a la utilizada para hallar la precipitacin aos seco y hmedos. Es decir un anlisis de frecuencias aplicando el software HYFRAN a cada una de estas series generadas.

En este caso las series se ajustaron tambin a la curva terica Log-Pearson tipo III, con un nivel de significancia del 5%.

Los resultados se resumen en la Tabla 2.15 y muestra la precipitacin anual para secuencias de aos secos de 2, 3 y 4 aos de duracin y para distintos periodos de retorno en las cuencas Pasacancha, Andayamyo y Sihuas.

La Figura 2.21 presenta tres grficos que resumen los resultados obtenidos para 2, 3 y 4 aos secos consecutivos, mostrando la precipitacin anual en funcin del perodo de retorno con la altitud como parmetro.

Tabla 2.15 Precipitacin (mm) para aos secos a diferentes periodos de retorno en

las cuencas de inters del Proyecto

T

(aos) 2 aos secos 3 aos secos 4 aos secos

Pasacancha Andayamyo Sihuas Pasacancha Andayamyo Sihuas Pasacancha Andayamyo Sihuas

3646 3700 3728 3646 3700 3728 3646 3700 3728

500 814 831 839 1381 1408 1423 1964 2004 2025

200 864 881 890 1441 1470 1485 2036 2078 2099

100 905 923 932 1495 1525 1540 2094 2136 2158

50 957 976 986 1556 1587 1603 2166 2210 2232

25 1017 1037 1048 1623 1656 1672 2243 2288 2311

10 1107 1129 1140 1747 1782 1800 2393 2440 2465

5 1216 1240 1253 1868 1905 1924 2543 2593 2619

2 1437 1465 1480 2159 2201 2223 2893 2950 2980

2.4.10 Precipitacin registrada en las estaciones locales del Proyecto

Esta seccin presenta un resumen de los datos de precipitacin registrados en la estacin meteorolgica Pacaycocha y en los pluvimetros Pasacancha y Llacchi.

La Tabla 2.16 muestra, para el periodo comprendido del 20 de octubre de 2009 al 31 de diciembre de 2011, la precipitacin a nivel mensual, mximo diario y mximo horaria en la estacin meteorolgica Pacaycocha. Las Figuras 2.22, 2.23 y 2.24 muestran en forma grfica la precipitacin a nivel mensual, diario y mxima diaria respectivamente.


Tabla 2.16 Estacin meteorolgica Pacaycocha Precipitacin (mm)

Mes Precipitacin (mm)

Total Mxima diaria Mxima horaria

Octubre-09 (*) 74.2 19.0 7.0

Noviembre-09 79.8 11.6 5.2

Diciembre-09 135.6 22.0 8.8

Enero-10 47.8 8.6 5.2

Febrero-10 84.4 18.2 5.0

Marzo-10 128.8 17.0 5.2

Abril-10 97.4 21.0 6.4

Mayo-10 26.8 10.2 3.6

Junio-10 15.8 9.4 5.0

Julio-10 4.6 2.6 1.8

Agosto-10 1.6 1.6 0.8

Septiembre-10 14.4 3.2 1.6

Octubre-10 56.4 15.4 6.6

Noviembre-10 126.4 23.4 7.6

Diciembre-10 123.0 17.6 8.8

Enero-11 54.8 10.0 3.2

Febrero-11 68.8 20.8 15.2

Marzo-11 101.4 12.8 5.4

Abril-11 171.4 24.2 7.8

Mayo-11 29.0 9.4 4.4

Junio-11 2.2 0.8 0.4

Julio-11 13.2 4.6 4.4

Agosto-11 1.8 0.8 0.8

Septiembre-11 26.2 6.2 5.0

Octubre-11 49.2 9.2 2.6

Noviembre-11 75.2 13.0 3.4

Diciembre-11 37.2 9.2 2.0

Precip. Total (2010) 727.4 23.4 8.8

Precip. Total (2011) 630.4 24.2 15.2 (*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09

La Figura 2.22 muestra claramente la presencia de una poca seca que va desde mayo a septiembre en donde la precipitacin mensual no supera los 20 mm. Los meses de noviembre, diciembre, marzo y abril se presentan como los ms hmedos. En el 2009 diciembre fue el mes ms hmedo alcanzando los 136 mm, en el 2010 el mes ms hmedo fue marzo con un valor de 129 mm y en el 2011, la mxima precipitacin mensual fue alcanzada en el mes de marzo con un valor de 171 mm.

Los datos de precipitacin registrados en los pluvimetros Llacchi y Pasacancha se muestran en la Tabla 2.17.

Las Figuras 2.25, 2.26 y 2.27 muestran en forma grfica la precipitacin a nivel mensual, diario y mxima diaria para la estacin pluviomtrica Llacchi. De igual manera, las Figuras 2.28, 2.29 y 2.30 muestran resultados similares para la estacin Pasacancha.


Tabla 2.17 Pluvimetros Pasacancha y Llacchi Precipitacin (mm)

Mes Pluvimetro Pasacancha Mes Pluvimetro Llacchi

Total Mxima diaria

Mxima horaria

Total Mxima diaria

Mxima horaria

May-10 (*) 3.8 3.4 1.0 May-10 (*) 3.4 2.0 0.8

Jun-10 (*) 14.8 14.6 6.6 Jun-10 (*) 2.2 2.0 1.0

Jul-10 (-) -- -- -- Jul-10 (-) -- -- --

Ago-10 (-) -- -- -- Ago-10 -- -- --

Sep-10 (*) 3.8 2.2 2.0 Sep-10 (*) 5.0 3.0 2.4

Oct-10 67.4 21.2 5.4 Oct-10 60.4 15.4 7.6

Nov-10 135.0 29.4 6.2 Nov-10 118.6 22.4 5.8

Dic-10 147.6 18.4 10.8 Dic-10 (*) 18.6 8.2 5.2

Ene-11 67.2 13.0 5.0 Ene-11 (*) 1.6 0.6 0.4

Feb-11 83.8 20.2 13.0 Feb-11 (*) 55.4 12.8 3.6

Mar-11 (*) 62.0 10.6 3.8 Mar-11 (*) 0.8 0.8 0.8

Abr-11 (*) -- -- -- Abr-11 (*) 1.0 1.0 1.0

May-11 -- -- -- May-11 (*) 16.6 4.2 2.4

Jun-11 -- -- -- Jun-11 0.2 0.2 0.2

Jul-11 0.2 0.2 0.2 Jul-11 (*) 0.0 0.0 0.0

Ago-11 2.8 1.2 1.0 Ago-11 (*) 2.6 2.0 1.2

Sep-11 (*) 20.0 13.0 5.4 Sep-11 -- -- --

Oct-11 53.2 12.2 3.8 Oct-11 -- -- --

Nov-11 (*) 4.4 3.2 2.0 Nov-11 13.2 6.4 2.8

Dic-11 (*) 55.2 15.8 7.0 Dic-11 (*) 94.8 13 5.6 (*) Incompleto / (--) No haya data

2.4.11 Anlisis de Tormentas

En base a los datos de precipitacin instantnea medidos en la estacin meteorolgica Pacaycocha y en los pluvimetros Pasacancha y Llacchi, se realiz un anlisis de tormentas a fin de determinar los valores de la precipitacin para diferentes tiempos de duracin. Este anlisis se realiz para las tres tormentas ms altas que cada estacin registr. El resultado de este anlisis se presenta en la Tabla 2.18.

Tabla 2.18 Tormenta mximas para diferentes duraciones (mm) Estacin

Pacaycocha

Fecha de

Tormentas Duracin

15 30 1 hr 3 hrs 6 hrs 12 hrs 24 hrs

4-5 Abril 2010 9.6 13.6 15.2 17.2 20.4 22.8 24.6

24-25 Oct 2009 6.8 10.4 8.8 16.6 18.8 22.6 23.8

23-24 Dic 2009 4.6 7.0 7.8 13.8 16.8 21.2 22.8

Se observa de la Tabla 2.18 que la tormenta ms alta de 24 horas de duracin registrada en la estacin Pacaycocha, alcanza un valor de 24.6 mm.


A fin de complementar esta informacin se estim con los datos registrados en los pluvimetros Pasacancha y Llacchi, las tormentas ms grandes de duracin 1 hora y 24 horas, las cuales se muestran en la Tabla 2.19.

Tabla 2.19 Tormenta mximas a diferentes duraciones (mm)-Pluvimetros

Pasacancha y Llachi

Fecha de

Tormentas Pasacancha Fecha de

Tormentas Llacchi

1 hr 24 hrs 1 hr 24 hrs

18-19 Oct 2010 13.0 21.6 10-11 Nov 2010 7.6 17.6

5-6 Feb 2010 11.0 21.0 18-19 Oct 2010 6.0 15.8

21-22 Dic 2011 10.8 20.4 19-20 Oct 2010 5.8 14.8

Los histogramas de las tres tormentas ms grandes registradas en la estacin Pacaycocha (cuyos registros son ms amplios y completos), fueron comparadas con las tormentas tpicas de diseo y de duracin 24 horas, de la Natural Resource Conservation Service de los Estados Unidos (NRCS), las cuales son: Tipo I, Tipo I-A, Tipo II y Tipo III. La tormenta Tipo II es la que produce precipitaciones ms intensas. La Figura 2.31 representa estos hietogramas.

De estos grficos se observa que las tormentas del (24-25) Oct 2009 (23.8 mm) presenta un comportamiento similar a la tormenta tipo I de la NRCS, y la tormenta del (23-24) Dic 2009 (22.8 mm) presenta un comportamiento similar a la tormenta tipo II, mientras que la tormenta ocurrida el (4-5) Abril del 2010 (24.6mm) se asemeja a la tormenta tipo I-A, la cual es representativa de precipitaciones de baja intensidad.

Asimismo, las Figuras 2.32 y 2.33 muestran los hietogramas para los pluvimetros Pasacancha y Llacchi respectivamente.

Para fines de diseo se recomienda usar la alternativa ms conservadora, es decir, la tormenta tpica tipo II.

2.4.12 Precipitacin Mxima en 24 horas

La precipitacin mxima en 24 horas (P24) fue caracterizada en base a la estacin Sihuas, que presenta 43 aos de registros, es la ms cercana al rea del Proyecto y est situada a una altura de 3,375, prxima a la altura media de la cuenca Pasacancha de 3,646 m.

La Tabla 2.20 muestra los datos de P24 de la estacin Sihuas. El Apndice A.1 muestra la serie histrica mensual de las precipitaciones mximas en esta estacin.


Tabla 2.20 Datos P24 Estacin Sihuas

Ao Sihuas Ao Sihuas

1964 23.7 1992 30.8 1965 27.6 1993 32.4 1966 29.4 1994 52.5 1967 27.3 1995 35.3 1968 21.9 1996 26.9 1969 30.4 1997 38.3 1970 49.1 1998 46.9 1971 46.3 1999 68.3 1972 28.1 2000 25.2 1973 31.0 2001 25.8 1974 24.0 2002 25.0 1975 20.8 2003 20.6 1976 20.8 2004 34.4 1977 30.1 2005 31.8 1978 24.3 2006 27.7 1979 27.0 2007 34.3 1980 26.6 2008 23.6 1981 42.0 2009 31.0 1982 24.1 2010 23.3 1983 23.4 Promedio 30.3 1984 26.0 Mximo 68.3 1985 12.5 Mnimo 12.5 1987 20.4

Para obtener la P24 para diferentes periodos de retorno, se multiplicaron por un factor de 1.13, de acuerdo a las recomendaciones del WMO.

Para este anlisis se utiliz el software hidrolgico HYFRAN, aplicndolo a la serie P24 . La distribucin que mejor se ajust fue la de Gumbel. El test de adecuacin de Chi- Cuadrado indic que los datos se ajustaron a esta curva con un nivel de significancia del 5%. La extrapolacin de esta curva permiti estimar la P24 para distintos periodos de retorno.

La Tabla 2.21 presenta la precipitacin mxima para distintos periodos de retorno de la estacin Sihuas.

Tabla 2.21 P24 para distintos periodos de retorno (mm)

Periodo de

retorno (aos) P24

(mm)s 500 85.1

200 76.8

100 70.5

50 64.2

25 57.9

10 49.3

5 42.5

2 32.3


Como comparacin, para los perodos de registros disponibles, la estacin local Pacaycocha registr una P24 mxima de 24.2 mm, la estacin Pasacancha 29.4 mm y la

estacin Llachi .22.4 mm. Se debe considerar que los periodos de registro de estas estaciones son cortos, sin embargo se observa que las P24 registradas son del orden de

magnitud de un periodo de retorno de 2 aos, es decir una tormenta de magnitud relativamente frecuente.

2.4.13 Estimacin de la Precipitacin Mxima Probable

La Precipitacin Mxima Probable (PMP) se obtuvo a partir de las series anuales de precipitacin mxima en 24 horas usadas en la estacin Sihuas.

El procedimiento seguido fue el establecido por la Organizacin Meteorolgica Mundial (OMM-publicacin n 332, 1986), el cual aplica el mtodo estadstico de Hershfield (1961), cuya ecuacin general es:

Xm = Xn + Km.Sn

Donde:

Xm: Precipitacin mxima probable Km: Numero de desviaciones estndar a ser agregados a Xn para obtener Xm Xn: Promedio de la serie de precipitaciones mximas de 24h Sn: Desviacin estndar de la serie de precipitaciones mximas de 24h

De acuerdo a este procedimiento la PMP en la estacin Sihuas es de 235 mm:

2.5 Evaporacin

2.5.1 Evaporacin registrada en la estacin meteorolgica del Proyecto

Esta seccin reporta los datos de evaporacin registrados en la estacin Pacaycocha para el periodo comprendido entre el mes de Octubre de 2009 a Diciembre de 2011.

La Tabla 2.22 resume los valores mensuales de evaporacin de tanque, as como la evaporacin real estimada a partir de la ecuacin de Penman- Monteith (FAO 1990).


Tabla 2.22 Estacin meteorolgica Pacaycocha Evaporacin de tanque (mm) y evaporacin por Penman & Monteith

Mes Evaporacin real

basado en Penman

& Monteith mensual (mm)

Evaporacin de Tanque mensual

(mm)

Octubre-09 (*) 37.0 34.0

Noviembre-09 118.2 130.2

Diciembre-09 108.7 116.4

Enero-10 111.8 92.2

Febrero-10 109.7 98.4

Marzo-10 107.6 101.6

Abril-10 106.6 101.9

Mayo-10 97.1 94.0

Junio-10 89.7 91.6

Julio-10 109.7 102.9

Agosto-10 123.4 118.5

Septiembre-10 117.1 131.3

Octubre-10 128.7 142.2

Noviembre-10 119.2 133.8

Diciembre-10 84.9 126.4

Enero-11 103.6 129.0

Febrero-11 83.2 110.2

Marzo-11 92.2 101.8

Abril-11 83.5 113.9

Mayo-11 95.9 109.5

Junio-11 93.1 101.4

Julio-11 99.1 111.5

Agosto-11 114.8 121.6

Septiembre-11 96.2 106.6

Octubre-11 123.9 146.5

Noviembre-11 106.7 102.6

Diciembre-11 91.2 76.6

Promedio (2010) 1305.6 1334.8

Promedio (2011) 1183.2 1331.2 (*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09

Cabe remarcar que la evaporacin de tanque presentada en esta seccin fue determinada en base a un balance de aguas a nivel horario, el cual considera todas las entradas y salidas de agua del tanque, entre ellas la precipitacin.

Por otro lado la evaporacin real fue obtenida luego del clculo de la evapotranspiracin con la ecuacin de Penman- Monteith. Esta ecuacin utiliza como variables la radiacin solar, la velocidad del viento, la temperatura media, mnima y mxima y la humedad relativa.


La Figura 2.34 muestra la comparacin entre la evaporacin de tanque medida y la calculada con la ecuacin de Penman-Monteith, afectando esta ltima por un factor de correccin de 1.055, el cual es un valor tpico de correccin, de manera que la evaporacin por ambos mtodos sea comparable.

La Figura 2.51 en su grfico superior muestra la evaporacin del tanque y la precipitacin a nivel diario, a fin de comparar el comportamiento de estas dos variables. As mismo se grafican las variables que influyen en el comportamiento de la evaporacin, tales como: humedad relativa, temperatura, radiacin solar y velocidad del viento.

2.5.2 Evaporacin media anual (EMA)

Las estaciones Caraz, Conchucos, Yungay y Paron fueron seleccionadas para el anlisis de la evaporacin de tanque. La seleccin se realiz considerando la cercana de las estaciones a la zona de estudio, la disponibilidad de registros, as como la consistencia de los datos.

La Figura 2.5, muestra la ubicacin de estas estaciones. La Tabla 2.23 presenta los promedios anuales de evaporacin de tanque en cada una de las estaciones mencionadas para el periodo de registro disponible.

Tabla 2.23 Evaporacin media anual de tanque (mm)

Estacin Periodo Altitud EMA

CARAZ 1964-1972 2,205 1,491

CONCHUCOS 1966-1979 3,180 1,220

YUNGAY 1998-2009 2,537 1,477

PARON 2003-2008 4,185 1,328

Se realiz un ajuste lineal con estas estaciones dando la siguiente ecuacin:

EMA = -0.098 Altitud + 1,675.6

Esta ecuacin indica una EMA de 1,303 mm para una altura tpica del proyecto Pacaycocha de 3,800 m. Este valor compara bastante bien con la evaporacin registrada en los aos 2010 y 2011 en la estacin Pacaycocha (3,800 msnm) que fue de 1,335 y 1,331 mm respectivamente.

Adems del Atlas de Evaporacin en el Per obtenida para el periodo (1972-1981), se observa que la evaporacin anual para la zona de estudio estara variando en el rango: (1,000 a 1,200) mm.

2.6 Temperatura, humedad relativa, radiacin solar, presin atmosfrica y viento

La temperatura, humedad relativa del aire, radiacin solar y presin atmosfrica junto con la velocidad y magnitud del viento se describen en esta Seccin basados en los registros de la estacin meteorolgica Pacaycocha. Esto registros se muestran en el Apndice A.1.


2.6.1 Temperatura del aire

La temperatura del aire fue caracterizada por medio de la estacin meteorolgica Pacaycocha, para el periodo de registro disponible a la fecha de este estudio (Octubre 2009 Diciembre 2011).

La Tabla 2.24 muestra, la estadstica de la temperatura para cada mes del registro disponible, mientras que los datos histricos completos se muestran en el Apndice A.1. Estos valores se presentan en forma grfica en las Figuras 2.35 y 2.36.

Tabla 2.24 Temperatura del aire en la estacin Pacaycocha (oC)

Mes Promedio

Diario Mnima Diaria

Mxima Diaria

Mnima Instantnea

Mxima Instantnea

Octubre-09 (*) 8.0 6.6 9.4 3.3 15.9 Noviembre-09 8.6 7.1 10.5 2.6 17.6 Diciembre-09 8.3 7.2 9.6 3.9 15.6

Enero-10 9.0 7.2 10.6 4.0 17.1 Febrero-10 9.4 5.3 11.2 3.8 18.1 Marzo-10 9.0 7.2 10.8 4.9 16.6 Abril-10 9.5 7.0 10.7 4.4 17.8 Mayo-10 9.3 7.1 10.5 3.2 17.5 Junio-10 8.5 7.3 9.7 2.3 16.8 Julio-10 8.9 7.1 10.1 2.3 17.7

Agosto-10 8.7 6.5 10.0 0.7 17.6 Septiembre-10 8.8 4.8 10.6 3.0 20.3

Octubre-10 8.6 5.9 10.6 3.1 19.1 Noviembre-10 8.0 6.2 9.9 2.6 18.2 Diciembre-10 7.3 5.1 8.9 2.5 15.2

Enero-11 8.0 6.2 9.6 2.4 16.7 Febrero-11 7.4 4.9 8.8 3.4 15.8 Marzo-11 7.3 4.9 9.0 1.6 16.0 Abril-11 7.9 6.2 9.3 3.6 16.0 Mayo-11 8.4 5.8 9.8 2.6 16.3 Junio-11 8.4 7.0 10.2 2.6 16.5 Julio-11 7.8 6.1 9.2 0.9 17.0

Agosto-11 8.4 6.6 10.0 1.7 18.8 Septiembre-11 8.0 4.5 8.0 3.0 16.9

Octubre-11 8.2 4.9 8.2 1.9 17.9 Noviembre-11 8.6 6.5 8.6 3.5 18.6 Diciembre-11 7.7 5.3 7.7 2.6 17.4

Promedio (2010) 8.8 6.4 10.3 3.1 17.7 Promedio (2011) 8.0 5.7 9.0 2.5 17.0

(*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09

El grfico de la Figura 2.35 muestra que la temperatura media mensual en la zona vara en el rango de 7.3C a 9.5C. La temperatura mxima y mnima se encuentra en el rango de 15.2C a 20.3C y 0.7C a 4.9C, respectivamente. No se observa una estacionalidad definida dentro del ao, sin embargo se aprecia que en los meses de julio a agosto la temperatura mnima desciende. El promedio para el ao completo 2010 es de 8.8C, el mximo de 10.3C y el mnimo de 6.4C. Para el ao 2011 se obtuvo una temperatura promedio de 8.0C, un mximo de 9.0C y un mnimo de 5.7C.


La Figura 2.52 en su grfico superior izquierdo muestra la distribucin de la temperatura para las 24 horas del da, incluyendo:

El valor promedio horario (promedio de todas las temperaturas registradas

para una hora determinada del da).

Los registros mximos y mnimos horarios para cada hora del da.

Los registros mximos y mnimos instantneos para cada hora del da.

Segn el grafico, el valor promedio horario ms bajo de temperatura es 5.3C presentndose a las 5:00 horas (madrugada) y el valor promedio horario ms alto 12.7C presentndose a las 13:00 horas (medio da). La temperatura mxima instantnea alcanza los 20.3C (13:00 h) y la mnima instantnea 0.7C (06:00 h).

2.6.2 Humedad relativa del aire

La humedad relativa del aire en la zona del Proyecto fue estimada en base a la estacin meteorolgica Pacaycocha. La Tabla 2.25 muestra, para el periodo comprendido entre el 20 de octubre de 2009 al 31 de diciembre de 2011, los promedios mensuales obtenidos de la humedad relativa, los mximos y mnimos diarios y los mximos y mnimos instantneos. Los grficos correspondientes se presentan en las Figuras 2.37 y 2.38. Los datos histricos diarios en el Apndice A.1.

Tabla 2.25 Humedad relativa del aire en la estacin Pacaycocha (%)

Mes Promedio

Diario Mnima Diaria

Mxima Diaria

Mnima Instantnea

Mxima Instantnea

Octubre-09 (*) 85.0 71.1 91.4 35.3 97.8

Noviembre-09 71.9 18.9 93.8 8.9 98.3

Diciembre-09 81.8 53.4 91.4 25.6 98.3

Enero-10 82.6 64.9 93.5 39.1 98.3

Febrero-10 78.9 47.6 95.0 32.0 98.5

Marzo-10 86.2 71.4 93.3 48.1 98.3

Abril-10 79.8 70.7 94.0 29.6 98.2

Mayo-10 74.3 43.9 93.0 15.5 98.1

Junio-10 69.4 60.1 81.3 21.5 96.2

Julio-10 59.8 41.0 81.7 17.8 96.4

Agosto-10 55.5 25.4 72.0 4.4 93.2

Septiembre-10 64.7 44.3 90.0 20.0 97.9

Octubre-10 63.6 33.2 92.3 21.0 97.1

Noviembre-10 72.6 36.8 90.6 15.7 97.3

Diciembre-10 81.5 52.3 93.6 36.4 97.4

Enero-11 75.8 51.1 90.7 38.4 98.0

Febrero-11 75.8 40.1 95.5 19.8 98.6

Marzo-11 80.1 53.7 93.3 29.0 98.5

Abril-11 84.7 74.8 96.5 44.1 98.7

Mayo-11 70.3 28.4 91.9 14.1 98.5

Junio-11 65.9 29.7 83.2 16.7 93.4

Julio-11 64.3 38.2 89.3 11.1 97.7

Agosto-11 62.2 49.1 76.1 19.2 96.4


Tabla 2.25 Humedad relativa del aire en la estacin Pacaycocha (%) (continuacin)

Mes Promedio

Diario Mnima Diaria

Mxima Diaria

Mnima Instantnea

Mxima Instantnea

Septiembre-11 72.9 58.3 93.0 36.8 97.7

Octubre-11 60.9 10.5 89.1 2.8 98.1

Noviembre-11 76.3 57.7 91.8 21.7 97.6

Diciembre-11 83.9 68.7 93.5 39.5 98.1

Promedio (2010) 72.4 49.3 89.2 25.1 97.2

Promedio (2011) 72.8 46.7 90.3 24.4 97.6 (*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09

Se observa que la humedad relativa media mensual de la zona est en el rango de 55.5 a 86.2%, la mxima entre 93.2 y 98.7% y la mnima entre 2.8 a 48.1%. Para el ao completo 2010 se tiene una humedad relativa promedio de 72.4%, una mxima de 89.2% y una mnima de 49.3%. Para el ao 2011 se obtuvo una humedad relativa promedio de 72.8%, un mximo de 90.3% y un mnimo de 46.7%.

Por otro lado se observa una estacionalidad definida en la humedad relativa promedio, de modo tal que desde julio a setiembre la humedad es ms baja que en el resto del ao. Los meses de marzo y abril son los que se presentan con mayor humedad. La humedad relativa mnima sigue un patrn similar al del promedio. Por el contrario en la humedad relativa mxima no presenta un patrn definido de estacionalidad.

La Figura 2.52 en su grfico superior derecho muestra un resumen a nivel horario de la humedad relativa semejante al explicado para la temperatura. Se puede observar que los valores de humedad, en promedio, son mayores por la noche que por la maana, es decir presentan un comportamiento inverso a la temperatura.

2.6.3 Radiacin solar

La Tabla 2.26 muestra los promedios mensuales obtenidos hasta el 31 de diciembre de 2011 de radiacin solar en la estacin Pacaycocha y se representan en los grficos de las Figuras 2.39 y 2.40. Los datos histricos a nivel diario pueden ser encontrados en el Apndice A.1.

Tabla 2.26 Radiacin solar en la estacin Pacaycocha (MJ/m2)

Mes Promedio

diario Mnima diaria

Mxima diaria

Acumulado mensual

Octubre-09 (*) 14.8 0.3 29.6 177.1

Noviembre-09 19.2 7.8 31.3 575.3

Diciembre-09 18.5 7.8 28.6 573.3

Enero-10 18.3 8.6 29.6 566.3

Febrero-10 20.3 6.9 31.0 567.5

Marzo-10 18.0 8.3 27.6 558.0

Abril-10 21.0 8.1 30.6 630.5

Mayo-10 18.7 6.2 26.2 579.9

Junio-10 18.1 9.3 23.7 544.4

Julio-10 20.2 8.7 25.5 624.7

Agosto-10 23.0 10.0 28.1 713.3


Tabla 2.26 Radiacin solar en la estacin Pacaycocha (MJ/m2) (continuacin)

Mes Promedio

diario Mnima diaria

Mxima diaria

Acumulado mensual

Septiembre-10 21.9 3.1 30.7 657.0

Octubre-10 22.6 8.8 33.0 700.7

Noviembre-10 21.5 10.3 31.6 644.2

Diciembre-10 16.2 0.8 30.7 502.9

Enero-11 19.8 0.7 29.5 612.3

Febrero-11 16.8 5.7 33.0 469.4

Marzo-11 18.1 7.0 30.6 561.0

Abril-11 17.9 7.0 30.2 535.9

Mayo-11 18.4 5.7 27.2 571.3

Junio-11 18.6 10.9 24.3 556.6

Julio-11 19.1 10.1 26.2 593.0

Agosto-11 22.2 12.3 27.4 689.2

Septiembre-11 18.7 3.5 26.6 561.3

Octubre-11 20.6 7.1 33.0 639.9

Noviembre-11 20.9 7.9 31.5 626.5

Diciembre-11 17.7 10.1 29.6 550.2

Promedio (2010) 20.0 7.4 29.0 607.5

Promedio (2011) 19.1 7.3 29.1 580.5 (*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09

La radiacin solar mensual est en el rango de 469.4 a 713.3 MJ/m2. No se observa una estacionalidad definida, sin embargo los meses de agosto y septiembre presentan los valores ms altos de radiacin, coincidiendo con la poca de estiaje de las lluvias en la zona.

La Figura 2.52 en su grfico inferior izquierdo muestra el comportamiento de la radiacin solar a nivel horario, semejante al explicado para la temperatura y humedad relativa. De este grfico se puede observar la forma tipo campana, donde los promedio horarios y los mximos horarios, presentan sus valores ms altos hacia el medio da (10:00 a 13:00)

hrs. El valor ms promedio ms alto alcanza 776.9 W/m2 (A las 11:00 hrs), y el valor

mximo ms alto los 1,276.9 W/m2 (Entre las 10:00 hrs a 13:00 hrs).

2.6.4 Presin atmosfrica

Los promedios mensuales de presin atmosfrica registrados en la estacin Pacaycocha desde su fecha de instalacin hasta diciembre del 2011, se muestran en la Tabla 2.26 y se representan en los grficos de las Figuras 2.41 y 2.42. Los datos histricos a nivel diario se listan en el Apndice A.1.


Tabla 2.27 Presin atmosfrica en la estacin Pacaycocha (mbar)

Mes Promedio

Diario Mnima Diaria

Mxima Diaria

Mnima Instantnea

Mxima Instantnea

Octubre-09 (*) -- -- -- -- --

Noviembre-09 676.2 675.9 676.6 673.7 678.3

Diciembre-09 672.0 660.6 679.0 658.8 680.8

Enero-10 661.0 659.6 662.8 657.3 665.0

Febrero-10 662.0 660.0 670.2 659.5 664.4

Marzo-10 662.6 661.4 671.5 660.2 665.1

Abril-10 662.5 660.6 663.9 659.6 665.2

Mayo-10 662.6 660.7 680.7 661.5 664.5

Junio-10 663.5 662.5 680.4 661.9 665.4

Julio-10 662.7 661.4 663.9 659.7 666.1

Agosto-10 -- -- -- -- --

Septiembre-10 (*) 661.7 660.8 663.4 657.8 666.6

Octubre-10 661.6 660.0 663.4 657.8 665.4

Noviembre-10 660.6 658.2 662.4 656.5 664.5

Diciembre-10 660.2 658.7 661.7 656.5 663.5

Enero-11 659.5 657.3 661.9 655.8 666.1

Febrero-11 (*) 660.9 659.6 661.8 658.2 663.6

Marzo-11 (*) 658.9 658.3 659.2 656.7 661

Abril-11 661.8 660.7 663.0 657.8 665

Mayo-11 662.0 660.7 663.2 658.1 664.8

Junio-11 661.8 660.3 663.2 658.2 665.2

Julio-11 661.6 659.7 663.1 658 665.1

Agosto-11 662.1 660.5 663.9 658.5 665.9

Septiembre-11 662.5 660.6 664.3 658.3 666.3

Octubre-11 660.9 658.3 662.1 656.4 664.2

Noviembre-11 661.2 660.4 662.2 658.5 664.3

Diciembre-11 660.5 658.2 662.9 655.6 664.8

Promedio (2010) 661.9 660.4 667.7 658.9 665.1

Promedio (2011) 661.1 659.6 662.6 657.5 664.7 (*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09 / (--) No haya data

La presin atmosfrica promedio se mantiene en el rango de los (658.9 a 676.2) mbar. Los mximos fluctan en el rango (659.2 a 680.7) mbar y los mnimos entre (657.3 a 675.9). Para el ao 2010 el promedio fue de 661.9 mbar y para el ao 2011 de 661.1 mbar.

2.6.5 Velocidad y direccin del viento

La Tabla 2.28 muestra los promedios mensuales de las velocidades medias y mximas respectivamente, obtenidas en la estacin Pacaycocha durante el periodo comprendido entre Octubre de 2009 a Diciembre de 2011. Estas velocidades son representadas en los grficos de las Figuras 2.43 y 2.44.


Tabla 2.28 Velocidad media mensual del viento en la estacin Pacaycocha (m/s)

Mes Velocidad del viento (m/s) Rfagas de viento (m/s)

Promedio Mximo Promedio Mximo

Octubre-09 (*) 1.6 7.1 3.2 11.3

Noviembre-09 2.8 12.1 5.0 16.9

Diciembre-09 2.6 8.5 4.7 13.0

Enero-10 1.9 8.2 3.7 13.0

Febrero-10 2.3 8.4 4.4 13.7

Marzo-10 1.6 7.2 3.3 11.7

Abril-10 1.9 8.5 3.8 13.5

Mayo-10 1.9 9.3 3.7 15.2

Junio-10 2.1 8.5 4.0 12.4

Julio-10 2.5 8.9 4.6 13.4

Agosto-10 2.4 8.5 4.6 11.5

Septiembre-10 2.5 8.7 4.8 12.8

Octubre-10 2.9 10.4 5.3 14.8

Noviembre-10 2.9 9.8 5.2 14.8

Diciembre-10 2.8 11.0 5.1 15.6

Enero-11 3.1 10.2 5.5 16.5

Febrero-11 3.1 9.6 5.5 16.0

Marzo-11 3.1 11.9 5.5 17.8

Abril-11 1.8 9.1 3.7 13.7

Mayo-11 2.3 8.2 4.3 13.2

Junio-11 2.3 8.3 4.3 13.0

Julio-11 2.4 8.7 4.6 13.2

Agosto-11 2.5 8.3 4.8 12.1

Septiembre-11 2.1 8.0 4.3 12.8

Octubre-11 3.2 11.3 5.7 16.5

Noviembre-11 2.4 8.2 4.5 12.4

Diciembre-11 1.9 8.7 3.7 13.2

Promedio (2010) 2.3 9.0 4.4 13.5

Promedio (2011) 2.5 9.2 4.7 14.2 (*) Incompleto, instalacin 20-Oct-09

De acuerdo a los datos se tiene que la velocidad promedio mensual estara fluctuando entre (1.6 a 3.2) m/s. y la velocidad mxima mensual entre (7.2 a 12.1) m/s. A nivel diario la velocidad mxima alcanzada fue de 12.1 m/s (5 Nov. 2009). No se observa una estacionalidad definida. Para el ao completo 2010 la velocidad promedio es de 2.3 m/s y la mxima de 9.0 m/s y para el ao 2011 la velocidad promedio asciende a 2.5 m/s y la mxima a 9.2 m/s.

La direccin del viento est representada por las rosas de viento mostradas en los grficos de la Figura 2.45, las cuales muestran la distribucin porcentual de los vientos registrados durante todo el da. Estos grficos muestran que la direccin de proveniencia de los vientos vara de acuerdo a la hora del da, tenindose lo siguiente:


Da completo

Los vientos predominantes son del Noroeste y Sur, alcanzando el Noroeste velocidades entre 0.5 2.1 m/s con persistencia de 5%, velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 11.5% y velocidades entre 3.6 5.7 m/s con persistencia promedio de 4%.

Del sector Sur se registran velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 2.5%, velocidades entre 3.6 5.7 m/s con persistencia promedio de 6.5%, velocidades entre 5.7 8.8 m/s con persistencia promedio de 6%. La frecuencia de calmas es de 9.31%.

De 0:00 a 9:00 am

Los vientos predominantes durante este periodo son del Noroeste y Noreste. Los vientos del Noroeste alcanzan velocidades entre 0.5 2.1 m/s con persistencia promedio 6%, velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 6% y velocidades entre 3.6 a 5.7 con una persistencia de 1%.

Del sector Noreste se registran velocidades entre 0.5 2.1 m/s con persistencia promedio de 11% y velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 6%. La frecuencia de calmas es de 16.72%

De 10:00 am a 6:00 pm

Los vientos predominantes durante este periodo provienen del Noroeste y con cierta componente del Sur. Los vientos del Noroeste alcanzan velocidades entre 0.5 2.1 m/s con persistencias de 5%, velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 24% y velocidades entre 3.6 5.7 m/s con persistencia promedio de 9%.

Del sector Sur se registran velocidades ms altas que del Noroeste pero con menor persistencia promedio, con velocidades entre 5.7 8.8 m/s con persistencia promedio de 8%, velocidades entre 3.6 5.7 m/s con persistencia promedio de 6%, velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 2%. La frecuencia de calmas es de 1.13%.

De 7:00 pm a 11 pm

Los vientos predominantes durante este periodo provienen del Sur, con velocidades entre 0.5 2.1 m/s con persistencia promedio de 2%, velocidades entre 2.1 3.6 m/s con persistencia promedio de 4%, velocidades entre 3.6 5.7 m/s con persistencia promedio de 10%, velocidades entre 5.7 8.8 m/s con persistencia promedio de 9% y velocidades entre 8.8-11.1 m/s con persistencia promedio de 0.5%. Las calmas se presentan con una frecuencia de 10.44%.

Las Figuras 2.46, 2.47, 2.48, 2.49 y 2.50 muestran las rosas se viento a nivel mensual (Nov. 09 Dic. 11), para 24 horas (da completo).

La Figura 2.46 muestra lo siguiente:

Los meses de noviembre y diciembre de 2009 muestran que los vientos predominantes provienen del Sur.


Entre los meses de enero a abril de 2010 se observa una clara tendencia de los vientos hacia el noroeste.


Los meses de junio, agosto y septiembre de 2010 presentan una clara tendencia de los vientos predominantes hacia el noroeste. Los meses de mayo, julio y octubre de 2010 presentan un componente importante proveniente del sector Sur, con velocidades mayores con respecto al noroeste pero con menor persistencia. La mayor frecuencia de calmas se presenta en mayo con 12.30% y la menor en agosto con 3.37%.


Una clara tendencia de los vientos predominantes hacia el sur para los meses de noviembre de 2010 a marzo de 2011, adems presentan un componente relativamente importante proveniente del sector noroeste, con velocidades menores a los registrados en el sector sur y menor persistencia. El mes de abril de 2011 presenta vientos predominantes del sector noroeste, con velocidades menores con respecto al sector sur pero con mayor persistencia. La mayor frecuencia de calmas se presenta en marzo de 2011 con 13.04% y la menor en enero de 2011 con 6.95%.

Las Figuras 2.49 y 2.50 muestran lo siguiente:

Una clara tendencia de los vientos predominantes hacia el noroeste para los meses de mayo de 2011 a agosto de 2011, adems presentan un componente relativamente importante proveniente del sector noreste.

Los meses de septiembre de 2011 a diciembre de 2011 presentan una clara tendencia de los vientos predominantes hacia el sector noroeste. Solo el mes de octubre, y en menor escala los meses de noviembre y diciembre, presentan un componente proveniente del sector sur.

La Figura 2.51 muestra el resume total de los datos meteorolgicos a nivel diario.

La Figura 2.52 en su grfico inferior derecho muestra un resumen a nivel horario de la velocidad del viento semejante al explicado para la radiacin solar, temperatura y humedad relativa. Este grafico muestra los valores horarios promediados, producindose un mximo de 3.5 m/s alrededor de las 17:00 horas. Las mximas velocidades de viento se registran normalmente en horas de la noche, siendo 12.1 m/s el mximo instantneo registrado a las 20:00 horas.


3 HIDROLOGA

3.1 Hidrografa y geomorfologa

El principal curso de agua del rea del Proyecto es el ro Pasacancha que forma parte de la red hidrogrfica de la subcuenca del ro Sihuas, el cual pertenece a la intercuenca del Alto Maraon V, la cual a est contenida en la regin hidrogrfica Amazonas en la vertiente del Atlntico.

El ro Pasacancha nace en la laguna Bayococha, la cual origina la quebrada del mismo nombre. Esta quebrada confluye con la quebrada Huinchus para formar el ro Pasacancha que descarga en el margen derecho del ro Sihuas. El ro Pasacancha tiene una longitud de 13.7 km, con un recorrido de Suroeste a Noreste desde su naciente hasta su desembocadura en el ro Sihuas.

En segundo lugar de inters la microcuenca del ro Andaymayo hasta su confluencia con el ro Chullin, puesto que una parte del Proyecto se encuentra ubicado en la parte alta de esta microcuenca.

El ro Andaymayo se origina en la laguna Tayococha ubicada en cabecera de la cuenca. Desde su naciente en la laguna, el ro Andaymayo recorre 17.5 Km en direccin Noroeste-Sur hasta la localidad Andaymayo, desde la cual su recorrido cambia a la direccin Noreste hasta su confluencia con el ro Chullin. Este ultimo descarga finalmente en el rio Sihuas.

El curso de agua ms importante de la regin es el rio Sihuas, el cual recorre una longitud de 27.8 km en direccin Noroeste-Sureste desde su naciente hasta su confluencia con el ro Pasacancha.

En la parte alta de las microcuencas Pasacancha y Andamayo se han identificado 9 lagunas cuyas coordenadas de ubicacin se resumen en la Tabla 3.1.


Hidrologa

Tabla 3.1 Ubicacin de lagunas identificadas en el rea de estudio

Laguna Norte

(m) Este (m)

Altitud (msnm)

Quinuacocha 9,049,278 202,323 4,200

Matadorcocha 9,048,979 202,335 4,250

Berracococha 9,048,609 202,827 4,300

Azulcocha 9,048,258 203,335 4,256

Pacaycocha 9,047,545 205,344 4,157

Tayococha 9,047,169 204,279 4,100

Alta 9,047,162 204,834 4,222

Totoral 9,047,975 204,546 4,180 Fuente: Estudio Hidrolgico Pacaycocha O&L Consultores SAC

La Figura 1.2 muestra el mapa de cuencas hidrogrficas del Proyecto.

Los parmetros geomorfolgicos de las cuencas se resumen en la Tabla 3.2, de donde se observa un ndice de compacidad alto (mayor a la unidad) y un factor de forma bajo (menor a la unidad). Esto indica que cada cuenca tendra una respuesta moderadamente alta a eventos de tormenta.

Tabla 3.2 Parmetros geomorfolgicos de las cuencas del Proyecto

Cuenca

rea

(km2)

Permetro

(km) Altitud Longitud

(km)

Pendiente

(%)

ndice de

compacida

d

Factor de

forma

Densidad

(km/km2) Promedio Mxima Mnima

Pasacancha 44.1 32.4 3,646 4,350 2,500 13.7 13.5 1.38 0.23 0.73

Andaymayo 94.2 45.1 3,700 4,550 2,565 17.5 11.3 1.31 0.31 0.48

Sihuas 197.0 80.6 3,728 4,400 2,400 27.8 7.2 1.62 0.25 0.41

Fuente: SWS

La Figura 3.1 muestra el mapa de pendientes de las cuencas y la Figura 3.2 el mapa de cobertura vegetal.

Las curvas hipsomtricas para las cuencas Pasacancha, Andaymayo y Sihuas se presentan en las Figuras 3.3, 3.4 y 3.5.

3.1.1 Datos de caudales disponibles

SWS instal cuatro estaciones de aforo en el rea del Proyecto: dos en las Qda. Pasacancha, uno en la Qda. Andaymayo y una el ro Sihuas. Las ubicaciones se muestran en la Figura 2.4.

Las Figuras 3.6 a 3.9 muestran las estaciones de aforo instalados en el rea de proyecto.

La Tabla 3.3 muestra las coordenadas de ubicacin de las estaciones de aforo que se equiparon como sigue:


Hidrologa


Hidrologa

Un transductor de presin (marca Mini Diver de Schlumberger) para medir los niveles de agua con una frecuencia de 5 minutos. Este transductor tiene una precisin en los niveles de agua de 5 mm y cuenta con una batera interna que tiene una duracin aproximada de 10 aos. Estos transductores tienen incorporado un termmetro para compensar las lecturas por temperatura. Se aprovech esta circunstancia para reportar, adems de los niveles del agua, la temperatura del agua. El transductor, para su proteccin, se instal dentro de una tubera de acero galvanizado la cual se ancl a una roca situada sobre una de las mrgenes del curso de agua.

Un barmetro (marca Baro Diver de Schlumberger) para compensar las mediciones de los transductores por la presin atmosfrica (los transductores de presin miden la presin total, es decir agua ms atmsfera). El barmetro, para su proteccin, se instal dentro de una tubera de acero galvanizado la cual se ancl a una roca fuera del ro. Los barmetros tienen incorporado un termmetro para compensar las lecturas por temperatura. Se aprovech esta circunstancia para reportar, adems de la presin atmosfrica, la temperatura del aire.

Tabla 3.3 Resumen de ubicacin de las estaciones de aforo

ID Estacin Norte Este rea cuenca

(km2)

Cota Transductor

(msnm)

Fecha de instalacin

P1 Pasacancha, cuenca media

207,986

9,048,572

12.8 L/s/km2

3,366.04

16 Octubre 2010

P2 Pasacancha, salida 213,788 9,050,794 44 2,544.77 15 Octubre 2010

P3 Sihuas 212,965 9,051,954 197 2,547.14 16 Octubre 2010

P4 Andaymayo, cuenca media

208,843

9,042,598

43

3,144.46

15 Octubre 2010

Notas: Altitud y coordenadas correspondientes al benchmark y medidas con GPS. Datum en Psad56.

Se realizaron mediciones de caudales con correntmetro electromagntico y para la poca hmeda en la estacin P3 se emple el mtodo de dilucin utilizando Rhodamina WT como trazador. En base a estas mediciones se definieron curvas H-Q para cada estacin, que se grafican en las Figuras 3.10 a 3.13. En el Apndice B se muestran los caudales medidos. Estas curvas permitieron calcular los caudales en funcin de los niveles de agua registrados por los transductortes de presin (SWS, diciembre 2011)

La Tabla 3.4 presenta un resumen de los caudales mensuales y mximos y mnimos diarios registrados en las cuatro estaciones de aforo calculados utilizando las curvas H- Q.

El Apndice B presenta los datos de niveles de agua, caudales, temperatura del agua, temperatura del aire y presin atmosfrica para las cuatro estaciones.


Hidrologa

Tabla 3.4 Caudales mensuales registrados en los puntos de monitoreo (L/s)

Es t. Pas acancha P1 Es t. Pas acancha P2 Es t. Sihuas P3 Es t. Andaym ayo P4

Me s

Me ns ual Mxim o

diario

Mnim o

diario

Me ns ual Mxim o

diario

Mnim o

diario

Me ns ual Mxim o

diario

Mnim o

diario

Me ns ual Mxim o

diario

Mnim o

diario

10-Oct 65 105 54 236 492 137 843 1,880 541 353 933 146

10-Nov 87 215 44 218 402 142 1,559 4,727 545 379 1,117 158

10-Dec 182 727 45 338 1,011 157 3,615 8,226 1,560 613 1,253 172

11-Jan 170 430 89 249 534 159 2,502 6,930 1,490 444 1,128 243

11-Feb 286 525 142 411 779 261 3,641 6,930 2,301 649 1,128 323

11-Mar 257 599 69 320 515 204 5,243 16,105 2,158 610 1,129 299

11-Apr 1,011 2,066 324 ND ND ND 8,034 20,512 3,955 1,878 2,915 978

11-May 244 606 111 ND ND ND 5,589 11,726 1,857 863 1,715 492

11-Jun 65 103 56 ND ND ND 1,013 2,403 708 374 466 310

11-Jul 55 64 50 147 178 121 616 898 348 252 332 182

11-Aug 56 62 51 112 137 101 320 410 281 160 212 140

11-Sep 56 66 53 142 168 107 401 649 299 181 335 139

11-Oct 50 74 45 113 157 90 487 889 289 212 629 126

11-Nov 71 107 48 138 210 82 1,157 2,315 334 478 809 190

11-Dec 206 496 56 190 546 112 1,994 3,504 451 1,186 2,757 281

Prom e dio

2011 (L/s )

Prom e dio

total (L/s )

211 433 91 202 358 137 2583 6106 1206 607 1130 309

191 416 83 218 427 139 2,467 5,874 1,141 576 1,124 279

Notas: ND: Sin datos; La estacin Pasacnacha en P2 presenta datos incompletos

3.2 Modelo Hidrolgico HEC-HMS

Con el propsito de caracterizar el rgimen de caudales en las subcuencas del proyecto, especficamente en las estaciones P2, P3 y P4, se ha implementado un modelo hidrolgico de Precipitacin Escorrenta utilizando el software HEC HMS.

El software HEC HMS simula los procesos hidrolgicos, como la evapotranspiracin (ET), la infiltracin, escorrenta superficial, almacenamientos y el flujo de agua subterrnea, y los utiliza como entradas, salidas y prdidas dentro del sistema. Entre los mtodos para estimar prdidas por infiltracin, almacenamientos y el flujo de agua subterrnea que posee el HEC-HMS, el modelo implementado utiliza el algoritmo SMA (Soil Moisture Accounting), este mtodo es el ms elaborado que ofrece HEC-HMS y considera los procesos mencionados anteriormente realizando un balance en cada paso de tiempo. La Figura 3.14 presenta un esquema conceptual del modelo HEC-HMS.

3.3 Calibracin del modelo Precipitacin-Escorrenta

Previo a la utilizacin del modelo como una herramienta de prediccin, el modelo HEC HMS fue calibrado.

El periodo de calibracin seleccionado, de acuerdo a la cantidad y calidad de datos observados disponibles, corresponde a los registros de precipitacin y de niveles de agua tomados entre el 16 de Octubre del 2010 y el 30 de Setiembre del 2011. Los registros de precipitacin utilizados fueron los de la estacin Pacaycocha transpuestos a las cuencas correspondientes utilizando el gradiente de la precipitacin-altura obtenido para la PMA.


Hidrologa

Los parmetros relacionados con las caractersticas del suelo tales como capacidad de almacenamiento de suelo, infiltracin y percolacin, el flujo base y las prdidas por acumulacin de agua en la superficie fueron calibrados de tal modo que los niveles modelados representen los niveles observados en las estaciones hidromtricas (ver Figuras 3.15, 3.16 y 3.17).

La Tabla 3.5 muestra un resumen de la calibracin, donde se tabulan la precipitacin, el caudal modelado y el caudal observado en las tres estaciones hidromtricas. Las Figuras 3.15, 3.16 y 3.17 muestran la calibracin en forma grfica.

Tabla 3.5 Resultados de la calibracin del modelo HEC-HMS

Mes Sub cuenca Sihuas Sub cuenca Pasacancha Sub cuenca Andaymayo

Precipitacin (mm)

Caudal modelado

(m3/s)

Caudal observado

(m3/s)

Precipitacin (mm)

Caudal modelado

(m3/s)

Caudal observado

(m3/s)

Precipitacin (mm)

Caudal modelado

(m3/s)

Caudal observado

(m3/s) Oct-10 (*) 41.93 0.91 0.88 40.71 0.23 0.24 41.51 0.34 0.37

Nov-10 123.25 2.06 1.66 119.66 0.29 0.21 122.02 0.46 0.38

Dic-10 119.93 3.62 3.96 116.44 0.34 0.38 118.75 0.63 0.60

Ene-11 53.43 2.12 2.70 51.88 0.23 0.24 52.90 0.37 0.44

Feb-11 67.09 3.49 3.98 65.13 0.35 0.43 66.42 0.63 0.64

Mar-11 98.87 2.32 5.81 95.99 0.31 0.31 97.89 0.59 0.60

Abr-12 167.13 8.87 9.01 162.27 0.99 0.44 (**) 165.47 1.58 1.77

May-12 28.28 2.63 6.21 27.45 0.39 0.00 (**) 28.00 0.70 0.84

Jun-12 2.15 1.24 1.06 2.08 0.23 0.18 (**) 2.12 0.38 0.38

Jul-12 12.87 0.60 0.63 12.50 0.15 0.14 12.75 0.24 0.26

Ago-12 1.76 0.42 0.32 1.70 0.11 0.12 1.74 0.21 0.17

Set-12 25.55 0.47 0.40 24.80 0.11 0.14 25.29 0.21 0.19

Anual 742.23 2.40 3.05 720.62 0.31 0.24 734.86 0.53 0.55 Nota: (*) Data incompleta, solo cuenta con informacin del 16 al 31/10/2010. (**) El caudal observado en el punto de inters P2 (salida de la sub cuenca Pasacancha) posee valores observados faltantes en el periodo comprendido entre 07/04/2011 y el 13/06/2011.

Se puede observar de la Tabla 3.5 y las Figuras 3.15, 3.16 y 3.17 que los caudales simulados con el modelo HEC HMS representan razonablemente bien a los caudales medidos.

3.4 Prediccin del modelo

El modelo calibrado fue utilizado para estimar el rgimen de caudales en los puntos de inters. Las predicciones de los caudales fueron realizadas considerando tres escenarios climticos: ao normal, ao seco (periodo de retorno de 10 aos) y ao hmedo (periodo de retorno de 10 aos).

La Tabla 3.6 muestra las precipitaciones mensuales utilizadas para la prediccin de caudales para los escenarios mencionados.


Hidrologa

Tabla 3.6 Precipitaciones mensuales para ao normal, seco y hmedo


Ao Normal

Ao Seco (Tr=10 aos)

Ao Hmedo (Tr=10 aos)

Ao Normal

Ao Seco (Tr=10 aos)


Ao Normal

Ao Seco (Tr=10 aos)


ENE 103.60 70.66 139.72 100.59 68.57 135.72 102.57 69.95 138.36

FEB 137.73 93.94 185.75 133.72 91.16 180.44 136.36 92.99 183.94

MAR 175.12 119.44 236.18 170.03 115.91 229.42 173.38 118.23 233.87

ABR 76.97 52.50 103.81 74.73 50.94 100.84 76.20 51.97 102.79

MAY 16.57 11.30 22.34 16.09 10.97 21.70 16.40 11.19 22.13

JUN 6.41 4.37 8.65 6.23 4.24 8.40 6.35 4.33 8.56

JUL 5.00 3.41 6.74 4.85 3.31 6.55 4.95 3.37 6.67

AGO 7.19 4.90 9.69 6.98 4.76 9.41 7.11 4.85 9.60

SET 27.32 18.63 36.85 26.53 18.08 35.79 27.05 18.45 36.49

OCT 63.61 43.39 85.79 61.76 42.11 83.34 62.98 42.95 84.96

NOV 68.18 46.50 91.95 66.19 45.13 89.32 67.50 46.03 91.05

DIC 70.60 48.15 95.22 68.55 46.73 92.49 69.90 47.67 94.29

ANUAL 758.27 517.19 1022.69 736.24 501.90 993.43 750.75 511.97 1012.70

Utilizando el modelo HEC-HMS calibrado se estim el caudal producido por escorrenta directa, el caudal base y el caudal total para las tres estaciones y los tres escenarios climticos seleccionados. Los valores mensuales se resumen en las Tablas 3.7, 3.8 y 3.9 para ao normal, ao seco y ao hmedo respectivamente. Las Figuras 3.18 al 3.26 muestran el comportamiento diario de los caudales modelados.

Se puede apreciar de la Tablas 3.7 a 3.9 lo siguiente:

La estacionalidad del recurso, con caudales altos desde enero a mayo y

caudales bajos entre julio y septiembre.

Los caudales mensuales ms altos se producen en febrero y los ms bajos en agosto. Al mes de agosto le corresponde una escorrenta nula o muy baja, siendo el caudal base (alimentacin de aguas subterrneas) el nico componente de la escorrenta.

El caudales medios anuales para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 390 L/s; 1,440 L/s y 2,730 L/s

Los caudales anuales para un ao seco (perodo de retorno de 10 aos) son para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 230 L/s; 960 L/s y 1,710 L/s

Los caudales anuales para un ao hmedo (perodo de retorno de 10 aos) son para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 610 L/s; 2,070 L/s y 3,960 L/s

Los caudales mnimos mensuales para un ao normal son para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 12 L/s; 55 L/s y 50 L/s.


Hidrologa

Los caudales mximos mensuales para un ao normal son para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 1,430 L/s; 4,260 L/s y 10,360 L/s.

Los caudales mnimos mensuales para un ao seco (perodo de retorno de 10 aos) son para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 10 L/s; 52 L/s y 49 L/s.

Los caudales mximos mensuales para un ao hmedo (perodo de retorno de 10 aos) son para las cuencas Pasacancha (P2), Andaymayo (P4) y Sihuas (P3) son respectivamente 2,460 L/s; 6,510 L/s y 15,380 L/s.

Tabla 3.7 Prediccin de caudales para ao normal


Flujo

directo (m

3/s)

Flujo

base (m

3/s)

Flujo

total (m

3/s)

Flujo

directo (m

3/s)

Flujo

base (m

3/s)

Flujo

total (m

3/s)

Flujo

directo (m

3/s)

Flujo

base (m

3/s)

Flujo

total (m

3/s)

ENE 0.73 1.47 2.20 0.11 0.15 0.26 0.43 0.67 1.10

FEB 8.46 1.90 10.36 1.20 0.23 1.43 3.20 1.06 4.26

MAR 3.75 2.01 5.76 0.43 0.28 0.71 1.60 1.19 2.79

ABR 3.53 2.32 5.84 0.32 0.36 0.69 1.03 1.53 2.55

MAY 0.12 2.05 2.16 0.02 0.35 0.37 0.05 1.35 1.40

JUN 0.02 1.04 1.06 0.00 0.22 0.23 0.00 0.79 0.79

JUL 0.00 0.59 0.59 0.00 0.15 0.15 0.00 0.60 0.60

AGO 0.00 0.50 0.50 0.00 0.12 0.12 0.00 0.55 0.55

SET 0.08 0.48 0.56 0.02 0.10 0.13 0.01 0.52 0.53

OCT 0.40 0.52 0.91 0.07 0.10 0.17 0.24 0.51 0.75

NOV 0.62 0.94 1.55 0.10 0.14 0.23 0.35 0.67 1.02

DIC 0.65 1.31 1.96 0.10 0.16 0.26 0.41 0.73 1.14

ANUAL 1.48 1.26 2.73 0.19 0.20 0.39 0.59 0.84 1.44

Tabla 3.8 Prediccin de caudales para ao seco (Tr = 10 aos)


Flujo

directo

(m3/s)

Flujo base

(m3/s)

Flujo

total

(m3/s)

Flujo

directo

(m3/s)

Flujo

base

(m3/s)

Flujo total

(m3/s)

Flujo

directo

(m3/s)

Flujo

base

(m3/s)

Flujo

total

(m3/s)

ENE 0.33 1.36 1.69 0.06 0.14 0.20 0.21 0.62 0.83 FEB 3.84 1.71 5.56 0.43 0.20 0.63 1.35 0.94 2.29 MAR 1.20 1.80 3.00 0.15 0.23 0.38 0.69 0.98 1.67 ABR 1.33 2.20 3.53 0.09 0.29 0.38 0.34 1.30 1.64 MAY 0.04 1.88 1.92 0.01 0.24 0.25 0.01 1.03 1.05 JUN 0.00 0.90 0.90 0.00 0.16 0.16 0.00 0.64 0.64 JUL 0.00 0.56 0.56 0.00 0.12 0.12 0.00 0.55 0.55 AGO 0.00 0.49 0.49 0.00 0.10 0.10 0.00 0.52 0.52 SET 0.01 0.45 0.47 0.01 0.09 0.10 0.00 0.48 0.48 OCT 0.20 0.44 0.65 0.04 0.08 0.13 0.10 0.46 0.56 NOV 0.36 0.61 0.96 0.06 0.10 0.16 0.19 0.51 0.70 DIC 0.41 0.69 1.10 0.07 0.11 0.17 0.24 0.51 0.75

ANUAL 0.62 1.09 1.71 0.07 0.15 0.2

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