3.1.1 Objetivo

El estudio geolúgtco-geotécnico del proyecto de imgacwrt Chilca-Mala-Asia, tiene como principal objetivo, determinar las caracte fiticm geológicas y geomecánicas de los matenides que se encuentran en los alrededores de las lagunas Totoral y Suyoc, área de influencia de la bocatoma, canal de derivación y a lo largo del túnel; aspectos que deben tomarse en cuenta para la factibilidad de la obra.

El trazo de la obra se emplaza, sobre una moflologfa muy accidentada, regionalmente pertenece a la estribaciones flmles del flanco occidental de los andes, el cual se desarrolla a partir de los 500 msnm.

El relieve es muy variado, describiendo laderas suavemente empinadas y un tanto inaccesibles, alcanzando alturas harta de 4,000 m n m ; lm laderas se encuentran dhectadas por depresiones profundas y angostas, que en muchos casos sirven de drenes colectores superficiales.

Estraf igrafi

En el área de estudio se han Ulentificado unidades estratigráficas, cuyas edades varían entre el cretáceo y el cuatemario reciente, sobresalielzdo en grandes tramos intruswnes plutónicm t@o dioritas, granodwritas y tunalitas principalmente, que se encuentran cortando a derrames volcánicos mas modernos.

En la zona de captación, faja del canal de derivacióra y túnel de trasvase se han encontrado las siguientes unidades fomacwrzaIes:

- Volcánico Quiimaná (Rrns-q)

El grupo Quilmaná normalmente está constituido por unu secuencia volcánico- sedimentaria, con predominancia de rocas volcánicar hacia la parte superior,

En los valles de Ch ilca y Mula, el grupo está constituido por una gruesa secuencia de rocas volcánicas, abigarradas de composición andesitica y ocasionalmente dacitica con textura po@rítica y afanííica, distribuidas en capas medianas y gruesas pobremente estratificadas.

Dentro de la seclcencia volcúntca, ocurren horizontes lenttculares de calizas silicificadas de color gtEs a m a d n claro y ocustonalmente calizas mamolizadas intercaladas con margas y Lutitas pizarrosas.

El grupo Quilmaná aflora en dgerentes sectores de la margen derecha del d o Mala, tiene una potencia aproximada de 600 m y se estima una edad entre el Albiano Medio y el Cretáceo Superior.

Sedimentos que se encuentran en la faja costanera, representando a los conos aluviales de los ríos Chilca y Mala principalmente y a pequeños depósitos aluvwnales de algunas quebradas secas. En el rio Mala estos depbsitos se encuentran formando terrazm con desniveles de 5 a 20 m con relación al nivel del cauce.

Litológicamente están comtituidos por gravas, arenas, limo-arcillitas y boleos transportados por el agua, son de granulometna y naturaleza heterogénea, donde las gravas y los cantos son redondeados y subredondeados de composicwn andesítica, grurútica, cuarcitica y dwrítica principalmente.

La potencia de estos depósitos varia de acuerdo al lugar donde se encuentran, alcanzando espesores mayores a los 50 rn en las zonas de terrazas.

Rocas Infrusivas

- Super Unidad Piatap (K-gbdi-P, fi-di-p)

AfloParnientus Uztrusivos tipo gabrodwritas y dwritas, variables en tmtura y minerales de alteración. Las intrurwnes mas notables son las gabrodwritas que se disíribuyen en los alrededores de Calango y las dioritm de la margen derecha del no Mala, frente a la localidad de Retama, plutoms que corresporulen al Cretáceo Superior.

- Super Unidad Tiabaya (K-gd-t)

Afiramientos aislados de granodioritas con caracterfsttcas geotécnicas estables, destacando los afloramientos en ambas márgenes del do Mala entre la Capilla y totora1 bajo.

- Unidad Cochahuusi (K-mzdi, tgd-co)

Representado por intmiones de rnonzodioritas, tonalitas, granodion'tas, y diques ducitko-andesiticos, se dktribuyen ampliamente en la margen izquierda del rio Mala entre La Vuelta y la quebrada Matacaballo.

Esta unidad esta constituida por plutunes de granodwn'tm y tonalitas principalmente que afloran en los tramas iniciales de la obra, a ambos la& del río Mala.

3.4 Aspectos Estnrchrrales

Las formaciones sedirnenturias e inimsivos de la región, fueron moderadamente afectadas por procesos tectónicos, plegarnientos y fallarnientos, ocurridos desde el Cretáceo hasta el Plioceno; dando como resultado u m serie de estructuras que constituyen rmgos dominantes, especialmente en la región costera, donde han comprometido los estratos de las fomacwna Chilca, Morro Solar y Asia.

En las rocas sedimentarclas conformadas por lutitas y arenikm cuarc@rras expuestas entre los valles de Chilca y Mala, se presenta un sktema de fallas locales con alineamientos hacia el SW-NE, SE-hWy E-K con buzamientos entre 25" y #U0 inclinados hacia el norte.

Por otro lado, se conoce que el fracturamiento en los inhusivos es supeqficial, aunque estos se di5tribuyen en la mayorparte del área. Aguar amba de Huancani en la margen derecha del rto Mala, se presenta un sktema de fracturamiento con orientación NE y buzarnientos de 78" y 82" al SW; mientras que cerca a Retama el fracturamiento tiene rumbo de 28" al W y buzamientos de 4.5" N W y 1.5" NE con respecto a la roca intrusiva dwrítica.

Desde el punto de vhta regional, en el área del Proyecto de Trasvase Chilca - Mala, se dan procesos importantes de geodinámica extema, algunos de los cuales se describen a continuación:

E n el campo se ha identificado depósitos modernos, originados por huaycos en la rnayoria de las quebradas laterales que desembocan en los nos Chilca y Mala. De acuerdo a las caractefiticas de estos depbsitos, se deduce que estos fenómenos ocurren en forma constante, reactivandose en cada peifodu lluvioso que en forma ciclica sucede en el área.

En el cauce del nó Mala, hay evidencias de ocurrencias de avenidas con características tipo aluviones, las cuales pueden haberse originado por represamientos temporales probablemente ocasionados por derrumbes o huaycos en tramos angostos del cauce de los rtos o en la desembocadura de quebradas localizadas en Ea cuenca alta del río Mala; incluro no de descarta la posibilidad

que los aluviones puedan ocasionarse por desembalses de lagunas glaciares en la cabecera de la cuenca.

El riesgo de este tipo de procesos, es relativarnem2 bajo en c u a m a ocurrencias; sin embargo no debe ser descartado para efectos de dheñus de obras en pleno cauce.

Las áreas marginales especialmente en el cauce del nó Mala, están apuestas a los efectos de erosión e inundación por las escorrentim de avenidas extraordinarias. Estos riesgos mayormente están localizados sobre los cursos bajo y medio del nó Mala; mientras que en el cauce de la quebrada Chilca, donde las escorrentias son temporales, las Wundacwnes no presentan mayores riesgos.

3.5.4 Erosión de Laderas

En el ámbito regional del proyecto, ocurren tambzn otros procesos de carácter erosivo sobre las laderas. En muchos lugares se ha observado la pruencia de cárcavas y erosih masiva originadas por escomentia superficial de tipo lineal y laminar respectivamente, comprometiendo en ciePta medida la estabilidad de las laderas; limitando de esta manera el u . de los terrenos para fundación de obras.

3.5.5 Inestabilidad de Talides

Otro proceso importante de geodinámica externa, observado especialmente en el curso medio y superior del valle del rfo Mala.

Los procesos erosivos, comprometen la estabilidad de las laderas rocosas en espesores variables, desde algunos centimetros hasta 5 - 10 m. En la mayoría de los casos son originados por descompresion lateral de los macizos rocosos y colateralmente por meteorizac wn.

En general, estos procesos geodinámicos tienen significativa incidencia en la estabilidad de laderas, por lo que requieren estudios espectficos que permitan evaluar en su verdadera magnitud los riesgos potenciales, especialmente sobre áreas propuestas para obras civiles e hidráulicas.

El planteamiento hidráulico se busa en la di5ponibiEidad hidrica de Im aguas de . avenida, en los meses de diciembre a a b d y a la ubicaciih altihrdinal de las obras de regulación, captación y derivación que permita trasvasar este recurso hídnco del rio Mala a la cuenca del do Chilca.

4.1 PIanfeamiento hidráulico

La fuente de abastecimiento del recursos hidrico str obtendrá a partir del escur- ien to del rio Mala, imgánduse 2 327.50 ha, mejorando el riego de las 1 065,20 ha en actual qlotación e incrementando 1 262,30 ha de tiernas abandonadas.

El abustecimiento de agua se realihrá a través de la construcción de una bocatoma, ubicada en la margen derecha del ríu Mala y para una capacidad de 3,O m3/s En la toma nace un canal de derivación, que tiene una longitud de 36,5 km y mediante un túnel de 2,3 km permitirá trasvasar l a aguas del rio Mala al rio Chilca en la quebrada Calanguito.

4.2 Descripción de las Obras Hidráulicas

Se han elaborado los direños hidráulicos y estructruales de los elementos constitutivos del planteamiento hidráulico propuesto, conformado por las siguientes estructuras:

4.2.1 Bocatoma Chilca

La Bocatorna Chilca cuyo direño, preliminar se proyecr ó para captar hasta 3,00 m3/s se encuentra ubicada sobre la margen derecha del río Mala, a una altitud de 700 msnm, consta de tres cornponentesprilsc@ales: a) cmal de apruximacibn, b) estructura de captación, constituida por las ventanas y bocal de captación y c) estructura de limpia, conformada por el barraje móvil.

El canal de aproximac wn se inicia 60 m aguas amba de la estructura propiamente dicha, sobre un brazo del do, el cual será encauzado mediante diques laterales rellenos con material del rio y protegidos con una capa de enrocado de I,00 m de espesor; la sección del canal formado es trapezoidal ~ ! e 6,60 m de fondo con taludes I,5: 1; en los primeros 40 m Ea altura del canal eJ de 1,5O m, mientras que en los 20 m prdximos a la estructura es de 500 m, para permitir quc los excedentes de agua sean aliviados en el primer tramo, por rebose.

La estructura de captación consta del canal desgravador, ventanas de captación, canal desrnpzador y ventanas de derivación. Siguiendo el curso del canal de aproximación se encuentra una cámara en cuyo lado derecho se ha proyectado un

El phnteamiento hidráulico se basa en la diyonibilidad hfdrica de las aguas de avenida, en los meses de diciembre a abril y a la ubtcacwn altitudinul de lm obras de regulación, captación y derivacibn que permita trasvarar este recurso hfdrico del d o Mala a la cuenca del río Chilca.

4.1 Planteamiento hidráulico

La fuente de abastecimiento del recupsos hídrico se obtendrá a partir del escum*miento del río Mala, imgánduse 3 500 ha, mejorando el riego de las 915 ha en actual explotación e incrementando 2 585 ha de tierras abandunadas.

El abastecimiento de agua se realizará a través de la construcción de una bocatoma, ubicada en la margen derecha del no Mala y para una capacidad de 3,U m3/s En la t m a nace un canal de derivación, que ttem una longitud de 34 5 km y mediante un hinel de 2,3 km permitirá trasvasar las aguas de2 no Mala al rio Chilca en la quebrada Calanguito.

4.2 Descripción de las Obras Hidrbulhs

Se han elaborado los dtseños hidráulicos y estructurales de los elementos constitutivos del planteamiento hidpáulico propuesto, conformado por las siguientes estructuras:

4.2.1 Bocatorna Chilca

La Boca toma Chilca cuyo diseño, preliminar se proyectó para captar hasta 3,00 m3/s se encuenira ubicada sobre la margen derecha del rio Mala, a una altitud de 700 msnm, consta de tres componentes princ@ales: a) canal de aproxinaacwn, b) estructura de captación, constituida por las ventanus y boca1 de captación y c) estructura de limpia, conformada por el barraje mbvil.

El canal de aproximación se inicia 60 m aguas arriba de la estructura propiamente dicha, sobre un brazo del rio, el cual será encauzado mediante diques laterales rellenos con material del pio y protegdos con una capa de enrocado de 1,00 m de espesor; la sección del canal formado es trapezoidal de 6,60 m de fondo con taludes 1,5:1; en los primeros 40 m la altura del canal es de 1,50 m, mientras que en los 20 m prdximos a la estructura es de 2,00 m, para permitir que los excedentes de agua sean aliviados en el primer tramo, por rebose.

La estructura de captación consta del canal desgravadur, ventanas de captación, canal desmpiador y ventanas de derivación. Siguiendo el curso del canal de aproximación se encuentra una cámara en cuyo lado derecho se ha proyectado un

muro áefictor frontal de 0,50 m de alto que actuará como un primer rebose, sobre el cual van empotrados rteles de 1,50 m. Este primer rebose con el vertedero de captacibn, forman el canal desgravador de 2,10 m de ancho con una pendiente de fondo de 1% hacia la compuerta desgrclw~dora.

Adyacente al desgravador se encuentran las cuatro (4) ventanus de captacidn, ubtcadas en la pantalla frontal y enmarcadas entre tres pilares y los muros laterales, cada ventana tiene 2,50 m x 0,70 m; en la parte superíor está una losa de manwbrm de 1,60 m de ancho y 12,00 m de largo para la operacibn de las rejillas metálicas. Inmediatamente después de las ventanas se fuma una cdmara desm@iadora, limitada por los muros laterales, cuyo ancho es variable entre 13,35 m y 6,50 m, que converge hacia una compuerta de 0,60 m x 0,9U m y la comunka con el canal desrnpiador de 60 m de longitud hasta su entrega al río, tiene sección rectangular y 0,90 m de ancho, cuyo piso será revestido con piedra asentada y emboquillada con concreto.

Finalmente, se ubican las compuertas de derivación hacia el canal princylal, adyacentes a la compuerta desmpiadora, confomada por &S ven tam de ingreso de 3,00 m x 1,00 m divididas por un pilar de 0,50 m & ancho. Cuenta con una pantalla y losa puente de 1,50 m de ancho apoyado en los muros laterales y el pilar central.

La estructura de limpia está compuesta por un barraje móvil que ejercerá una doble función de regulaciólz y de limpia del material grueso. La estructura está compuesta por tres compuertas despedradoras de tipo deslizante de 2,80 m x 1,20 n separadas por pilares; los canales despedradores fumado por los muros laterales y los pilares tendrá ranuras con peflles metálicos para la colocación de compuertas y ataguías; sobre los muros y pilares va una losa puente de 5 0 0 m de amho de 12,50 m de largo con sus respecttvas barandas. El piso estará prote@ con un revestimiento de 0,40 m de espesor con piedra canteada y mentada en fc' = 210 k;g/cm2 de 14 m de longitud hacia las agum amba y 11,50 m hacia aguas abajo, al cabo del cual tendrá un enrocado de protección de 10 m de largo.

Los muros de la boca1 serán de secciórt transversal trapezoidal, de concreto reforzado según direñu, con un eSpeSOr mfnimo de la corona de O,# m de altura variable. La cimentación será u m losa comda de 0,60 m de espesor con alas laterales de 0,70 m, también de concreto reforzado según dtireño adjunto.

4.2.2 Canal de Derivación

Tiene una longifud total de 35,67 km medidos desde el km 0+000, con cota de rasante de salida 700,00 msnura, ubicado a la altura del pueblo Minay, cuya altitud aproximadamente es de 700,60 msnm.

En el diseño del canal se ha considerado ésta de sección trapezoidal, con una pendiente S=0.001 y para una capacidad de conducción de 3,00 m3Js.

Para el dimensionamiento de la seccibn del canal se ha utilizado la f h d a de Manning asumiendo un coeficienk de rugosidad n=O.020 correspondiente a un revestimiento de rnamposteda de piedra asenhdo en concreto FC=140 km/cmZ.

E2 revestimiento del canal y la inclinuciólz de los taludes se ha diseñado de acuerdo a consideraciones de orden geol@ieo, habiéndose adoptado un talud 0,25:1, y para las bermas interior y exterior un ancho de 0,50 m y 1,00 m, respecíivamente. Las caractekticas geométricas e hidráulicas del canal se muestran en la Figura N".

A lo largo del trazo del canal, se han proyectado lar comtmccZones de 16 Canoas, 03 Alcantarillas, cuya ubicación se indica a continuacibn:

Rehción de Obras de Arte Progresiva Tipo de Esb-uctwa Promsiva tipo de Estructum

Medkdor Parshall Canoa Cama Canoa Cama Cama Canoa Cama Cama Cama

Canoa Canoa Canoa Alcantarilla Canoa Canoa Alcantadla Cama Cama Alcantadla

4.2.3 Obras de Arte

- Canoas

Se han considerado 16 canoas, dfietiándose camas @o; la estructura de las canoas consiwn en un puente canal de concreto a m d o fC=175 kg/cm2 y acero de refueno de fy=4 200 kg/cm2 cuyos diámetros y distribucibn y se indican en el plano respectivo. Los canales de entrada y salida del puenre serán de concreto fé= 140 kglcm2, habiéndose prevLlrto aguas amba y aguas abajo de la cama un enrocado de proteccwn con piedra de cantera acomodada para darle protección a la estructura.

Se han proyectado 03 alcantarillas, diseñándose una alcantarilla tljlo de sección rectangular. El conducto tiene pendiente de fondo S=U, 02, estará fomado por muros y piw de piedra asentada con concreto fc'=140 kg/cm2 y emboquillada con mortero cemento - arena I:3, la losa superior de 0,20 m de espesor, de concreto armado según diseño. Se ha previrto aguas amh aguas abajo de la alcantarilla un enrocado de prolección con piedra de cantera acomodada para darle protección a la estructura.

En los extremos de los muros de encauzamiento a la entrada y salida se han considerado vigas rectangulares de concreto amado. También se han diseñudo muros en alas a 45-n la dirección del flujo en la zona de aguas amba y aletas de salida en la zona de aguas abajo) las cuales forman 90" con la dirección del flujo.

Los muros serán de sección rectangular con cimentacibn también de esa forma, de concreto reforzado de dimensiones variables según los casos.

Sobre la losa superior Elevará un relleno compactado con taludes I:I, el que contendrá a la caja de canal, según direñu.

- Medidor ParshuU

El proyecto contempla un medidor parshall el que se ubicará en un tramo recto a 0+050 del canal de derivación.

Esta estructura será de concreto fe= I4U kglcrn2, tendrá un ancho de garganta de W=2,í3 m siendo el espesor delpiko y muros de 0,15 m llevará 02 miras limnimétricas empotrado en una de las paredes, tal como se muestra en la Figura N", el piso estará dotado de 02 uñas de concreto simple, en la entrada y salida del medidor.

El medidor estará unido al canal en el extremo aguas am'ba y aguas abajo mediante una tramicwn de 2,U m de las mismas características que las del canal de derivación.

4.3 Costos de las Obras

Los costos de la obras se han determinado en base a los metrados y los análhis de las diferentes p a n i h que componen las obras.

El presupuesto de las obras civiles propuestas tiene los siguientes componentes:

- Bocatoma Chilca en la margen izquierda del rio Mala y con capacidad de 3,0 m3/s.

- Canal de derivación con 356 km de longitud

- Obras de Arte

4.3.1 Metrados

Los metraáus de las estructuras se han calculado de los planus de diseño

Las unidades utilizadas para los metrados guardan correspondencia con los cuadros de precios unitarios y presupuestos.

PLANTA -

Visto en plonto y olrodo de uno conduccdn elevodo de aforo , Porsholl construido de hormigÓn, en la que se honon representadas tos portes componentes.

MEDIDOR PARSHALL DIMENSIONES EN METROS DESCARGA LIBRE :.;?;IF híiadir .rondelas de 1/2" para conregu~i la co to , p a c t a de la coronacson.

SECCION N - N

REPUBLICA DEL PERU MlNiSTERlO D E AGRICULTURA

I N S T I T U T O NACtONbL DE RECURSOS NATURALES

INRE N A DIRECCION GENERAL DE ESTUDIOS Y P R O Y E C T O S

DERlVAClON RIO MALA AL C H l t C A

MEDIDOR PARSHALL

:SCALA : s/E

FIGURA N o

iie 0 . n . c . EJECUTAOO : REVISADO: APROBADO: 2 'ECHA : lng' Inp '

H O V i 1 9 3 S Cbp C ip Cip

4.3.2 Anrflr=rHr de precios unitarios

Los precios unirartos considerados en el presupuesto han sido elaborados al mes de marzo de 1995. Para su elaboracibn se han tomado en cuenta los rendimienfos de acuerdo a las condtcwm de obra, la altitud y accesibilidad.

En el costo de La mano de obra se han incluido las mes Sociales, en concordalrcia con los diirpositivos vigentes a la fecha señalada; en el resto de los materiales de contempla el costo por transporte, almacenamiento, distribución y merma, habiéndose obtenido información para tal efecto en Ea zona del proyecto, complementándose en la Ciudad de Lima. En el A m V se muestran los costos unitarios que se han utilizado para la elaboracm del presupuesto de las obras.

4.3.3 Presupuesto de obras

El total del costo de la infraestmctura de riego de los sutemas de captación y conducción asciende a un total de SI. 17'317 613,OO nuevos soles, al mes de marzo de 1995. En el presupuesto indicado se han incluido los costos indirectos (27%), que componen gastos generales, imprevistos y otros; a continuacidn se muestra el resumen del presupuesto de obras. Para mayor detalle ver A m P? (Presupuesto d e obras).

RESUMEN DE PRESUPUESTO DE OBRAS

COSTO DIRECTO 13'635 915,94 COSTO INDIRECTO (27%) 3'681 69731 COSTO TOTAL 17'317 613,25

1.00

2.00

3.00

4.00

4.4 Cronograma de Ejecución de Obras

El monograma de ejecución de las obras civiles que se muestra en el Cuadro N" en el que se indica la programación de las diferentes obras que demandu la ejecución del proyeclo. La programación considera que las obras nu deberán efectuarse en el periodo de enero a marzo debido a la presencia de lluvias.

- Trabajos Preliminares

- Captación ChiIca

- Canal de conducción y rúnel

- Obras de arte

El plazo de la ejecución de las obras de captación y conducción del proyecto es de 02 anos calendanos, de las cuales 16 meses son de fiempo efectivo de obras.

35 561,23

1'099 825,99

12'428 259,09

72 269,63

CUADRO No 2

ESTUDIO DE FACTlBlLlDAD DEL PROYECTO DE IRRIGACION MAZAMARI

CRONOGRAMA DE EJECUCION DE OBRAS CIVILES

ACTIVIDADES

1 .- TRABAJOS PRELIMINARES

2.- BOCATOMA

3.- CANAL DE DERlVAClON

4.- TUNEL

5.- OBRAS DE ARTE