Thesis of Saguanani Dam

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  • Universidad Nacional del Altiplano FACULTAD DE INGENIERA AGRCOLA

    ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AGRCOLA

    DETERMINACIN DE LA VULNERABILIDAD DE LA CUENCA DEL RO COCHACHAQUI TRAS UNA FALLA

    DEL EMBALSE SAGUANANI

    TESIS

    PRESENTADO POR:

    WILL HERNAN HUANCA CAYLLAHUA

    PARA OPTAR EL TTULO DE:

    INGENIERO AGRCOLA

    PUNO PER

    2009

  • UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERA AGRCOLA

    ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AGRCOLA

    TESIS

    DETERMINACIN DE LA VULNERABILIDAD DE LA CUENCA DEL RO COCHACHAQUI TRAS UNA FALLA DEL EMBALSE SAGUANANI

    PRESENTADO A LA DIRECCIN DE INVESTIGACIN DE LA FACULTAD DE

    INGENIERA AGRCOLA DE LA UNA-PUNO. COMO REQUISITO PARA OPTAR EL TITULO DE:

    INGENIERO AGRICOLA

    APROBADO POR: PRESIDENTE DE JURADO : ___________________________ Ing. Edilberto Huaquisto Ramos. PRIMER MIEMBRO : ___________________________ Ing. Germn Belizario Quispe. SEGUNDO MIEMBRO : ___________________________ Ing. Rolly Esquivel Urviola . DIRECTOR DE TESIS : ___________________________ Ing. Audberto Millones Chafloque. ASESOR DE TESIS : ___________________________ Ing. Edilberto Velarde Coaquira. ASESOR DE TESIS : ____________________________ Ing. Marco A. Rodrguez Mendoza.

  • DEDICATORIA

    Como homenaje a mis padres Nicols Huanca Chunga y Avelina Cayllahua Quispe por su apoyo incondicional, para desarrollar este trabajo.

    A mis amigos profesionales de Ingeniera Agrcola que me brindaron su apoyo incondicional para poder desarrollarme como profesional.

    A mi pas Per por darme cobijo, desarrollarme libremente en mi formacin profesional y luchar da a da para llevar hacia adelante el mejoramiento de la calidad de vida de la poblacin urbana y rural.

    A mis amigos profesionales de Ingeniera Civil que me brindaron su apoyo incondicional para poder desarrollarme como profesional.

  • A mis tos: Sixto R. Huanca Chunga y Celia Zamata Alvarez, por su apoyo incondicional para el desarrollo de mi carrera profesional.

    A mi ta: Gregoria Huanca Ghunga, por su apoyo incondicional para el desarrollo de mi carrera profesional.

  • AGRADECIMIENTO

    - A la universidad Nacional del Altiplano, al personal docente y administrativo de la

    Facultad de Ingeniera Agrcola, por los conocimientos bsicos brindados y apoyo

    constante en mi formacin profesional.

    - A la empresa ESRI de los Estados Unidos de Norteamrica y el Dr. Leonardo

    Nania E. de Espaa, quienes a travs de la comunicacin, me guiaron en la

    elaboracin de este trabajo.

    - Al ingeniero Audberto Millones Ch. del Per, por su apoyo como director de tesis,

    en el presente trabajo.

    - Al ingeniero Edilberto Velarde C. del Per, por su apoyo como asesor de tesis, en

    el presente trabajo.

    - Al ingeniero Genaro Medina A. del Per, por su apoyo en medios financieros e

    informaciones para el presente trabajo.

    - Al ingeniero Roberto Alfaro A. por su indagacin de informaciones disponibles en

    el mundo de la investigacin y su deseo de mejora en la educacin peruana.

    - Al ingeniero Duberly Huisa H. por su reconocido trabajo en elementos finitos y

    trabajos desarrollados en el diseo de la presa Saguanani, que aport como

    informacin base para este trabajo.

  • - A mis compaeros de la Escuela Profesional de Ingeniera Agrcola, que tuvieron

    el honor de investigar con una tesis para aportar conocimientos e informaciones

    nuevas para el desarrollo de la ingeniera en nuestro pas y que me apoyaron

    incondicionalmente en algunos procedimientos especficos de este trabajo.

    - A mis compaeros de la Escuela Profesional de Ingeniera Civil, que tuvieron el

    honor de investigar con una tesis para aportar conocimientos e informaciones

    nuevas para el desarrollo de la ingeniera en nuestro pas y que me apoyaron

    incondicionalmente en algunos procedimientos especficos de este trabajo.

  • RESUMEN

    En este trabajo se realiza el estudio de la rotura del embalse Saguanani en la

    Comunidad de Parina, distrito de Ocuviri, provincia de Melgar del departamento

    de Puno utilizando las herramientas de modelacin numrica unidimensional del

    Hec-Ras. Conocer el funcionamiento hidrulico de un ro durante el transcurso de

    una avenida creada por la rotura de presa es fundamental para la resolucin de

    gran variedad de problemas de la Ingeniera Agrcola, Ingeniera Civil en el rea

    de hidrulica, dinmica fluvial, prevencin de desastres y desarrollo rural y

    urbano. As tambin para la delimitacin de zonas inundables, estudios de la

    rotura de presa, para proyectos de diques de proteccin en los ros, proyectos de

    riego, vas de transporte, para determinar riesgos por evento de lluvias

    torrenciales extraordinarias, para ello es necesario el estudio del flujo de agua en

    lmina libre, en rgimen variable y no uniforme con secciones irregulares del

    cauce.

    El objetivo del presente trabajo es determinar las zonas vulnerables frente al

    peligro de la rotura del embalse Saguanani en la cuenca del ro Cochachaqui,

    utilizando el modelo numrico comercial de Hec-Ras. Para ello se determina los

    parmetros hidrulicos en un cauce utilizando las ecuaciones diferenciales de

    Saint Venant a travs del mtodo de las diferencias finitas y por el mtodo

    computacional con el Hec-Ras.

    Las zonas vulnerables que se determinaron son las comunidades de Antaimarca y

    Hatunayllo que estn ubicados a 13 Km. aguas abajo del embalse Saguanani. En

    el ro Cochachaqui. Por otro lado se determino la zona segura en caso del evento

    que es la Centro Educativo de Antaimarca donde no llega el nivel de las aguas

    producido por la rotura de la presa Saguanani.

  • Notacin

    a Elemento de una matriz

    A Seccin transversal

    A Vector rea

    B Base del cauce.

    B Propiedad extensiva del fluido

    Propiedad intensiva del fluido

    c Coeficientes de una matriz.

    Elemento diferencial

    F Fuerza

    FT Nmero de Froude en el pelo de agua

    Fr Nmero de Froude local

    g Gravedad

    f Friccin

    h Profundidad del cauce

    Hm Hectmetro

    i Distancia discreta

    j Tiempo discreto

    m Masa

    m Exponente de forma en el mtodo LPI

    [M] Matriz

    [M]-1 Matriz inversa

    n Rugosidad de Manning

    Densidad del fluido

    Q Caudal j

    iQ Caudal de nudo 1

    1j

    iQ Caudal del nudo siguiente

    q Flujo lateral

    So Pendiente

    s.c. Superficie de control

    t Tiempo

    Coeficiente numrico de mtodo LPI

  • Funcin

    V Volumen

    v.c. Volumen de control

    V Vector velocidad

    V Mdulo del vector velocidad

    l Longitud

    x Distancia

    y Tirante de agua

  • INDICE

    I. INTRODUCCIN. ......................................................................................... 16 1.1 ANTECEDENTES. ............................................................................. 16

    1.2 DEFINICIN DEL PROBLEMA. ......................................................... 18

    1.3 JUSTIFICACIN. ............................................................................... 20

    1.4 OBJETIVOS. ...................................................................................... 21

    1.4.1 Objetivo general.............................................................................. 21

    1.4.2 Objetivos especficos. ..................................................................... 21

    1.5 HIPOTESIS. ....................................................................................... 21

    1.5.1 Hiptesis general. ........................................................................... 21

    1.5.2 Hiptesis especfico. ....................................................................... 21

    II. MARCO TERICO Y CONCEPTUAL. ........................................................ 22 2.1 SISTEMA DE INFORMACIN GEOGRFICA (SIG). ........................ 22

    2.1.1 Software aplicativo en el SIG y el modelamiento. ........................... 23

    2.1.1.1 Arc View.......................................................................................... 23

    2.1.1.2 Spatial Analyst. ............................................................................... 23

    2.1.1.3 Hec-GeoRas. .................................................................................. 24

    2.1.1.4 Hec-Ras. ......................................................................................... 25

    2.2 TOPOGRAFA EN EMBALSES Y ROS............................................. 25

    2.2.1 Levantamiento topogrfico.............................................................. 25

    2.3 HIDRULICA EN ROS. ..................................................................... 26

    2.3.1 Rugosidad....................................................................................... 26

    2.3.1.1 Factores que afectan el coeficiente de rugosidad de Manning. ...... 27

    2.3.1.1.1 Rugosidad de la superficie. ......................................................... 27

    2.3.1.1.2 Vegetacin. ................................................................................. 27

    2.3.1.1.3 Irregularidad del cauce. ............................................................... 28

    2.3.1.1.4 Alineamiento del cauce. ...........................................