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UNIVERSIDAD PARTICULAR DE CHICLAYO
FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO E
INGENIERIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TRABAJO DE INVESTIGACION
“RIESGO HÍDRICO VIA CANAL AVENIDA
CHICLAYO "
Para optar el Grado Académico de: BACHILLER EN INGENIERIA CIVIL
Presentado Por:
Egresado LUIS RICARDO FERNANDEZ GONZALES
Chiclayo 2018
iii
SUSTENTACIÓN DE TRABAJO DE
INVESTIGACIÓN
TÍTULO:
“RIESGO HÍDRICO VÍA CANAL AVENIDA CHICLAYO” Presentada como requisito para optar el Grado Académico de Bachiller en INGENIERIA CIVIL, sustentado por:
-------------------------------------------------------------------
Luis Ricardo Fernandez Gonzales Egresado en Ingeniería Civil
Aprobado por los siguientes Miembros de Jurado:
………………….………..…………………………..
Ing. INFANTE VALDIVIA, Marlon Orlando PRESIDENTE
………………….………………………………………..
Ing. CÉSPEDES DEZA, José Alfredo Rolando SECRETARIO
……………………..…………………………….
Ing. PUICAN CARREÑO, Manuel Hugo VOCAL
Fecha de Sustentación: Chiclayo, Viernes, 18 de abril de 2018
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DEDICATORIA
Dedico a Dios por haber darme todas las fortalezas y salud
para lograr mi objetivo y guiarme protegiéndome cada
minuto bendiciéndome día a día, también a mis seres
queridos como son mi madre Catalina Gonzales y abuelos
por su infinito amor y apoyo. A todos ellos agradezco de
corazón.
A la mujer que siempre está a mi lado en cada derrota y en
cada triunfo: Licy Lisbet Asalde Chozo
Luis Ricardo Fernandez Gonzales
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios, nuestro señor por darme la fortaleza de
finalizar mi trabajo de investigación. Por ello, es para mí un
orgullo tener que expresar mis sinceros agradecimientos.
Debo agradecer de manera honesta y especial al
Catedrático Ing. Victor Manuel Tepe Atoche por el apoyo
constante y guiar mis ideas generando una confianza en
mi trabajo y por su capacidad, logrando el objetivo de
desarrollo de mi trabajo de investigación. A la universidad de
Chiclayo y sus profesores, por sus aportes académicos. Por
último, la culminación de este esfuerzo le dedico a toda mi
familia, en reconocimiento a la tolerancia y la paciencia que
me brindaron durante el tiempo que escribí este trabajo de
investigación.
vi
PRESENTACIÓN
El presente documento contiene el informe final del Trabajo de Investigación
“RIESGO HÍDRICO VIA CANAL AVENIDA CHICLAYO” formulado como trabajo
de investigación para obtener el Grado Académico de Bachiller en Ingeniería
Civil de la Universidad de Chiclayo.
La investigación se centró en establecer el flujo de las aguas pluviales en las
calles colectoras hacia la avenida Chiclayo y a partir de ello determinar la
capacidad de almacenamiento de dicha Avenida; corroborando las causas
actuales del colapso de la vía ante eventos extremos, como el recientemente
vivido en la ciudad de Chiclayo lo que servirá para establecer el Riego Hídrico.
Esta investigación propone, el desarrollo de drenaje mayor y menor para
conseguir un funcionamiento adecuado de esta vía, mediante un adecuado
diseño hidráulico, logrando un buen drenaje pluvial, que permitirá evacuar el
agua acumulada como consecuencia de precipitaciones extraordinarias durante
épocas como el fenómeno el Niño sucedido en el mes de marzo del presente
año (2017) en la zona en estudio.
El fin último del presente trabajo, es contribuir al ordenamiento territorial de
Chiclayo, en materia de drenaje pluvial.
vii
“RIESGO HÍDRICO VIA CANAL AVENIDA CHICLAYO "
ÍNDICE
DEDICATORIA ......................................................................................................................... iv
AGRADECIMIENTO ................................................................................................................. v
PRESENTACIÓN ..................................................................................................................... vi
ÍNDICE ...................................................................................................................................... vii
INTRODUCCION ...................................................................................................................... xi
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................14
1.1. Descripción de la realidad problemática ...............................................................14
1.2. Definición del problema ..........................................................................................16
1.3. Objetivos de la Investigación .................................................................................17
1.4. Finalidad e importancia ...........................................................................................17
CAPITULO II: FUNDAMENTOS TEORICOS DE LA INVESTIGACION ........................19
2.1 Base teórica ..............................................................................................................19
2.1.1 Dren avenida Chiclayo ........................................................................................19
2.1.1.1 Ubicación ..........................................................................................................19
2.1.1.2 Construcción vía canal avenida Chiclayo .....................................................20
2.1.2 Pluviometría ..........................................................................................................22
2.1.2.1 Precipitación total mensual – máxima en 24 horas .....................................22
2.1.3 Análisis de información pluviométrica ...............................................................24
2.1.4 Análisis de frecuencia .........................................................................................27
2.1.5 Precipitaciones máximas estación Corpac SA-Chiclayo ................................30
2.2 Estudios previos .......................................................................................................31
2.3 Marco Conceptual ....................................................................................................43
2.3.1 Riesgo de inundaciones......................................................................................43
2.3.2 Identificación y cuantificación del riesgo de crecidas .....................................43
2.3.3 Hidrograma ...........................................................................................................44
2.3.4 Definición de Términos .......................................................................................46
CAPITULO III: HIPOTESIS Y VARIABLES ........................................................................49
3.1. Formulación de la hipótesis ....................................................................................49
3.1.1 Hipótesis general .................................................................................................49
viii
3.1.2 Hipótesis especificas ...........................................................................................49
3.2. Identificación de variables ......................................................................................49
3.2.1 Clasificación de variables ...................................................................................49
3.2.2 Definición constitutiva (conceptual) de variables.............................................50
3.2.3 Definición operacional de variables ...................................................................50
CAPITULO IV: METODOLOGIA ..........................................................................................53
4.1 Descripción del método y diseño ...........................................................................53
4.1.1 Métodos ................................................................................................................53
4.1.2 Diseño de la investigación ..................................................................................53
4.2 Tipo y nivel de investigación ..................................................................................53
4.3 Población, muestra y muestreo .............................................................................54
4.4 Consideraciones éticas ...........................................................................................54
CAPITULO V: TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS .......55
5.1 Técnicas e instrumentos .........................................................................................55
5.2 Plan de recolección, procesamiento y presentación de datos ..........................55
5.2.1 Plan de recolección de datos .............................................................................55
5.2.2 Plan de procesamiento y presentación de datos.............................................55
5.2.2.1 Tránsito del flujo ...............................................................................................56
5.2.2.1.1 Precipitaciones máximas ................................................................................57
5.2.2.1.2 Tiempo de concentración – calles analizadas .............................................60
5.2.2.1.3 Dirección de flujo .............................................................................................62
5.2.2.2 Almacenamiento avenida Chiclayo ...............................................................63
4.2.1 Capacidad de almacenamiento .........................................................................63
5.2.2.3 Caudales máximos avenida Chiclayo ...........................................................63
5.2.2.3.1 Caudales máximos ..........................................................................................63
5.2.2.3.2 Identificación del peligro .................................................................................63
5.2.2.3.3 Determinación de la vulnerabilidad ...............................................................64
5.2.2.3.4 Composición del riesgo. Avenida Chiclayo ..................................................65
5.2.2.4 Mitigación del riesgo ........................................................................................65
CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES ........................................................................................66
CAPITULO VII: RECOMENDACIONES ..............................................................................66
CAPITULO VIII: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................67
CAPITULO IX: ANEXOS .......................................................................................................68
ix
Índice de Figuras
Figura Nro. 01: Dren Avenida Chiclayo –DREN 3000 ......................................................19
Figura Nro. 02: Histograma de Precipitación Total Mensual – Estación Corpacsac -
Chiclayo 1970/2013 ................................................................................................................24
Figura Nro. 03: Precipitación Mensual Promedio– Estación Corpacsac - Chiclayo
1970/2013 .................................................................................................................................25
Figura Nro. 04: Precipitación Mensual Máxima– Estación Corpacsac - Chiclayo
1970/2013 .................................................................................................................................25
Figura Nro. 05: Histograma de Precipitación Máxima en 24 Horas (MM)– Estación
Corpacsac - Chiclayo 1970/2008 ..........................................................................................27
Figura Nro. 06: Hidrograma Complejo ................................................................................45
Figura Nro. 07: Hidrograma Simple o de crecida ..............................................................45
Figura Nro. 08: Histograma de Precipitación Máxima en 24 Horas (MM)– Estación
Corpacsac - Chiclayo 1970/2008 ..........................................................................................58
Figura Nro. 09: Precipitación Máxima Para Diferentes Periodos de Retorno (mm) –
Estación Corpacsac - Chiclayo ..............................................................................................59
Figura Nro. 10: Tendencia de la Curva para Diferentes Periodos de Retorno (mm)–
Estación Corpacsac - Chiclayo ..............................................................................................59
Figura Nro. 11: Tendencia de la Curva para Diferentes Periodos de Retorno (mm)–
Estación Corpacsac - Chiclayo ..............................................................................................60
Figura Nro. 12: Diagrama de Flujo en Vía Canal - Avenida - Chiclayo ..........................62
Figura Nro. 13: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística
Exponencial (Máxima verosimilitud) –confianza 95% ........................................................69
Figura Nro. 14: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística
Gumbel (Máxima verosimilitud) – confianza 95% ...............................................................69
Figura Nro. 15: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística Normal
(Máxima verosimilitud) –confianza 95% ...............................................................................70
Figura Nro. 16: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística
Lognormal (Máxima verosimilitud) –confianza 95% ...........................................................70
Figura Nro. 17: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística
Gamma (Máxima verosimilitud) –confianza 95% ................................................................71
Figura Nro. 18: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística
Pearson tipo III (Máxima verosimilitud) –confianza 95% ...................................................71
Figura Nro. 19: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilística Log-
normal 3 parámetros (Máxima verosimilitud) – confianza 95% ........................................72
Figura Nro. 20: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución Probabilísticas –
confianza 95% .........................................................................................................................72
Figura Nro. 21: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribuciones Probabilísticas
comparación–confianza 95% .................................................................................................73
Figura Nro. 22: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribuciones Probabilísticas,
comparación –confianza 95% ................................................................................................73
Figura Nro. 23: Criterios de comparación de las distribuciones probabilísticas -
Distribución Probabilística Log-normal 3 parámetros–confianza 95% .............................74
Figura Nro. 24: Flujo Pluvial A-1 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo.................77
Figura Nro. 25: Flujo Pluvial A-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo.................77
Figura Nro. 26: Flujo Pluvial A-3 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo.................77
x
Figura Nro. 27: Flujo Pluvial B-1 – Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ...............77
Figura Nro. 28: Flujo Pluvial B-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo.................77
Figura Nro. 29: Flujo Pluvial C-1 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ................77
Figura Nro. 30: Flujo Pluvial C-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ................77
Figura Nro. 31: Flujo Pluvial D-1 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ................77
Figura Nro. 32: Flujo Pluvial D-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ................77
Figura Nro. 33: Flujo Pluvial E –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Figura Nro. 34: Flujo Pluvial F –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Figura Nro. 35: Flujo Pluvial G –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Figura Nro. 36: Flujo Pluvial H –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Figura Nro. 37: Flujo Pluvial I –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ......................77
Figura Nro. 38: Flujo Pluvial J –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo .....................77
Figura Nro. 39: Flujo Pluvial K –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Figura Nro. 40: Flujo Pluvial L –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo.....................77
Figura Nro. 41: Flujo Pluvial M –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ...................77
Figura Nro. 42: Flujo Pluvial N –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Figura Nro. 41: Flujo Pluvial Ñ –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo ....................77
Índice de Cuadros
Cuadro Nro.01: Precipitación Total Mensual (mm)- Estación Corpacsac ......................22
Cuadro Nro.02: Precipitación Máxima en 24 horas (mm)- Estación Corpacsac ...........26
Cuadro Nro.03: Avenidas e Inundaciones Históricas. .....................................................35
Cuadro Nro.04: Precipitación Máximas Para Diferentes Periodos de Retorno (mm)-
Estación Corpacsac-Chiclayo. ...............................................................................................58
Cuadro Nro.05: Tiempos de Concentración (Tc) Para las Calles Analizadas. ..............61
Cuadro Nro.06: Lluvias máximas (mm).- Estación Corpac S.A. - Chiclayo. .................75
Cuadro Nro.07: Intensidades máximas (mm/h).- Estación Corpac S.A. - Chiclayo. .....75
Cuadro Nro.08: Caudales Máximos – Método Racional - Estación Corpac S.A. -
Chiclayo. ...................................................................................................................................76
xi
INTRODUCCION
El presente Trabajo de Investigación está referido de riesgo hídrico
(inundaciones), producto de las fuertes precipitaciones pluviales que se dan en
la costa norte del país, cada cierto periodo de retorno, como los eventos
registrados en el año 1983, 1998, y 2017. Así como experiencias del autor
sobre el fenómeno vivido en el mes de marzo del presente año 2017 en la
ciudad de Chiclayo, cuyo resultado fue devastador, quedando intransitable toda
la ciudad de Chiclayo y con más severidad en la zona de la avenida Chiclayo,
en la cual, por la manifestación del fenómeno “El Niño Costero” de 2017,
colapso el 100% de la vía que sirve como drenaje principal del Distrito de Jose
Leonardo Ortiz.
Para analizar esta problemática es necesario mencionar sus causas. Una de
ellas son las precipitaciones. Se entiende por precipitación como cualquier
forma que cae de la atmósfera y llega a la superficie terrestre. Las fuertes
lluvias provocan alteraciones en las partes bajas de las cuencas, con el
incremento de caudales.
La investigación de esta problemática se realizó por el interés de conocer el
riesgo hídrico en la vía canal avenida Chiclayo, al mismo tiempo para
corroborar el flujo de las aguas pluviales en la avenida Chiclayo. Así como
determinar la óptima capacidad de almacenamiento de la vía canal avenida
Chiclayo y con ello establecer el actual riesgo hídrico en esta avenida.
La investigación se realizó empleando el análisis, deductivo - inductivo, siendo
el tipo de investigación, descriptivo y estadístico, conociendo que la vía canal
avenida Chiclayo es un elemento Colector importante para mejorar el Sistema
de drenaje urbano y toma de decisiones de la Planificación Urbana. La
población del presente tema de investigación, es la vía canal avenida, desde su
inicio hasta su intersección con la carretera panamericana. La muestra lo
constituye la longitud total de la vía canal avenida Chiclayo. Este tamaño de
muestra se ha definido considerando varios factores como: representatividad,
economía y condiciones existentes en el sistema, entre otros.
xii
La presente estudio reúne las condiciones metodológicas de una Investigación
aplicada, en razón, que se utilizaron conocimientos de las ciencias Físicas y
matemáticas aplicado a la Ingeniería, cuya finalidad es determinar Caudales,
Pluviometría y Riesgo Hídrico en la Avenida Chiclayo.
El objetivo de esta investigación es contribuir al ordenamiento territorial de la
ciudad de Chiclayo en materia de drenaje pluvial, habiéndose podido realizar
con información tomada de entidades estatales así como experiencias del autor
sobre el fenómeno vivido en el mes de marzo del presente año 2017 en la
ciudad de Chiclayo, cuyo resultado fue devastador, quedando intransitable toda
la ciudad de Chiclayo y con mas severidad en la zona de la avenida Chiclayo,
que por manifestación del fenómeno “El Niño Costero” del 2017, originó el
colapso al 100% de esta vía, que sirve como drenaje principal del distrito de
Jose Leonardo Ortiz.
Se determinó el peligro que representan las crecidas, en los años donde se
presenta el fenómeno “El Niño” llegándose a obtener mediante un análisis de
frecuencias, que el peligro alcanza un valor de 75% (peligro alto), por otro lado
se caracterizó la vulnerabilidad de esta vía atribuido al fenómeno de inundación
analizando esta variable con los hidrogramas de crecidas, resultando como
consecuencia del mismo la inundación total de la vía canal avenida Chiclayo, lo
cual dio una vulnerabilidad del 75%. Al relacionar, el peligro con la
vulnerabilidad, se definió el riesgo para estos eventos arrojando como resultado
un 56.25 %, que representa un riesgo con un nivel de contingencia.
Se propone como resultado de esta investigación y como medida de mitigación,
el mejoramiento de la vía canal avenida Chiclayo con un diseño hidráulico
adecuado y suficiente que permita evacuar el flujo proveniente de las calles
aledañas a la vía, así como otras acciones de mejoramiento del dren 3000 a
partir del ovalo panamericana de la carretera Chiclayo – Lambayeque.
El Trabajo de Investigación en su conjunto comprende los siguientes capítulos:
Capítulo I, contiene la realidad problemática, la definición del problema; los
objetivos, la finalidad e importancia.
xiii
Capítulo II, desarrolla los fundamentos teóricos de la investigación, las bases
teóricas y marco conceptual sobre riesgo hídrico, precipitación, inundaciones;
acorde con el cuadro de operacionalización de variables.
Capítulo III, contiene las hipótesis y variables que establecen y conducen el
camino para la investigación.
Capítulo IV, describe la metodología, población y muestra, sobre la cual, se
fundamenta la recolección de información.
Capítulo V, describe las técnicas e instrumentos de recolección de datos y la
presentación de los resultados obtenidos, con el respectivo análisis estadístico
de validez y confiabilidad.
Finalmente, se incluyen las conclusiones y recomendaciones puntuales, a las
que luego de la investigación se han arribado, seguido de los respectivos
anexos que permiten conocer y aclarar aspectos procedimentales llevados a
cabo en el desarrollo del presente trabajo de investigación, en especial los
cuadros y figuras complementarios más importantes, producto de la tabulación
de datos.
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CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción de la realidad problemática
En el mundo se vienen dando muchos fenómenos naturales tales como el
efecto invernadero el cual conlleva al fenómeno pluvial, hoy en día el mundo
viene siendo acechado por este fenómeno el cual causa grandes pérdidas en el
ámbito agrícola, en salud, educación, carreteras, etc. Las mismas que
redundan en la economía del País.
A su vez el incremento poblacional cada día es mayor lo cual va en paralelo
con la disminución considerable de las áreas agrícolas, ya que al
incrementarse la población se invaden terrenos agrícolas los cuales vienen a
convertirse de una zona rural a una zona urbana.
Esta invasión de terrenos rurales muchas veces se dan en drenes existentes lo
cual trae consigo grandes pérdidas con él tiempo, pues al construir viviendas
muchas veces en zonas bajas se ven pérdidas humanas así como materiales,
ante la manifestación de fenómenos naturales tal como el fenómeno El niño.
Es por ello que las infraestructuras existentes como los drenes deben seguir
manteniéndose y no ser habitados o modificados.
Muchos países en el mundo no están preparados para poder afrontar un
fenómeno pluvial, en Sudamérica a este fenómeno se le denomina “El
Fenómeno del Niño” el cual es conocido como un fenómeno del mar de las
costas del Pacífico de Sudamérica, en nuestro país tenemos registrado a este
fenómeno en 4 oportunidades de los cuales son conocidos 3 de ellos, uno en el
año 1983, del año 1998 y el otro reciente del mes de marzo del presente año
en curso (Marzo,2017), ocasionando grandes pérdidas humanas, agrícolas,
ganaderas y económicas.
El fenómeno del niño en el ámbito agrícola se ve duramente afectado mediante
inundaciones el mismo que genera grandes pérdidas económicas, a su vez trae
consigo enfermedades que afectan considerablemente la salud integral de las
personas, el desarrollo y crecimiento de nuestro país.
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En el ámbito de infraestructura se ven afectados las viviendas, colegios,
puentes, carreteras y todo cimiento elaborado por la mano del hombre.
Los fenómenos arriba mencionados (1983 y 1998) se caracterizaron por lo
siguiente:
El fenómeno del niño de 1983 catalogado como un niño devastador tuvo
características particulares como por ejemplo la fuerte pluviosidad en la región
norte, pues destruyo todo lo que estaba a su paso y ocasiono grandes pérdidas
humanas, agrícolas y de infraestructuras.
Este fenómeno ocasionado en dicho año trajo consigo un decrecimiento
profundo en nuestra economía de un 13%.
El fenómeno del niño de 1998 se caracterizó por la alta pluviosidad, llovió más
que en 1983 y fue en el norte de nuestro país en donde más se sintió grandes
pérdidas, tales como vidas de seres humanos; en el área agrícola fue
desvastador ya que muchos agricultores además de perder sus cosechas
perdieron sus tierras por incumplimiento a los pagos bancarios ante las
circunstancias mencionadas, en infraestructura se vieron afectadas, en gran
proporción las viviendas rústicas y precarias, calles, colegios, puentes, drenes,
entre otros.
Este fenómeno causo gran contaminación en la población. Los drenes
colapsaron por su falta de capacidad para soportar el flujo de las aguas
generadas por las lluvias, que los destruyeron, además arrasaron con las
viviendas aledañas que estaban construidas en los bordes de los drenes,
perjudicando la salud, economía, transporte y produciendo atraso en la
población, a su vez los ríos se desbordaron y arrasaron con las cosechas de
los agricultores ocasionando escasez de alimentos siendo afectada la
población.
En nuestra Región, se vieron afectados gran parte de nuestros distritos por no
estar preparados para poder afrontar un fenómeno de la magnitud mencionada,
uno de ellos fue el distrito de José Leonardo Ortiz, pues en su momento toda el
agua se veía acumulada en el distrito mismo ya que el dren alojado en la
Avenida Chiclayo no fue eficiente para afrontar dicho desastre.
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1.2. Definición del problema
La ciudad de Chiclayo se encuentra en un crecimiento inexorable y entre ellas
el distrito de José Leonardo Ortiz que limita con territorio rural el cual se ve
afectado por la demanda existente del territorio urbano. Es en estos sectores
en donde se construyen principalmente drenes colectores que no pueden
desaparecer, si bien se cumple que en un inicio capta agua sub superficial su
uso principal es como dren colector de la parte urbana, sin embargo en José
Leonardo Ortiz se ha construido en el dren, una vía que facilita la comunicación
entre Ferreñafe y Lambayeque.
En este distrito hoy en día se vienen dando precipitaciones pluviales durante
los meses de enero, febrero y marzo. Esta escorrentía hace que las calles se
conviertan en canales las cuales tienden a conectarse y terminar en la Avenida
Chiclayo la cual va a transportar todo este volumen de agua por medio de su
sección transversal, ocasionando consigo un malestar a la población del lugar
mencionado, transeúntes y choferes que transitan por esta avenida, esto se dá,
por varias causales: la basura acumulada por la población misma en el mismo
canal, la poca sección de la vía ante los eventos extremos, etc.
El Fenómeno del Niño de 1998 se dio en el mes de febrero teniendo como
registro máximo de 112.8 mm de precipitación máxima en 24 horas, este
fenómeno ocasiono múltiples efectos negativos entre los pobladores, ya que
hubieron pérdidas humanas, de animales domésticos, agrícolas, económicas,
materiales, la pobreza se incrementó y la salud se vio duramente afectada por
las epidemias y enfermedades que se produjeron a raíz de este fenómeno, es
por ello que teniendo en cuenta estos antecedentes debemos aprender y tomar
las medidas que sean necesarias para subsanar esta insuficiencia, ya que no
estamos libres de afrontar un fenómeno de esa magnitud o mayor debido a que
la naturaleza es impredecible.
En fenómenos como estos resultan ser las zonas más bajas las que más
afectadas, por ello se deben hacer las correcciones necesarias y no esperar a
que el fenómeno se presente y nuevamente cause daños, por ello
corroboraremos, que la avenida Chiclayo presenta un drenaje inadecuado.
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1.3. Objetivos de la Investigación
1.4.1. Objetivo General
Evaluar el riesgo hídrico en la vía canal avenida Chiclayo
1.4.2. Objetivos Específicos
Identificar el flujo de las aguas pluviales en el distrito de José
Leonardo Ortiz – Chiclayo.
Determinar la vulnerabilidad de la vía canal avenida Chiclayo.
Estimar el riesgo hídrico de la vía canal avenida Chiclayo.
1.4. Finalidad e importancia
La finalidad e importancia del presente trabajo de investigación desde la
perspectiva:
Científica, pues permitirá conocer la naturaleza del riesgo hídrico que se
presenta en la vía canal avenida Chiclayo y en función de los diversos factores
como la precipitación.
Tecnológica, en función del estudio de la actual disponibilidad de información,
datos meteorológicos, y avances tecnológicos se utilizara herramientas para el
cálculo de sistema de drenaje pluvial.
Económica, el estudio desarrollado adecuadamente orientará definitivamente
a ejecutar la gestión de forma económica, generando ahorro para futuras
inversiones en la vía canal avenida Chiclayo, generando beneficios a la
comuna chiclayana.
Social, la adecuada implementación de un sistema de drenaje pluvial, permitirá
obtener una mejor calidad de vida para los pobladores que viven en las
inmediaciones de la avenida Chiclayo y de sus visitantes, ello dentro de la
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concepción de investigación pertinente para solucionar problemas ambientales,
de la sociedad en la que nos encontramos inmersos.
Ambiental, la adecuada planificación ayudara a una mejor gestión de los
residuos sólidos y agentes contaminantes a lo largo de la vía canal,
permitiendo así calidad y salud ambiental.
Al ser evidentes, los daños que ocasiona la inadecuada infraestructura pluvial,
sumada a la pésima política de control de residuos sólidos, por parte de los
entes gubernamentales especializados, la relevancia y responsabilidad que
recae sobre cada uno de nosotros, manifiesta una urgente atención a la
importancia de la planificación y adecuada infraestructura de drenaje para la
avenida Chiclayo.
Consideramos importante la ejecución de esta tesis, pues los resultados
obtenidos permitirán tomar mediadas exactas sobre el riesgo hídrico y
dimensionamiento del drenaje pluvial en la vía, con el paradigma del desarrollo
sostenible, en condiciones de viabilidad ambiental.
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Figura Nro. 1: Dren avenida Chiclayo –DREN 3000
CAPITULO II: FUNDAMENTOS TEORICOS DE LA INVESTIGACION
2.1 Base teórica
2.1.1 Dren avenida Chiclayo
2.1.1.1 Ubicación
La vía canal avenida Chiclayo se encuentra ubicado en el Distrito de Jose
Leonardo Ortiz, Provincia de Chiclayo y Departamento de Lambayeque.
Este dren también es conocido como el DREN – 3000, tiene una longitud de
6+330 kms. Se inicia en el km. 001+140 de la Ruta LA-102 (Avenida
Agricultura), recorre una distancia de 6+320 Kms para llegar al Km 789+850 de
la Panamericana Norte.
Fuente: Municipalidad Provincial de Chiclayo -Gerencia de
Urbanismo.2012
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2.1.1.2 Construcción vía canal avenida Chiclayo
La construcción de la vía canal avenida Chiclayo, el estudio de Pre Inversión a
Nivel de Perfil fue formulado fue formulado por la Economista María Lucumi P.
y el Economista Jorge Cruzalegui G. en el año 2009, a través de la Oficina de
Estudios de Pre Inversión del Gobierno Regional de Lambayeque.
Fue declarado viable en 19 de noviembre del año 2009, con un presupuesto
total de 53, 666,141.00 millones de soles y contemplaba las siguientes metas:
Construcción de la vía principal a nivel de pavimento rígido de concreto simple;
construcción de vías secundarias a nivel de pavimento en caliente, E=2 ;
construcción de muro de muro de contención; construcción de veredas y
sardineles; construcción de alcantarillas; señalización; construcción de puente
peatonal; instalación del sistema de agua; instalación del sistema de desague;
instalación y montaje de la red primaria - energía eléctrica; instalación y
distribución de redes secundarias - energía eléctrica y construcción de sistema
de drenaje pluvial mediante canaletas. (SOSEM – Banco de Proyectos-MEF).
En el mismo año 2009, fue aprobado el estudio de factibilidad, de dicho
proyecto.
El proyecto se empieza a ejecutar en el año 2010, y concluye en el año 2015
comprendiendo lo siguiente, según información de expediente técnico.
El tramo I se inicia en el km 001+140 de la Ruta LA-102 en el distrito de José
Leonardo Ortiz, llegando hasta el km 0+740 de la vía en estudio, en este punto
de inicio se ha considerado una interconexión vial con la construcción de un
ovalo cuyas características geométricas se encuentran indicadas en los planos,
luego de este intercambio ingresamos a la vía en estudio en la que
encontramos un ancho promedio de 27.50 metros la que nos permite
desarrollar la Vía Canal Central destinada para tránsito pesado y dos vías
laterales para transporte urbano, la vía central tiene la sección rectangular y
está destinado a vía canal con un ancho de 7.70 metros de ancho para dos
carriles de 3.85 metros cada una de ida y vuelta esta vía considera un
pavimento rígido la misma que se encuentra a 0.60 metros de desnivel de las
21
vías laterales, este desnivel lleva un muro de contención también de concreto
armado a ambos lados de la vía formando de esta manera la caja de canal de
forma rectangular tal como se puede apreciar en los planos correspondientes.
TRAMO II.- Este tramo se inicia en el km 0+740 de la avenida Chiclayo y llega
hasta el km 1+500, se caracteriza por tener un ancho de 19.60 metros como
mínimo, en este tramo se considera la vía canal central con las mismas
características redactadas en el Tramo I,
TRAMO III.- Este tramo tiene su inicio en el km 1+500 de la avenida Chiclayo
hasta el Km 03+460, el ancho promedio de este tramo es de 37.30 metros el
mismo que nos permite desarrollar la vía canal Central para tránsito pesado y
dos vías laterales para transporte urbano, con bermas para estacionamiento,
jardines y veredas adecuadas, la vía central tiene sección rectangular y está
destinado a vía canal con un ancho de 7.70 metros de ancho para dos carriles
de 3.85 metros cada una de ida y vuelta.
TRAMO IV.- Este tramo tiene su inicio en el km 3+460 de la avenida Chiclayo
hasta el Km 6+320, el ancho promedio de este tramo es de 34.00 metros el
mismo que nos permite desarrollar la Vía Canal Central para tránsito pesado y
dos vías laterales para transporte urbano, con bermas para estacionamiento,
jardines y veredas adecuadas, la vía central tiene sección rectangular y está
destinado a vía canal con un ancho de 7.70 metros de ancho para dos carriles
de 3.85 metros cada una de ida y vuelta esta vía considera un pavimento rígido
la misma que se encuentra a 0.60 metros de desnivel de las vías laterales.
El presupuesto final de obra según información del SOSEM, asciende a 60,
451,297.59 millones de soles.
22
2.1.2 Pluviometría
2.1.2.1 Precipitación total mensual – máxima en 24 horas
Es necesario contar con información pluviométrica la mayor parte de ellas
ubicadas en el ámbito de la zona de estudio, se usara la información de
precipitación total mensual de la estación CORPACSAC - CHICLAYO ubicada
en el ÁREA DE METEOROLOGÍA AERONÁUTICA esta información nos
permitirá referenciar las magnitudes de acumulación de flujo en la ciudad de
Chiclayo.
Se cuenta con un registro histórico desde el año 1970 hasta el 2017, según se
detalla a continuación.
Cuadro Nro.1: Precipitación total mensual (mm)- Estación corpacsac
AÑO ENE. FEB. MAR. ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1970 1.00 0.00 0.00 0.80 2.10 1.50 0.00 0.00 1.00 1.20 0.40 0.00
1971 0.00 2.00 28.60 4.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.00 0.00 1.50
1972 0.00 0.00 8.90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.00
1973 1.20 11.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.00 TRZ
1974 TRZ 3.00 3.00 TRZ 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1975 2.00 3.50 7.00 2.00 TRZ 0.00 0.00 0.00 0.00 2.00 TRZ 0.00
1976 7.00 0.00 2.00 6.00 TRZ 2.00 0.00 0.00 0.00 TRZ TRZ TRZ
1977 TRZ 11.00 7.00 TRZ 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 1.00 0.00
1978 0.00 2.00 16.00 0.00 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ 0.00 TRZ
1979 0.20 0.00 4.00 0.00 4.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1980 0.00 0.00 1.00 3.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1981 0.00 8.00 5.00 0.40 0.00 TRZ 0.00 3.00 0.00 TRZ 0.00 TRZ
1982 0.00 0.00 2.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.00 5.50 0.00 5.80
1983 37.10 3.00 63.00 102.00 35.00 13.00 0.00 0.00 0.00 TRZ 2.00 TRZ
1984 0.00 9.00 9.00 TRZ 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ 0.00
1985 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ TRZ 0.00 0.00 0.50 TRZ TRZ TRZ
1986 7.00 0.00 2.00 0.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ 0.00 0.00
1987 TRZ 0.40 0.00 0.90 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00
1988 2.00 2.10 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00
1989 0.20 0.30 0.20 0.20 0.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1990 TRZ 2.00 10.10 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 0.00
1991 TRZ 1.10 0.20 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ TRZ 1.00
1992 0.00 0.00 0.90 22.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 TRZ 0.00
1993 TRZ TRZ 22.00 0.80 TRZ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
1994 0.20 1.00 12.00 0.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ 1.30
23
1995 0.70 8.50 1.40 0.00 0.20 0.00 0.80 0.00 0.00 0.00 0.10 0.00
1996 0.00 1.00 4.30 0.00 2.30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.70 0.00 0.00
1997 0.00 0.80 0.00 0.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 TRZ 3.00 22.10
1998 38.00 168.80 156.50 9.30 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 1.20 0.00 5.00
1999 1.40 27.30 0.00 2.00 0.50 0.00 0.00 0.00 2.30 1.50 0.00 2.80
2000 1.00 TRZ 0.10 4.20 0.60 2.60 0.00 0.00 4.20 0.00 1.00 5.00
2001 1.00 4.00 31.30 17.20 0.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2002 0.00 3.40 48.80 3.70 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.40 1.80
2003 0.00 10.67 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.08 4.06
2004 0.00 8.50 17.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.90 2.10 0.00 1.02
2005 0.00 0.00 8.70 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2006 1.50 3.20 25.90 0.60 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 2.00 5.90
2007 3.90 0.00 8.30 2.00 2.20 0.00 0.00 0.00 0.00 2.00 0.00 1.00
2008 8.80 9.00 26.00 5.00 0.00 0.00 1.20 0.00 0.00 1.80 1.00 0.00
2009 19.80 6.60 0.60 0.00 0.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.40
2010 0.00 24.40 15.10 5.60 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.10 4.60 0.00
2011 2.10 0.00 0.00 9.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.20 0.00 3.90
2012 5.60 18.80 18.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2013 0.00 2.40 12.10 4.00 7.40 0.00 0.00 0.00 1.00 3.60 0.00 0.00
PROM 3.73 8.49 13.19 5.12 1.54 0.45 0.05 0.07 0.45 0.89 0.88 1.80
MAX 38.00 168.80 156.50 102.00 35.00 13.00 1.20 3.00 4.20 7.10 10.40 22.10
MIN 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
PERS 75% 0.00 0.00 0.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Fuente: CORPAC SA - Chiclayo
Nota: El indicativo TRZ equivale a una cantidad de precipitación menor a 0.1
mm.
24
Figura Nro. 2: Histograma de Precipitación Total Mensual – Estación
Corpacsac - Chiclayo 1970/2013
2.1.3 Análisis de información pluviométrica
El tipo de serie que utilizaremos para este estudio es la serie anual, la cual
comprende el valor de precipitación máxima en 24 horas más alto de cada año
presente en el registro histórico correspondiente a la estación pluviométrica.
Análisis visual de pluviogramas, este análisis se realiza para detectar y
identificar la inconsistencia de la información pluviométrica en forma visual, e
indicar el período o los períodos en los cuales los datos son dudosos, lo cual se
puede reflejar como “picos“ muy altos o valores muy bajos, “saltos” y/o
“tendencias”, los cuales se deben comprobarse si son fenómenos naturales
que efectivamente han ocurrido o son producidos por errores sistemáticos,
mediante un gráfico o hidrograma de las series de análisis, en coordenadas
cartesianas ploteando la información histórica de la variable pluviométrica a
nivel anual y mensual. Para el presente estudio se ha utilizado la estación
Meteorológica CORPACSAC – CHICLAYO, con información disponible desde
el año 1970 hasta 2013 de precipitación total mensual, a continuación se
muestra el presente histograma.
Fuente: Elaboración Propia
25
Figura Nro. 3: Precipitación Mensual Promedio– Estación Corpacsac -
Chiclayo 1970/2013
Figura Nro. 4: Precipitación Mensual Máxima– Estación Corpacsac -
Chiclayo 1970/2013
En la Figura N° 03, 04; se muestra la precipitación promedio y precipitación
máxima histórica para los 44 años de registro.
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
26
La precipitación Máxima en 24 horas, para el periodo 1970 -2013, se muestra
en el siguiente cuadro.
Cuadro Nro.2: Precipitación Máxima en 24 horas (mm)- Estación Corpacsac
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC MÁXIMO
1970 1.0 0.0 0.0 0.4 1.8 1.5 0.0 0.0 1.0 1.0 0.4 0.0 1.8
1971 0.0 2.0 3.4 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 1.3 3.4
1972 0.0 0.0 4.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0 4.0
1973 1.1 9.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 9.0
1974 0.0 2.0 3.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.0
1975 2.0 2.5 5.0 2.0 0.0 0.0 0.0 10.0 0.0 1.0 0.0 0.0 10.0
1976 5.0 0.0 2.0 3.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0
1977 0.0 5.0 1.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0 0.0 5.0
1978 0.0 2.0 5.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0
1979 0.1 0.0 2.0 0.0 4.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.0
1980 0.0 0.0 1.0 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.0
1981 0.0 6.0 4.0 0.2 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.0
1982 0.0 0.0 2.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.0 3.4 0.0 4.0 4.0
1983 36.0 2.0 30.0 26.0 20.0 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.0 0.0 36.0
1984 0.0 4.0 5.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0
1985 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.5
1986 5.0 0.0 2.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0
1987 0.0 0.2 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0
1988 1.0 0.7 0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0
1989 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2
1990 0.0 1.0 10.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 10.0
1991 0.0 1.0 0.1 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 2.0
1992 0.0 0.0 0.3 20.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 20.0
1993 0.0 0.0 13.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 13.0
1994 0.1 1.0 12.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 12.0
1995 0.7 4.5 1.4 0.0 0.0 0.0 0.4 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 4.5
1996 0.0 1.0 2.0 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 0.0 0.0 2.0
1997 0.0 0.2 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.1 10.7 10.7
1998 7.0 112.8 75.6 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.2 0.0 5.0 112.8
1999 0.8 20.0 0.0 2.0 0.5 0.0 0.0 0.0 2.0 1.4 0.0 2.6 20.0
2000 1.0 0.0 0.1 3.0 0.8 2.6 1.2 0.0 3.6 0.0 0.8 2.4 3.6
2001 1.0 4.0 14.2 6.8 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 14.2
2002 0.0 1.2 35.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8.0 1.0 35.0
2003 1.7 1.2 0.0 0.0 0.0 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 2.4 3.1
2004 0.0 4.7 8.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.1 1.0 0.0 1.2 8.1
2005 0.0 0.0 6.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.7
2006 1.5 3.2 7.4 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 2.0 5.8 7.4
2007 3.3 0.0 2.8 1.2 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 1.2 0.0 1.0 3.3
2008 3.0 4.0 14.8 3.8 0.0 0.0 1.2 0.0 0.0 1.8 1.0 0.0 14.8
Fuente: CORPAC SA - Chiclayo
27
Figura Nro. 5: Histograma de Precipitación Máxima en 24 Horas (MM)–
Estación Corpacsac - Chiclayo 1970/2008
Fuente: Elaboración Propia
2.1.4 Análisis de frecuencia
En el ámbito de la hidrología, numerosos fenómenos extremos no pueden
pronosticarse en base a una información deterministica, con la suficiente
destreza y tiempo de antelación, para poder tomar las decisiones pertinentes a
su ocurrencia. En dichos casos, se requiere un enfoque probabilístico con el fin
de incorporar los efectos de esos fenómenos en las decisiones. Si se puede
suponer que las ocurrencias son temporalmente independientes, esto es, el
tiempo y la magnitud de un evento no tiene relación con los eventos anteriores,
entonces se puede usar el análisis de frecuencias para describir la probabilidad
de cualquier evento o de una combinación de ellos, durante el intervalo de
tiempo necesario para una decisión. Los fenómenos hidrológicos que se
describen en general mediante el análisis de frecuencias son las
precipitaciones y las crecidas anuales máximas.
El análisis de frecuencias puede ser gráfico o matemático. En el enfoque
gráfico, las observaciones históricas de la variable de interés se ordenan en
orden ascendente o descendente, y se traza un gráfico de las magnitudes de
28
los eventos en función de su frecuencia de excedencia o intervalo de
repetición. Después, se ajusta una curva a través de los puntos representados
gráficamente para describir la probabilidad de ocurrencia futura de cualquier
evento. Se dispone de un papel especial para gráficos, que puede usarse para
ilustrar la curva suave como una línea recta. El enfoque matemático para el
análisis de frecuencias se basa en la suposición de una descripción
matemática específica, conocida como distribución de probabilidades, para
definir el equivalente de la curva del enfoque gráfico. Los parámetros de la
distribución de probabilidades se definen como funciones de las estadísticas de
las observaciones hidrológicas.
Las series estadísticas y períodos de retorno. En el análisis probabilístico,
una serie es una secuencia conveniente de datos, como son las observaciones
horarias, diarias, estacionales o anuales de una variable hidrológica. Si el
registro de estas observaciones contiene todos los eventos que ocurrieron
dentro de un período dado, a la serie se le llama serie de duración completa.
Por razones de conveniencia, el registro contiene frecuentemente sólo los
eventos cuya magnitud es superior a una base preseleccionada. A esta serie
se le llama serie de duración parcial. Una serie que contiene sólo el evento con
la magnitud más grande que ocurrió en cada año se denomina serie de
máximos anuales.
El uso de las series de máximos anuales es muy común en el análisis
probabilístico por dos razones. La primera es por conveniencia, ya que la
mayoría de los datos se procesan de manera que la serie anual está fácilmente
disponible. La segunda es que hay una base teórica para extrapolar los datos
de series anuales más allá de las posibilidades de observación, pero esa teoría
hace falta para datos de series parciales. Una razón de la ausencia de una
teoría estadística para las series de duración parcial es la falta de
independencia de los eventos que podrían seguirse uno a otro en secuencia
contigua. Una limitación de los datos de series anuales es que cada año está
representado por sólo un evento. El segundo evento más alto en un año en
particular puede ser más alto que los más altos de otros años, y aun así no
estaría contenido en la serie. Por tanto, un evento de una magnitud dada
tendría una frecuencia de ocurrencia diferente para cada una de las dos series.
29
Las series de duración completa pueden requerirse para el enfoque estocástico
en el cual no se requiere la independencia. También pueden servir para el
análisis probabilístico de datos en regiones áridas, donde los eventos son raros
y casi independientes.
El período de retorno (Tr), de un evento dado, es el número promedio de
años dentro del cual se espera que el evento sea igualado o excedido sólo una
vez. El evento que se espera sea igualado o excedido cada n años, es el
evento de n años, (XTr). Ambos términos se refieren a la frecuencia de
ocurrencia promedio esperada de un evento durante un largo período de años.
El período de retorno es igual al inverso de la probabilidad de excedencia en un
solo año. Para los períodos de retorno que exceden de diez años, no es
necesario hacer las diferencias en períodos de retorno entre las series anuales
y parciales pues son insignificantes.
Distribuciones de probabilidades. Las distribuciones de probabilidades se
usan en una amplia variedad de estudios hidrológicos, por ejemplo los estudios
de recursos hídricos, de caudales extremos altos y bajos, de sequías, de
volúmenes en embalses, de cantidades de lluvia y de modelos de series
cronológicas. Los totales anuales, como los volúmenes de escurrimiento o la
cantidad de lluvia, tienden a estar distribuidos normalmente o casi debido al
teorema estadístico del límite central. Los totales semanales y mensuales son
menos simétricos (asimetría casi siempre positiva) y, por lo general, no se
pueden modelar con la distribución normal. Las funciones de distribución de
probabilidades principales que se usan en hidrología generalmente en el
análisis de máximas avenidas se indican en adelante.
Distribución Log Normal de 2 parámetros.
Distribución Log Normal de 3 parámetros.
Distribución Gumbel.
Distribución Log Pearson Tipo III.
Estimación de parámetros. Además de la elección de una distribución, el
método de estimación de parámetros que se usa con la distribución puede
tener un efecto en los resultados. Tradicionalmente, el método de momentos
30
ordinarios (MMO) y el método de máxima verosimilitud (MV) han sido muy
usados en hidrología. Un método más reciente, basado en las estadísticas de
L-momentos, constituye una mejora considerable con respecto a los métodos
más convencionales de máxima verosimilitud o el de momentos. Las
aplicaciones de este método regionalizado están comenzando a ser señaladas
en el análisis de datos de valores extremos.
Homogeneidad de datos
La homogeneidad de los datos hidrológicos es indispensable para una
aplicación estadística válida. Existen muchas razones por las cuales una
serie de datos pudiera no ser homogénea, por ejemplo:
Una serie cronológica de caudales máximos puede contener caudales
procedentes de nieve derretida y de lluvia.
Una serie cronológica puede contener datos de caudales medidos antes de
la construcción de una estructura hidráulica, en condiciones inalteradas, y
después de la construcción, cuando el régimen de escurrimiento está
controlado.
Una serie cronológica puede contener datos de caudales que incluyen
mezclas de errores sistemáticos y aleatorios.
La homogeneidad de los datos también puede ser alterada por los cambios
antropógenos del clima.
2.1.5 Precipitaciones máximas estación Corpac SA-Chiclayo
En el ámbito del problema se dispone de la información pluviométrica,
consistente del periodo de 1970-2008 (39 años con información), ésta
información se ha utilizado para el análisis de máximas avenidas, empleando
los métodos probabilísticos se obtendrá los caudales máximos para diferentes
periodos de retorno.
Según la información de la Estación CORPAC S.A. las precipitaciones
mensuales, son valores promedios mensuales.
31
2.2 Estudios previos
1998, Arce, L.; tiene su origen en el golfo de Guayaquil y en condiciones
normales no llega a la costa del Perú, porque es rechazada por la corriente
Humboldt que la desvía al occidente. Sin embargo, pueden producirse rara vez
anomalías climatológicas a nivel global, con tal efecto que la contracorriente del
Niño se manifiesta sumamente activa en la costa norteña del Perú,
disminuyendo su influencia hacia el Sur. Estas anomalías climatológicas de
recientes investigaciones de este fenómeno, tiene su origen en condiciones
atmosféricas sobre toda la zona del océano pacifico, ocasionando un
desequilibrio de la presión atmosférica. En este caso la corriente “El Niño”
adquiere una predominancia que permanece por lo menos en las épocas de
verano y primavera produciendo también un aumento bien marcado de las
temperaturas del ambiente y del agua.
Debido a esta situación meteorológica extraordinaria caen lluvias torrenciales y
prolongadas llegando hasta la zona montañosa causando avenidas excesivas e
inundaciones. En general se observa una restitución de la situación normal
misma en la siguiente temporada de verano. Este fenómeno es conocido desde
hace tiempo y es conforme a lo que consta en las descripciones que figuran en
documentos históricos.
Arguedas, C (2001), Gestión e Ingeniería del Riesgo, base fundamental de la
Ingeniería de Protección.
Cuando toda la información ha sido considerada de datos históricos
estadísticos, fuentes, estudios, modelos y análisis particulares, el nivel final de
incidencias para cada fenomenología puede ser expresada por la escala de
referencia planteada.
El análisis de vulnerabilidad, como un proceso de diagnóstico puede
entenderse no solamente a estructuras civiles, sino también a estructuras en
general así como súper estructuras como represas planta termonucleares.
Líneas de alta presión, reservorios, túneles, vías expresas aéreas, etc.
32
El riesgo es un concepto compuesto, obtenido de la composición del nivel de
amenazas, peligro o incidencia fenomenológicas y los grados de vulnerabilidad
propios del espacio geográfico y medio ambiente o estructura humana.
En la práctica se reconocen frecuentemente los riesgos pero no se trata
consecuentemente, bien porque no se los evaluó o bien por que la relación
riesgos / seguridad no se pudo plantear de forma que los encargados de la
gestión contaran con una visión clara a la hora de tomar decisiones.
Bachnan C., La Industria, Noya L.A (Mencionado por Arce Vidaurre, 1998).
Refiere que en documentos históricos, se indica que la primera referencia
sobre avenidas e inundaciones extraordinarias ocurrieron en el año 1578 (ver
Cuadro N° 1). A partir del año 1720 existe documentación continua de avenidas
extraordinarias. Las descripciones con respecto a las inundaciones en general
señalan que siempre hubo una predominancia de la corriente del Niño.
En el año 1578, hubieron en la costa del Perú, muy fuertes lluvias y es fama
que el rio Lambayeque se salió una vez mas de madre o de cauce y que
inundaron la comarca, causo grandes daños. . . . En el año 1720, fue destruida
la importante ciudad de Zaña por efecto de una inundación ocurrida el viernes
15 de marzo de 1720 a causas de lluvias y avenidas extraordinarias violentas. .
En el año 1791, aunque han sido varias inundaciones que ha sufrido
Lambayeque, de la primera se tiene noticias, después de la de 1720 fue la de
1791 que destruyo los campos y algunas casas de la cuidad entre ellas al
antiguo Hospital Belén. . . . En el año 1828, Lambayeque por la caudalosa
inundación de 1828 a la que ya había precedido otra de poca importancia en
1791, pero hicieron las aguas nuevamente irrupción por el lado este, por lo que
hubo que reforzar el dique prolongado hasta donde hoy alcanza, es decir hasta
la acequia San Nicolás. . . . En el año 1866, volvió a desbordarse la gran
acequia de Chiclayo, cuyos estragos no tuvieron la magnitud que en la
catástrofe anterior. . . . En el año 1871, fue un años se convirtió en una
verdadera catástrofe. En efecto, en febrero a marzo de ese año, cayeron lluvias
de excepcional violencia y duración, en toda la costa de Perú, y hasta 100 km
al interior, que causaron ruinas y estragos en todas partes. Pero donde
33
mayores pérdidas ocasionaron fue en Lambayeque, pues las aguas,
considerablemente aumentadas por las avenidas del interior y por las fortísimas
y prolongadas lluvia, salieron de madre e inundaron los campos y ciudades,
causando inmensa ruina. . . . En el año 1874, en la cuidad de Motupe al norte
de la plaza se encuentra la iglesia bastante grande, recientemente
refaccionada, pero sin torre; pues la que tenia se derribó con las fuertes lluvias
que cayeron en el años 1874. . . . En los años 1878 y 1891, no causaron
grandes daños, lo que si en el año 1891 desapareció la laguna que existía en la
cuidad de Túcume debido a las inundaciones de 1884. . . . En el año 1891, uno
de esos aguaceros torrenciales tuvo lugar a mediados de 1891 esto es, durante
el verano, que muy fuerte; pues el calor, aun en los puertos llego a ser
sofocante. . . . En el año 1925, el 30 de enero fue la primera lluvia torrencial
que cayó sobre la ciudad de Chiclayo, causando grandes daños en los edificios
y en las casas comerciales. . . . Siguieron los aguaceros, a la vez que se
sucedían inminentes peligros de la inundación, como resultado de las grandes
avenidas que amenazaban romper los cauces de los ríos. . . . El 1ro de marzo,
la haciendo Batangrande, una de las más considerables productoras de arroz
en el Departamento, sufrió enormes daños con las avenidas, y una repunta
arrastro casi todo el ganado vacuno. . . . Los días 6, 8, 11, 12, 15, 18 y 19 de
marzo, la ciudad de Chiclayo sufrió con los aguaceros, los cuales se sucedían
unos tras otros, con ligeros intervalos de descanso, para recomenzar casi
interminables. . . . De Jayanca, Túcume y Mochimí y otros pueblos, se sabía
que habían sido completamente inundados. . . . La cuidad de Lambayeque
estuvo un eminente riesgo de quedar arruinada por la inundación. La tétrica
madrugada del día 20 marzo en Lambayeque, marcará en la memoria de sus
habitantes un recuerdo inolvidable que acaso perdure toda la vida,
trasmitiéndose de generación en generación, como uno de los acontecimientos
de más trascendencia en su vida histórica. . . . Como se sabe, no fue esta la
única circunscripción que sufrió de Enero a Abril de 1925 por efecto de las
torrenciales lluvias y de las Crecidas de los ríos, en toda la República con
especialidad en la Costa, la situación fue desesperante. . . . En el año 1965, no
se dispone de documentos históricos, solo se cuenta con los respectivos datos
hidrometeorológicos, teniéndose como información de la estación Puchaca una
descarga punta instantánea de 168 m3/seg para este evento. . . . En el año
34
1972, no se dispone de documentos históricos, solo se cuenta con los
respectivos datos meteorológicos; pero haciendo uso de una investigación
hidrológica, en el río La Leche “Puchaca” con velocidades superficiales con
correntómetro, pendiente hidráulica, coeficiente de Chezy, sección de control y
topografía misma, señas de aguas máximas; se determinó una descarga
instantánea para el 19 de Marzo de 1972 que alcanza un valor de 518 m3/seg,
poniendo en estado de emergencia a las ciudades de Túcume, Mochimí,
debido al desborde producido en la localidad Huaca de la Cruz. . . . En el año
1983, mientras los pobladores del distrito de Túcume, seguían viviendo
dramáticos momentos al ver que las aguas del río La Leche arrasaban sus
viviendas y pertenencias, el distrito de Chongoyape soporto una lluvia torrencial
de 16 horas (31 de Marzo de 1983). De otro lado se informó que la quebrada
Juana Ríos se desbordo por el gran caudal de agua (31 de Marzo de 1983), la
lluvia que por espacio de 12 horas cayó anoche en el área territorial de nuestro
departamento, tuvo una intensidad de 63.6 mm y fue más torrencial de las
registradas en lo que va del año (Lambayeque, 1ro de Abril de 1983). De no
haber existido los drenes de la zona norte de Lambayeque, esta ciudad se
hubiera inundado. Tal inundación fue evitada debido a la oportuna intervención
del Consejo Provincial y del Industrial Augusto Cárpena Iturregui, que viene
colocando costales de arena para reforzar los muros de los drenes (1ro de Abril
de 1983), las lluvias comenzaron a caer torrenciales en el mes de Diciembre,
especialmente en los departamentos de Piura y Tumbes y posteriormente en
otra ciudades del Norte y Este de Lima (3er de Abril de 1983), las aguas
desbordadas habrían llegado a Pimentel en horas de la noche del día lunes,
acumulándose en un antiguo cauce y alcanzando principales arterias de la
zona (6to de Abril de 1983), la población de la “Tercera Ciudad Eucarística del
Mundo”, ciudad de Eten, inicio ayer un dramático éxodo hacia distintos lugares
del Departamento de Lambayeque como consecuencia de la inundación del río
del mismo nombre, que sufrió ayer a las 4 y media de la mañana (15to de Abril
de 1983). Según se informó, a las 3 de la mañana, las defensas que se habrían
colocado en algunos lugares, irrumpieron en la cuidad inundada la totalidad de
sus calle (Eten, 24to de Abril de 1983), las huellas geomorfológicas del terreno y
el material arqueológico, así como de los datos aportados por los expertos en
ecología, permite anunciar la periodicidad en los diversos grados de intensidad
35
del fenómeno pluvial, originando en la corriente del Niño (24to de Abril de
1983), alrededor del año 1100, dice, cayeron torrenciales lluvias que
modificaron el curso del río La Leche que viro hacia Pacora dejando su cauce
original que dirigía a Túcume (24to de Abril de 1983).
Una evaluación empírica durante un periodo de 400 años cuenta con 14
eventos de inundación significativa debido a la corriente del Niño, entre ellos 8
eventos extraordinarios.
Cuadro Nro.3: Avenidas e inundaciones históricas.
NUMERO ZONA AÑO EVENTO
1 Lambayeque 1578 Inundación Extraordinaria
2 Zaña 1720 Inundación Extraordinaria
3 Lambayeque 1791 Inundación Significativa
4 Lambayeque 1828 Inundación Extraordinaria
5 Chiclayo 1866 Inundación Significativa
6 Lambayeque 1871 Inundación Extraordinaria
7 Motupe 1874 Inundación Significativa
8 Lambayeque 1878 Inundación Extraordinaria
9 Túcume 1884 Inundación Significativa
10 Lambayeque 1891 Inundación Extraordinaria
11 Lambayeque 1925 Inundación Extraordinaria
12 Lambayeque 1965 Inundación Significativa
13 Lambayeque 1972 Inundación Significativa
14 Lambayeque 1983 Inundación Extraordinaria
15 Lambayeque 1998 Inundación Extraordinaria
16 Lambayeque 2017 Inundación Significativa
FUENTE: PROYECTO OLMOS-TINAJONES, DIRECCCION DE ESTUDIOS / EXPERIENCIA PROPIA
36
(Chereque M, 1996). La Hidrología está ligada al estudio de fenómenos
naturales, de manera que los métodos que emplea no pueden ser rígidos,
quedando algunas decisiones al criterio del ingeniero. Pero es necesario hacer
notar que esta falta de precisión previsible no ocurre únicamente en la
Hidrología sino que es común a toda la ingeniería, como común es la toma de
precauciones.
1996, Chereque; La Corriente del Niño, es una corriente donde eleva la mayor
temperatura del mar donde las tasas de evaporación son altas y las masas de
aire, humedad y calientes pueden ascender rápidamente. Esto puede generar
precipitación mayor y persistente. Se podría definir como liberadora de las
restricciones climáticas actuales de la costa peruana, con lo cual está
recuperando su clima típicamente tropical que debería ser.
Cavero (1946) Las avenidas del año 1720 “…fue destruida la importante
ciudad del Zaña por efecto de una inundación ocurrida el viernes 15 de marzo
de 1720 a causa de lluvias y avenidas extraordinarias violentas…”
“Zaña se vio arrasada y destruida en menos de cuatro horas por una formidable
y horrorosa inundación que se inició entre las 4 y las 5 de la mañana, que todo
lo arrastro con su corriente…”
“…pues el caso de haberse experimentado en ella repetidos y grandes
aguaceros desde el día 1º de dicho mes sucesivamente el día 15 creció y salió
de su madre y caja el río que pasa inmediato a dicha ciudad, con tanta
velocidad y poder a la hora que llevo expresada y se entró con tal ímpetu y
abundancia por todas las bocacalles que miraban y salían a el entrando al
centro del lugar…”
“… empezó a entrar el agua en la ciudad como a las 4 ó 5 de la mañana a las 6
ya corría en gran abundancia y velocidad por la plaza pública y todos las calles
de su traza… se retiró a su caja y madre con la misma velocidad que creció
dejándola hecha un espectáculo horrible, espantoso y lamentable”.
37
Las crecidas de 1871
“…pero la inundación que ha dejado recuerdos inolvidables fue la de 1871 pues
se convirtió en una verdadera catástrofe. En efecto en Febrero y Marzo de ese
año cayeron lluvias de excepcional violencia y duración en toda la costa del
Perú y hasta 100 Km. al interior que causaron ruinas y estragos en todas partes
pero donde mayores pérdidas ocasionaron fue en Lambayeque pues las aguas
considerablemente aumentadas por las avenidas del interior y por las fortísimas
y prolongadas lluvias salieron de madre e inundaron campos y ciudad
causando inmensa ruina, todo el barrio al norte del río fue completamente
barrido, barrios enteros desaparecieron y quedaron destruidos todas las
cosechas y si aún quedo parte en pie fue debido a que el gran volumen de
agua fue dirigido por la zanja de la alcantarilla hacia los terrenos bajos que
descendieron hasta el mar, quedando así comprobado que esta zanja sigue la
línea más profunda y de mayor pendiente y que es la verdadera salvaguarda
de Lambayeque... ”
“… es digno de mencionarse el templo de Lambayeque que es espacioso y
elegante y como de los mejores edificios de su género del norte del Perú se
dice que las inundaciones subió el agua por tres veces casi un metro dentro del
templo.”
“… la preponderancia de Lambayeque se remonta a la época en que fue
destruida la importante ciudad de Zaña por efecto de la inundación ocurrida el
viernes 15 de marzo de 1720 a causa de lluvias y avenidas extraordinarias.”
Las avenidas del año 1925
“…el 30 de enero fue la primera lluvia torrencial que cayó sobre la ciudad de
Chiclayo causando grandes daños en los edificios y en las casas comerciales.”
“…siguieron los aguaceros a la vez que se sucedían inminentes los peligros de
la inundación como resultado de las grandes avenidas que amenazaban
romper los cauces de los ríos…”
38
“… el 1º de marzo la hacienda Batangrande una de las más considerables
productoras de arroz en el departamento sufrió enormes daños en las avenidas
y una repunta arrastró casi todo el ganado vacuno…”
“…los días 6,8,11,12,15,18 y 19 de Marzo la ciudad de Chiclayo sufrió con los
aguaceros los cuales se sucedían una tras otros con ligeros intervalos de
descanso para recomenzar casi interminables…” de Jayanca a Tucume
Mochumi y otros pueblos se sabía que habían sido completamente
inundados... la ciudad de Lambayeque estuvo en inminente riesgo de quedar
arruinada por la inundación la tétrica madrugada del día 20 de marzo en
Lambayeque, marcara en la memoria de sus habitantes en recuerdo inolvidable
que ocasiono perdidas por toda la vida trasmitiéndose de generación en
generación como uno de los acontecimientos de más trascendencia en su vida
histórica…”
“… como se sabe no fue esta la única circunscripción que sufrió de Enero a
Abril de 1925 por efecto de las torrenciales lluvias y las crecientes de los ríos
en toda la república especialmente en la Costa.”
CEPAL (2000), debido a la creciente importancia de los desastres, ha adquirido
relevancia y actualidad el término vulnerabilidad; que es la probabilidad de que
una comunidad expuesta a una amenaza natural, según el grado de fragilidad
de sus elementos (infraestructuras, vivienda) pueda sufrir daños humanos y
materiales.
América Latina y el Caribe constituyen una región con una alta exposición a
fenómenos naturales con potencial destructivo, combinada con acentuadas
características de vulnerabilidad social, económica, física, política institucional,
hace que la región muestre una alta incidencia crecientes de desastres
naturales.
La reducción de la vulnerabilidad es una inversión clave, no solamente para
reducir los costos humanos y materiales de los desastres naturales, sino
también para alcanzar un desarrollo sostenible.
39
Los desastres es un problema de desarrollo en el Perú 1997-1998 (El Niño), el
comportamiento económico hubo pérdidas por más de 3500 millones de
dólares equivalentes a 4.5 % del PBI de 1997.
1996, Chereque; Las precipitaciones en altura de agua medidas con
pluviómetros varían de un lugar a otro y. en un mismo lugar, de un tiempo a
otro. Estas medidas constituyen un conjunto numeroso de datos, que es
necesario analizar y sintetizar en unos pocos valores más manuables y fáciles
de utilizaren proyectos hidráulicos. Se recurre para ello a la Estadística.
Escogiendo un modelo matemático que represente el comportamiento de la
lluvia en el lugar en estudio.
Durand, J (2000), para facilitar la evaluación de riesgos en áreas urbanas se
deben desarrollar y difundir métodos convenientes que satisfagan las
necesidades y capacidades de cada región y país.
2006, Gonzales, Si la estación pluviométrica consta de un pluviómetro o
pluviógrafo, podemos obtener como datos más importantes, las precipitaciones
totales diarias, mensuales y anuales. Igualmente sabremos el Nº de días de
lluvia y nieve a lo largo de cada año. En caso de ser un pluviógrafo, además
podremos obtener los datos de los aguaceros anuales más importantes
(intensidad máxima horaria, precipitación máxima, duración y su distribución en
el tiempo). Si la estación sólo posee un totalizador, únicamente podremos
obtener la precipitación entre intervalos de medida. Todos estos datos,
recogidos a lo largo de una serie importante de años llegan a ser tan
numerosos que se convierten en poco manejables. Por ello, se hace necesario
recurrir a procedimientos estadísticos que racionalicen su presentación
sintetizando en pocos elementos el máximo de información: valores medios,
dispersión respecto a ellos, ajuste a una ley teórica de distribución de
frecuencias, forma de la curva de observaciones, etc.
40
INDECI (2006), Se estima el riesgo antes de que ocurra el desastre. En este
caso se plantea un peligro hipotético basado principalmente, en su periodo de
recurrencia. En tal sentido, sólo se puede hablar de riesgo (R) cuando el
correspondiente escenario se ha evaluado en función del peligro (P) y la
vulnerabilidad (V), que puede expresarse en forma probabilística, a través de la
fórmula siguiente:
R= (PxV)
R= Riesgo
P= Peligro
V= Vulnerabilidad
ISDR (2002), la estrategia internacional para la reducción de los desastres
como un marco mundial para la acción con el fin de fortalecer a las sociedades
se implementa en base a 4 objetivos siendo uno de ellos, mejorar el
conocimiento científico de las causas de los desastres naturales y las
consecuencias del impacto de las amenazas naturales.
Kuroiwa, J (2000): En otras situaciones de desastre provocadas por
fenómenos naturales como inundaciones, huaycos, erupciones volcánicas,
maremotos, etc., las condiciones locales de suelo, topografía y geología,
juegan igualmente un rol importantísimo en la severidad de los daños y en su
distribución geográfica.
1998. Linsley, et al; Para evitar conclusiones erróneas, es muy importante dar
la interpretación adecuada a la información sobre Precipitación e Hidrométrica,
que a menudo no puede ser aceptada sin mayor recelo. Por ejemplo, la
Precipitación Media anual para una estación puede tener poco valor
significativo si el pluviométrico se ha cambiado de localización durante el
41
periodo para el cual el promedio está siendo calculado. También, existen
muchos métodos para calcular la Precipitación Promedio sobre un área, y cada
uno de ellos puede producir una respuesta diferente.
(Mejia M, 2001); los fenómenos hidrológicos son extremadamente complejos,
por lo que nunca serán conocidos completamente. Sin embargo a falta de una
concepción perfecta, pueden ser representados de forma simplificada mediante
el concepto de sistema que es con conjunto de partes que interactúan como un
todo.
(Vente Te Chow, 1979). ; Manifiesta que los fenómenos hidrológicos en la
naturaleza en realidad son estocásticos; es quiere decir que su funcionamiento
cambia con el tiempo de acuerdo a la ley de probabilidad, así como con la
relación secuencial. Entre eventos del fenómeno; para analizar los fenómenos
hidrológicos debe formularse un modelo un modelo matemático del sistema
hidrológico estocástico para simular el fenómeno. Así una cuenca es tratada
como un sistema hidrológico cuyos componentes de precipitación, escorrentía,
almacenamiento y evapotranspiración son simulados como procesos
estocásticos mediante modelos que son series de tiempo y que son
determinados por análisis de correlación y espectral.
2002, Villon; Los estudios hidrológicos requieren del análisis de cuantiosa
información Hidrometeorológica; esta información puede consistir de datos de
precipitación, caudales, temperatura, evaporación, etc. Los datos de
recopilación, solo presentan una información en bruto, pero si estos se
organizan y analizan en forma adecuada, proporcionan al hidrólogo una
herramienta de gran utilidad, que le permite tomar decisiones en el diseño de
estructuras hidráulicas.
42
1963, Searcy y Hardison, (mencionado por Mejía M., 2001) Antes de iniciar
cualquier análisis o utilización en las estaciones pluviométricas, ahí la
necesidad de realizar ciertas verificaciones de los valores de precipitación. Los
datos hidrológicos en general, están constituidos por una larga secuencia de
observaciones de alguna fase del ciclo hidrológico obtenidas para un
determinado lugar. No obstante que un registro largo sea lo deseable, se debe
reconocer que cuanto más largo es el periodo de registro, mayor será la
posibilidad de error. Una serie generada en esas condiciones, si los errores o
cambios fueran apreciables, es inconsistencia, o carece de homogeneidad.
SENAMHI (1999). Recogiendo datos de precipitaciones ocurridas en el norte
de la Costa Peruana, normalmente árida, se registran eventos con
calentamiento y lluvias excesivas durante los años 1791, 1804, 1828, 1845,
1864, 1871, 1878, 1884, 1891.
Episodios severos identificados son los siguientes: 1578, 1728, 1791, 1828,
1878, 1891.
El calentamiento anómalo durante “El Niño” 1997/1998, fue observado desde
mediados de la primavera de 1996. En Enero de 1997 ingresaron al mar
territorial peruano aguas oceánicas subtropicales con dirección Sur-Norte. De
Marzo a Agosto, el mar peruano fue afectado por el avance de aguas
ecuatoriales fortaleciendo las condiciones del episodio “El Niño oscilación del
sur (Enos)”. Este comportamiento ocasionó que el invierno de 1997 fuera el
más cálido del presente siglo en el país.
En el departamento de Lambayeque las máximas intensidades de precipitación
ocurrieron en los días 14 de Febrero y 23 de Marzo, totalizándose en Chiclayo
113mm, Lambayeque 71,3mm, Ferreñafe 182mm, valores superiores a sus
registros normales mensuales de 2.4, 1.9 , 2.9 mm respectivamente, la máxima
precipitación ocurrió el día 23 de Marzo totalizando 131mm siendo la normal
mensual de 49,4 mm.
43
2000, Vásquez, A.; Una creciente o avenida es un caudal de gran magnitud
que desborda los ríos, quebradas y canales artificiales. Al hidrólogo le interesa
estudiar el caudal, crecientes o avenida de diseño para estructuras de
conducción (canales, obras de demasías, bocatomas, alcantarillas, etc.), y para
estructuras de regulación (embalses). En el análisis de los datos hidrológicos
puede presentarse el caso de que se tengan disposición registros históricos de
caudales; entonces dependiendo del problema a resolver un análisis
probabilístico puede ser conveniente. En caso más frecuente es cuando no se
dispone de caudales, por lo que es necesario calcular estos a partir de la lluvia,
usando un modelo hidrológico precipitación-escorrentía. También interesa
conocer el hidrograma de la creciente o avenida, principalmente cuando se
trata de embalses.
2.3 Marco Conceptual
2.3.1 Riesgo de inundaciones.
Los Riesgos de inundaciones son generalmente ocasionados por excesos de
precipitaciones, mediante la fusión de nieves, ello conlleva a el colapso de
estructuras de amortiguamiento como Represas, Drenaje urbano, Capacidad
Hidráulica de los ríos, sin embargo también es importante señalar que algunas
actividades antropogénicas son causantes directas como los asfaltos, tala,
deforestación, canalización y ocupación de los cauces.
2.3.2 Identificación y cuantificación del riesgo de crecidas
Para la elaboración de Mapas de Riesgo se necesitan una serie de datos:
Velocidad de la corriente
Caudal del río. Volumen de agua que atraviesa una sección transversal
de la corriente por unidad de tiempo (en m3/segundo).
En un punto determinado:
Q=A.V
Q es el caudal
44
A es la sección en un punto
V es la velocidad que depende de la pendiente
El caudal a su vez depende de factores como:
Estación del año
Infiltración. (depende de la vegetación de cabecera y márgenes de los
ríos, el tipo de roca y la presencia de urbanizaciones y asfaltados)
El riesgo es una construcción social. El manejo inadecuado del ambiente se
pone en evidencia en la salud de la población, en su calidad de vida, en los
costos económicos para el mantenimiento de la cantidad y la calidad del agua
para consumo y para la producción, en los costos sanitarios, económicos y
sociales de la población involucrada y del Estado para hacer frente a las
consecuencias de las emergencias hídricas. (María Isabel A. Riesgo hídrico y
vulnerabilidad en la gestión del territorio)
2.3.3 Hidrograma
Gráfico que relaciona el caudal o cualquier otro parámetro hidrológico con el
tiempo.
2.3.3.1 Hidrogramas complejos.- variaciones de caudal a lo largo de un
intervalo de tiempo, normalmente un año.
Infiltración Escorrentía
Superficial Inundaciones
45
Figura Nro. 6: Hidrograma Complejo
Figura Nro. 7: Hidrograma Simple o de crecida
Fuente: Internet
Las fuertes precipitaciones, cada vez más frecuentes debido al cambio
climático, provocan picos de caudal hidráulico que no pueden gestionar las
redes de alcantarillado y los cursos de agua superficiales, con el consiguiente
anegamiento e inundación de zonas habitadas y agrícolas.
2.3.3.2 Hidrogramas simples o de crecida.- Variación del caudal en relación
con una precipitación única.
Fuente: Internet
46
Partes de un hidrograma simple
Curva de concentración. Tramo comprendido desde que se inicia el aumento
de caudal en el río como consecuencia de la lluvia hasta el máximo. Se debe a
la escorrentía, mayoritariamente superficial.
Punta del hidrograma. Valor de caudal máximo que ha generado el aguacero.
Curva de descenso. Pasada la punta se inicia una disminución rápida de
caudal hasta que cesa la escorrentía superficial.
Curva de agotamiento. Tramo del hidrograma en que todo el caudal se debe al
aporte de las aguas subterráneas.
Los parámetros de tiempo son:
Tiempo de crecida. El transcurrido entre el inicio de la crecida y la punta del
hidrograma.
Tiempo de respuesta. Tiempo transcurrido desde que ha caído la mitad del
volumen de una precipitación, hasta el momento en que el caudal alcanza su
valor máximo como consecuencia de dicha precipitación.
Tiempo base. El transcurrido entre el inicio de la crecida y el final de la
escorrentía superficial.
2.3.4 Definición de Términos
Precipitación.- Es cualquier forma de hidrometeoro que cae de la atmósfera y
llega a la superficie terrestre. Este fenómeno incluye lluvia, llovizna, nieve,
aguanieve, granizo, pero no virga, neblina ni rocío, que son formas de
condensación y no de precipitación. La cantidad de precipitación sobre un
punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o monto pluviométrico.
Escorrentía Superficial.- Describe el flujo del agua, lluvia, nieve, u otras fuentes,
sobre la tierra, y es un componente principal del ciclo del agua. A la escorrentía
47
que ocurre en la superficie antes de alcanzar un canal se le llama fuente no
puntual
Balance Hídrico.- Se deriva del concepto de balance de materia, es decir, que
es el equilibrio entre todos los recursos hídricos que ingresan al sistema y los
que salen del mismo, en un intervalo de tiempo determinado.
Cauce.- Es la parte de un valle por donde discurren las aguas en su curso: es
el confín físico normal de un flujo de agua, siendo sus confines laterales las
riberas.
Inundación.- Acción de inundar.
Pendiente.- Se denomina pendiente a la inclinación de un elemento lineal,
natural o constructivo respecto de la horizontal.
Rugosidad.- Es función del material con que están construidos, el acabado de
la construcción y el tiempo de uso. Los valores son determinados en
mediciones tanto de laboratorio como en el campo. No es significativa, como se
puede ver a continuación, la variación de este parámetro es fundamental para
el cálculo hidráulico por un lado, y para el buen desempeño de las obras
hidráulicas por otro.
Sedimentación.- Es el proceso por el cual los materiales son transportados por
distintos agentes (escorrentía, glaciares, viento) y procedentes de la erosión y
la meteorización de las rocas son depositados, pasando a ser sedimentos.
Perímetro Mojado.- Parte del contorno de una sección de corriente en contacto
con el agua.
Sección Hidráulica.- El radio hidráulico, es un parámetro importante en el
dimensionado de canales, tubos y otros componentes de las obras hidráulicas,
generalmente es representado por la letra R.
48
Caudal.- Cantidad de agua que lleva una corriente o que fluye de un manantial
o fuente.
Velocidad.- La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que
relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.
Riesgo.- Posibilidad de que se produzca un contratiempo o una desgracia, de
que alguien o algo sufra perjuicio o daño.
Canal.- Conducto artificial por donde se conduce el agua para distribuirla, para
el riego u otros usos.
Pluviometría.- Parte de la meteorología que mide y estudia la cantidad, la
intensidad y la regularidad de las lluvias según el espacio geográfico y las
estaciones del año.
Tránsito de Flujo.- Es el fenómeno causado por el flujo del recurso hídrico en
una vía, calle o rio, canal.
Peligro.- Situación en la que existe la posibilidad, amenaza u ocasión de que
ocurra una desgracia o un contratiempo.
Recurso Hídrico.- Los recursos hídricos son los cuerpos de agua que existen
en el planeta, desde los océanos hasta los ríos pasando por los lagos, los
arroyos y las lagunas.
Vulnerabilidad.- Es la capacidad de hacer frente a un evento catastrófico.
49
CAPITULO III: HIPOTESIS Y VARIABLES
3.1. Formulación de la hipótesis
3.1.1 Hipótesis general
Si identificamos Peligros y vulnerabilidad entonces determinaremos el riesgo
hídrico de la vía canal avenida Chiclayo.
3.1.2 Hipótesis especificas
1) Si identificamos los flujos de las aguas pluviales en las calles colectoras del
Distrito de José Leonardo Ortiz, entonces determinaremos los peligros más
representativos de este sector de la ciudad de Chiclayo.
2) Al evaluar las características geométricas en la Vía Canal Avenida Chiclayo,
entonces determinaremos la vulnerabilidad de esta infraestructura.
3.2. Identificación de variables
La identificación de variables, en el ámbito de estudio está sujeto al factor
causal y factor efecto.
3.2.1 Clasificación de variables
Variable independiente (factores causales)
Peligro y vulnerabilidad
Variables dependientes
Riesgo Hídrico
50
3.2.2 Definición constitutiva (conceptual) de variables
Variables Definición Conceptual
Variable Independiente:
Peligros y Vulnerabilidad
Peligro: Referido a fenómenos físicos causados por acontecimientos de aparición lenta o repentina. Pueden ser geofísicos (terremotos, derrumbes, tsunamis y erupciones volcánicas), hidrológicos (avalanchas e inundaciones), climatológicos (temperaturas extremas, sequías e incendios), meteorológicos (ciclones y tormentas/oleadas) o biológicos (epidemias y plagas de animales o insectos). Fuente:(http://www.ifrc.org/es/introduccion/disaster-management/sobre-desastres/definicion--de-peligro/) Vulnerabilidad: Referido a la capacidad disminuida de una persona o un grupo de personas para anticiparse, hacer frente y resistir a los efectos de un peligro natural o causado por la actividad humana, y para recuperarse de los mismos. Fuente:(http://www.ifrc.org/es/introduccion/disaster-management/sobre-desastres/que-es-un-desastre/que-es-la-vulnerabilidad/)
Variable Dependiente:
Riesgo Hídrico
Referido a aquellos espacios susceptibles de ser afectados ante eventos extremos, en este caso los excedentes producto de precipitaciones superiores a la media histórica, que a su vez influyen en la posición relativa de los niveles freáticos, disminuyendo la capacidad de almacenaje subterráneo. Fuente: (Inundaciones en la Region Pampeana. Universidad Nacional de la Plata).
3.2.3 Definición operacional de variables
51
OPERACIONALIZACION DE VARIABLES
VARIABLES DEFINICION CONCEPTUAL DEFINICION
OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES
( V
AR
IAB
LE IN
DEP
END
IEN
TE)
PEL
IGR
OS
Y V
ULN
ERA
BIL
IDA
D
Peligro: Referido a fenómenos físicos causados por acontecimientos de aparición lenta o repentina. Pueden ser geofísicos (terremotos, derrumbes, tsunamis y erupciones volcánicas), hidrológicos (avalanchas e inundaciones), climatológicos (temperaturas extremas, sequías e incendios), meteorológicos (ciclones y tormentas/oleadas) o biológicos (epidemias y plagas de animales o insectos). Fuente:(http://www.ifrc.org/es/introduccion/disaster-management/sobre-desastres/definicion--de-peligro/) Vulnerabilidad: Referido a la capacidad disminuida de una persona o un grupo de personas para anticiparse, hacer frente y resistir a los efectos de un peligro natural o causado por la actividad humana, y para recuperarse de los mismos. Fuente:(http://www.ifrc.org/es/introduccion/disaster-management/sobre-desastres/que-es-un-desastre/que-es-la-vulnerabilidad/)
Fenómenos físicos causados por fuertes
precipitaciones e inundaciones y la capacidad de un
grupo de resistir a un peligro, que
permitirá establecer medidas de control
como adecuados sistemas de drenaje.
ESTUDIO HIDROLOGICO
PRECIPITACION
ESCORRENTIA SUPERFICIAL
BALANCE HIDRICO
CAUCE
INNUNDACION
CARACTERISTICAS HIDRAULICAS
PENDIENTE
RUGOSIDAD
SEDIMENTACION - ARRASTRE DE FONDO
PERIMETRO MOJADO
SECCION HIDRAULICA - CAUCE ESTABLE
CAUDAL
VELOCIDAD
CURVA DE REMANSO
SOCAVACION
52
OPERACIONALIZACION DE VARIABLES
VARIABLES DEFINICION CONCEPTUAL DEFINICION
OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES
(VA
RIA
BLE
DEP
END
IEN
TE)
RIE
SGO
HID
RIC
O Referido a aquellos espacios
susceptibles de ser afectados ante eventos extremos, en este caso los excedentes producto de precipitaciones superiores a la media histórica, que a su vez influyen en la posición relativa de los niveles freáticos, disminuyendo la capacidad de almacenaje subterráneo. Fuente: (Inundaciones en la Region Pampeana. Universidad Nacional de la Plata).
Son resultados que permiten establecer el grado de riesgo de un espacio o población frente a eventos como las inundaciones.
DIMENSIONAMIENTO DEL DRENAJE
LONGITUD
ALTURA
PROFUNDIDAD DE CIMENTACION
53
CAPITULO IV: METODOLOGIA
4.1 Descripción del método y diseño
4.1.1 Métodos
Los principales métodos que se utilizaron en la investigación fueron: Análisis,
Síntesis, deductivo, inductivo, descriptivo, estadístico, entre otros.
4.1.2 Diseño de la investigación
Para el diseño de la investigación, emplearemos el de una investigación por
objetivos conforme al esquema siguiente:
La Vía Canal Avenida Chiclayo es un elemento Colector importante para
mejorar el Sistema de Drenaje Urbano y toma de decisiones de la Planificación
Urbana.
Donde:
OG= Objetivo General
oe=Objetivo especifico
Cp= Conclusión Parcial
CF= Conclusión Final
HG= Hipótesis General
4.2 Tipo y nivel de investigación
Tipo de Investigación: Por el tipo de investigación, el presente estudio reúne
las condiciones metodológicas de una Investigación aplicada, en razón, que se
54
utilizaron conocimientos de las ciencias Físicas y matemáticas aplicado a la
Ingeniería, a fin de aplicarlas en la determinación de Caudales, Pluviometría y
Riesgo Hídrico en la Avenida Chiclayo.
Nivel de Investigación: De acuerdo a la naturaleza del estudio de la
investigación, reúne por su nivel las características de un estudio descriptivo,
explicativo y correlacionado.
4.3 Población, muestra y muestreo
4.3.1 Población: La población sobre va a recaer las conclusiones de la
investigación, es la Vía Canal Avenida, desde su inicio hasta su
intersección con la carretera panamericana.
4.3.2 Muestra: La muestra lo constituye la longitud total de la Vía Canal
Avenida Chiclayo. Este tamaño de muestra se ha definido considerando
varios factores como: representatividad de las características de la vía
que se estudia (población), economía, condiciones existentes en el
sistema, entre otros.
4.3.3 Muestreo:
El tipo de muestreo utilizado para nuestra investigación es el muestreo
probabilístico (aleatorio) donde la Vía Canal Avenida Chiclayo es la muestra.
Por lo tanto es el tipo de muestreo que deberemos utilizar en nuestras
investigaciones, por ser el riguroso y científico.
4.4 Consideraciones éticas
El proyecto no tiene riesgos potenciales a sujetos de investigación o al equipo
de investigación, no es necesario que lo someta a evaluación (a menos que por
otras razones se requiera un aval formal). Sin embargo la investigación
conllevara a buscar mejorar la salud o el conocimiento.
55
CAPITULO V: TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE
DATOS
5.1 Técnicas e instrumentos
5.1.1 Técnicas
Las principales técnicas que se utilizara en la investigación son:
Entrevista
Encuesta
Análisis Documental.
Planimetría (Levantamiento Topográfico)
5.1.2 Instrumentos
Los principales instrumentos que se aplicaran en las técnicas son:
Guías de análisis documental.
Estación Total
Nivel
GPS Navegator
Wincha
5.2 Plan de recolección, procesamiento y presentación de datos
5.2.1 Plan de recolección de datos
La recolección de la información, para el presente estudio se centró de
determinar longitud, y características geométricas de la Vía Canal Avenida
Chiclayo, así como recolectar Informacion pluviométrica necesaria para realizar
el tratamiento de datos.
5.2.2 Plan de procesamiento y presentación de datos
Las fuertes precipitaciones generan crecidas y estas riesgos, indudablemente
hay otro riesgo diametralmente opuesto que es la sequía, sin embargo no está
entre los riesgos potenciales, las crecidas pueden inundar cuando la magnitud
del flujo sobrepase la capacidad del cauce pero aun si no existe un punto
56
vulnerable este riesgo queda desapercibido, en el desarrollo del canal
AVENIDA CHICLAYO desde CARRETERA EMP. PE-1N (KM 789 + 850) -
EMP. RUTA LA -102 (KM 001 + 140), existen varios puntos en el cauce que
son vulnerables a la magnitud de la crecida sin embargo existe viviendas a lo
largo del Dren Avenida Chiclayo y el sector económico de mayor riesgo es la
comercio a las altas precipitaciones que suceden en una época donde el
fenómeno “El Niño” determina condiciones altamente húmedas el desastre que
se manifiesta en esta circunstancia se agudiza mayormente cuando los
caudales acumulados sobrepasan la capacidad de drenaje, los pueblos quedan
aislados y regiones la producción engloba perdidas de mayor cuantía al
extremo que determina economía en regiones del país por ello se considera
que el riesgo potencial.
Teniendo presente que el riesgo está determinado por el peligro y la
vulnerabilidad en consecuencia es necesario hacer un análisis de cada
componente.
5.2.2.1 Tránsito del flujo
El peligro en la Vía Canal Avenida Chiclayo está determinado por las fuertes
precipitaciones, pero no las crecidas ordinarias que mayormente no afectan al
entorno económico de la población pero si las precipitaciones extraordinarias
son las que están determinadas por el fenómeno “El Niño”. Conformar la serie
de precipitaciones máximas constituye el problema principal para el análisis de
descargas máximas, existen muchas dificultades para ello, entre las cuales
mencionaremos, que no se cuenta en el país con estaciones hidrométricas que
tenga como función específica la medición de descargas máximas que no son
medidos no solo por la dificultad que ofrece las condiciones que se establecen
en épocas húmedas sino porque que la actividad hidrométrica sus técnicas
carecen de argumento que den sustento a las publicaciones hidrométricas
existentes, por lo que es necesario indagar sobre la historia de este proceso
que permita encontrar puntos que den consistencia a la información de
precipitación en el caso de la Vía Canal Avenida Chiclayo tenemos una
estación CORPAC S.A.
57
El Fenómeno Del Niño de 1998 se dio en el mes de febrero teniendo como
registro máximo de 112.8 mm de precipitaciones máxima en 24 horas, este
fenómeno ocasiono múltiples efectos negativos entre los pobladores, ya que
hubieron pérdidas humanas, animales, vegetales, económicas, materiales, la
pobreza incremento y la salud se vio duramente afectada por las epidemias y
enfermedades que se produjeron a raíz de este fenómeno, es por ello que
teniendo en cuenta estos antecedentes debemos aprender y tomar las medidas
que sean necesarias para subsanar esta insuficiencia, ya que no estamos
libres de afrontar un fenómeno de esa magnitud o mayor debido a que la
naturaleza es impredecible.
En este distrito de Jose Leonardo Ortiz en el mes de marzo del presenta año
(2017) se registraron precipitaciones pluviales de gran magnitud; ocasionando
que las calles se conviertan en zonas altamente peligrosas, debido a la
acumulación del flujo, llegando a colapsar todas las vías, como consecuencia
quedando incomunicado todo el distrito, con las demás zonas del país;
ocasionando consigo un malestar a la población del lugar mencionado,
transeúntes y choferes que transitan por esta avenida. Las vías tienden a
comunicarse, siendo la avenida Chiclayo punto de evacuación del agua pluvial
de todas las demás calles; sin embargo se ha detectado errores que no
permiten un tránsito adecuado de flujo, entre los cuales se encuentran,
disminución del área hidráulica, proyección de la rasante por encima de las
calles colectoras, disminución de la pendiente en los últimos kilómetros de la
vía canal.
5.2.2.1.1 Precipitaciones máximas
En el ámbito del problema se dispone de la información pluviométrica,
consistente del periodo de 1970-2008 (39 años con información), ésta
información se ha utilizado para el análisis de máximas avenidas, empleando
los métodos probabilísticos se obtendrá los caudales máximos para diferentes
periodos de retorno. Según la información de la Estación CORPAC S.A. las
precipitaciones mensuales, son valores promedios mensuales.
58
Figura Nro. 8: Histograma de Precipitación Máxima en 24 Horas (MM)–
Estación Corpacsac - Chiclayo 1970/2008
Fuente: Elaboración Propia
Se proyectó las precipitaciones máximas para diferentes periodos de retorno,
según se detalla a continuación:
Cuadro Nro.4: Precipitación Máximas Para Diferentes Periodos de Retorno (mm)- Estación Corpacsac-Chiclayo.
Fuente: Elaboración Propia
Gumbel Lebediev Nash
(años) (mm) (mm) (mm)
5 42.83 13.47 29.19
10 76.12 28.55 39.96
25 96.81 61.44 54.13
50 112.47 88.55 64.86
100 128.12 118.10 75.61
TPrecipitación de Diseño
59
Figura Nro. 9: Precipitación Máxima Para Diferentes Periodos de Retorno
(mm) – Estación Corpacsac - Chiclayo
Figura Nro. 10: Tendencia de la Curva para Diferentes Periodos de Retorno
(mm)– Estación Corpacsac - Chiclayo
Fuente: Elaboración Propia
Fuente: Elaboración Propia
60
Figura Nro. 11: Tendencia de la Curva para Diferentes Periodos de Retorno
(mm)– Estación Corpacsac - Chiclayo
Fuente: Elaboración Propia
5.2.2.1.2 Tiempo de concentración – calles analizadas
Los tiempos de concentración, para las calles analizadas se detallan en el
siguiente cuadro, que muestran condiciones de longitud, pendiente, a
continuación:
61
Cuadro Nro.5: Tiempos de concentración (Tc) para las calles cnalizadas.
CALLE L
(m) L
(Km) COTA
INICIAL COTA FINAL
H (m)
Tc (horas)
Tc (minutos)
VILLA HERMOSA 1,119.36 1.12 31.73 29.93 1.80 0.86 51.66
27 DE JULIO 635.99 0.64 30.81 29.36 1.45 0.49 29.24
JUAN VELASCO 1,187.85 1.19 30.87 29.56 1.32 1.04 62.43
PROLONG. SAN MARTÍN 666.84 0.67 29.89 28.99 0.90 0.62 37.06
JOSÉ BALTA 1,928.35 1.93 28.20 27.80 0.40 2.88 172.84
PROLONG. JOSÉ BALTA 597.92 0.60 28.28 28.00 0.27 0.86 51.63
ESPAÑA 1,519.84 1.52 27.06 26.66 0.40 2.19 131.29
PROLONG. BOLIVAR 892.05 0.89 29.44 26.83 2.61 0.57 34.48
REMIGIO SILVA 2,237.59 2.24 27.36 25.37 1.99 1.84 110.58
CULPÓN 353.15 0.35 25.41 25.35 0.06 0.84 50.51
SANTA TERESITA 2,122.71 2.12 26.79 24.84 1.95 1.75 104.92
PROLONG. SANTA TERESITA 1,146.55 1.15 25.25 24.83 0.42 1.55 93.05
MARIANO CORNEJO 1,525.60 1.53 26.07 24.23 1.84 1.22 73.36
TACNA 1,145.50 1.15 25.92 23.65 2.27 0.81 48.58
PROLONG. TACNA 441.00 0.44 24.30 24.15 0.15 0.76 45.88
LA DESPENSA 1,643.75 1.64 25.76 22.59 3.17 1.08 64.75
PROLONG. LA DESPENSA 399.87 0.40 23.87 23.40 0.47 0.44 26.39
Fuente: Elaboración Propia
Tenemos que tener presente que la vulnerabilidad no se encuentra muchas
veces en el objeto que es sujeto de daño lo que indica que debemos asociarlo
a otro fenómeno que se encuentra vinculado con el objeto dañado y de una
manera indirecta encontramos la vulnerabilidad, las calles si bien es cierto
presentan una descarga máxima que generalmente cuando ocurre el desastre
supera el valor critico pero este valor aislado en si puede colapsar una
infraestructura pero también puede que no, en épocas húmedas las vías
colectoras están sujeto a una serie de crecidas de diferente magnitud que
alcanza valores ordinarios e inclusive extraordinarios en consecuencia es
necesario el estudio de este conjunto de crecidas que experimenta el las vías
colectoras.
62
Figura Nro. 12: Diagrama de Flujo en Vía Canal - Avenida - Chiclayo
5.2.2.1.3 Dirección de flujo
La dirección del flujo producto de las precipitaciones pluviales en la zona de
evaluación que comprende las principales calles colindantes a la avenida
Chiclayo, presentan el transito del flujo en dirección sur a norte y norte a sur,
para luego en dirección oeste transitar a lo largo de la Vía Canal Avenida
Chiclayo, se detalla en los anexos la dirección de flujo en las siguientes figuras:
Flujo A-1, A-2, A-3, B-1, B-2, C-1, C-2, D-1, D-2, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N y
flujo Ñ. A continuación de presentan el diagrama de Flujo conglomerado de
toda la Vía Canal Avenida Chiclayo.
Fuente: Elaboración Propia
63
5.2.2.2 Almacenamiento avenida Chiclayo
4.2.1 Capacidad de almacenamiento
La Avenida Chiclayo tiene una longitud total de 6.3 km de largo, con un ancho
de 7.75metros y una altura de 0.9meros, esto determina un volumen total de
40697 m3 de capacidad de almacenamiento de la vía canal Avenida Chiclayo.
5.2.2.3 Caudales máximos avenida Chiclayo
5.2.2.3.1 Caudales máximos
Solo el área identificada de la vía canal con la longitud y ancho identificad,
haciendo uso de ecuaciones empíricas se ha determinado el caudal en función
a las precipitaciones tomadas de la estación Chiclayo Corpac SA. De acuerdo
al cálculo de caudales para el área de influencia de drenaje de la avenida
Chiclayo, correspondiente a los cálculos realizados mediante fórmulas
empíricas, se determinó que para un periodo de retorno de 2 años un caudal de
25.7 m3/s, de igual forma para un periodo de retorno de 100 años 48.9 m3/s y
para 500 años 60.1 m3/s; esto a simple vista provoca el colapso de la Vía
Canal Avenida Chiclayo, la cual cuenta con un área Hidráulica capaz de
soportar solo 8 m3/s, lo demuestra que no se realizó un estudio de drenaje
adecuado para establecer dimensiones que permitan un tránsito adecuado del
flujo.
5.2.2.3.2 Identificación del peligro
Por lo general se habla de las precipitaciones máximas instantáneas sin
embargo comúnmente observamos que se menciona las máximas
precipitaciones extraordinarias, como las ocurridas en el mes de marzo del
presente año 2017, registrando 60.7 mm el 19 de marzo para la ciudad de
Chiclayo, lo cual provoco grandes pérdidas económicas, pérdidas de vidas
humanas, y agrícolas; el dren Avenida Chiclayo contribuye a agravar el peligro
de inundación debido a deficiencias técnicas identificadas, entre las que
64
podemos mencionar: El dren Avenida Chiclayo se ha construido con rasante
superior a la mayoría de calles secundarias colectoras; en el tercer error
considera que en el último tramo del kilómetro 4 al kilómetro 5 a la altura del
óvalo se disminuyó la pendiente, también se redujo el área hidráulica de
conducción y entrega final del agua en el ingreso al dren 3000; estos errores
por deficiencia de estudios ha provocado consigo el inadecuado
funcionamiento actual de la vía; que en un principio de acuerdo a su ficha Snip
fue planteado para solucionar el drenaje de la zona.
5.2.2.3.3 Determinación de la vulnerabilidad
Al pretender determinar cuantitativamente el riesgo siempre es dificultoso
establecer cuantitativamente la vulnerabilidad, este fenómeno no está presente
con claridad su cuantificación se esconde y así es su característica, en
consecuencia es necesario analizar como es el cálculo de la vulnerabilidad,
como componente del riesgo, como en este caso, al presentarse una crecida
posiblemente la capacidad del área hidráulica de la Vía Canal no es suficiente
para que el flujo transite libremente en consecuencia viene la inundación y
consideramos que ahí se encuentra nuestro problema.
En una época de precipitaciones extraordinarias como la ocurrida en el mes de
marzo del presente año, no solo viene una magnitud de flujo que sea máxima,
sino ella está dada por un conjunto de precipitaciones máximas muchas veces
parecidas en magnitud, indudablemente hay una magnitud máxima que se
denomina el máximo maximorum pero ello no implica que otra crecida algo
menor en magnitud sea la que provoca el desastre, se ha considerado
caudales calculados con flujo que sobrepasa los 50 m3/s que en realidad por la
misma condición que presenta la vía Avenida Chiclayo, no soporta el flujo
acumulado ya que sobrepasa el volumen para el cual está diseñado los 8m3/s y
en consecuencia el riesgo está presente.
65
5.2.2.3.4 Composición del riesgo. Avenida Chiclayo
Se ha establecido que el riesgo es una composición del peligro y la
vulnerabilidad, el peligro está representado por el análisis de la frecuencia de
máximos en la cual se calculó que el peligro en una época de precipitaciones
extraordinarias alcanzo un valor del orden de 75.00%. Por otro lado la
vulnerabilidad está conformado por el número de veces que se repita la
precipitación que puede experimentar la Vía Canal en una época como el
Fenómeno el Niño y se tomó como suceso equiprobable llegándose a
establecer que la vulnerabilidad es del orden del 75.00%.
Si componemos el peligro y la vulnerabilidad probabilísticamente considerando
que son sucesos mutuamente dependientes como dependencia estocástica
podemos calcular el riesgo llega al orden de 56.25%, es decir un valor
sumamente alto que se denomina contingencia en la cual debe de prepararse
la mitigación del riesgo.
5.2.2.4 Mitigación del riesgo
Los drenes por ser cauces establecidos en las ciudades de la costa tienen una
sección transversal definida, es decir al suceder este fenómeno denominado
“El Niño” y al estar con una capacidad hidráulica mal diseñada, se agudiza este
fenómeno al término de una precipitación pluvial extrema, al iniciarse las
fuertes precipitaciones provoca, y las calles no presentan un adecuado drenaje,
empieza a establecerse el flujo, cuyo resultado es el colapso total delas vías,
con lo que la vía necesita un área Hidráulica de drenaje mucho mayor para
almacenar el volumen de agua y por consiguiente evitar desastres.
De lo deducido anteriormente se llega a la determinación que en el caso que se
presente nuevamente precipitaciones extraordinarias, es necesario la
construcción de una vía canal con suficiente área hidráulica para soportar el
flujo acumulado producto del tránsito de varias vías aledañas.
66
CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES
- El tránsito de flujo se ha establecido de presentan en la dirección sur a norte
y norte a sur, para luego en dirección oeste transitar a lo largo de la Vía Canal
Avenida Chiclayo, se detalla en los anexos la dirección de flujo de las
siguientes: Flujo A-1, A-2, A-3, B-1, B-2, C-1, C-2, D-1, D-2, E, F, G, H, I, J, K,
L, M, N y flujo Ñ.
- La sección Hidráulica de la Vía Canal Avenida Chiclayo solo tiene una
máxima capacidad de evacuación de descarga que corresponde a la descarga
crítica de 8m3/s y presentan una capacidad máxima de almacenamiento de la
Avenida Chiclayo total es de 40697 m3; presentándose según resultados de
cálculo caudales superiores a 50m3/s.
- La vulnerabilidad de la vía Canal Avenida Chiclayo presenta un valor de
vulnerabilidad de 75.00 %
- El riesgo en un año “Niño” es de 56.25 % que es una contingencia.
CAPITULO VII: RECOMENDACIONES
- Plantear la posibilidad de ejecutar el drenaje de la Vía con una mayor
capacidad hidráulica, suficiente para transportar y evacuar el flujo proveniente
de las demás vías.
- Las instituciones del estado encargadas de elaborar los estudios definitivos
del drenaje pluvial urbano de Chiclayo deben realizar diseños en función a
eventos extremos del 1973, 1998 y 2017 del “El Niño” y que sean
supervisadas.
- La población necesita prepararse ante desastres de esta naturaleza como
acciones no estructurales.
67
CAPITULO VIII: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
a) APARICIO MIJARES, “Fundamentos de hidrología de Superficie”, Editorial
Limusa S.A., Primera Edición, México – D.F. México 1989.
b) ARCE VIDAURRE, “Comportamiento Hidrológico del Rio La Leche durante
el Fenómeno del Niño - 1998”; Tesis de Grado para Optar el Título de
Ingeniero Agrícola, Lambayeque – Perú 1998.
c) CHEREQUE MORAN, “Hidrología para Estudiantes de Ingeniería Civil”;
Pontificia Universidad Católica del Perú, Segunda Edición; Lima – Perú,
1996.
d) INDECI., “Manual Básico para la Estimación del Riesgo. Lima – Peru.2006
e) MEJIA M., “Análisis de máximas avenidas”, Universidad Nacional Agraria La
Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola; centro de impresión y publicación –
Facultad de Ingeniería Agrícola (CIP-FIA); Lima – Perú 1991.
f) MEJIA M., “Hidrología Aplicada”, Volumen 1, Universidad Nacional Agraria
La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola; centro de impresión y publicación
– Facultad de Ingeniería Agrícola (CIP-FIA); Lima – Perú 2001.
g) TEQUE FIESTAS, Et-al, “Rio La Leche - 1983”, Tesis de Grado para Optar el
Título de Ingeniero Agrícola, Lambayeque – Perú 1984.
h) VEN TE CHOW, Et-al; “Hidrología Aplicada”, Editorial Mc Graw Hill, Primera
Edición, Santafé de Bogotá – Colombia, 1994.
i) VASQUEZ VILLANUEVA, “Manejo de Cuencas Altoandinas”; Editorial
Escuela Superior de Administración de Aguas “Charles Sutton”, Tomo I,
Lima – Perú 2000.
j) VILLON BEJAR, “Hidrología”; Editorial Villón – Segunda Edición, Lima –
Perú 2002.
68
CAPITULO IX: ANEXOS
a. Distribuciones probabilísticas
b. Caudales máximos –Método racional
c. Flujo pluvial
d. Panel fotográfico
69
Figura Nro. 13: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Exponencial (Máxima verosimilitud) –confianza 95%
Figura Nro. 14: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Gumbel (Máxima verosimilitud) – confianza 95%
ANEXO A: Distribuciones Probabilísticas
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
70
Figura Nro. 15: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Normal (Máxima verosimilitud) –confianza 95%
Figura Nro. 16: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Lognormal (Máxima verosimilitud) –confianza 95%
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
71
Figura Nro. 17: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Gamma (Máxima verosimilitud) –confianza 95%
Figura Nro. 18: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Pearson tipo III (Máxima verosimilitud) –confianza 95%
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
72
Figura Nro. 19: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilística Log-normal 3 parámetros (Máxima verosimilitud) – confianza
95%
Figura Nro. 20: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribución
Probabilísticas –confianza 95%
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
73
Figura Nro. 21: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribuciones
Probabilísticas comparación–confianza 95%
Figura Nro. 22: Precipitación Máxima en 24 Horas - Distribuciones
Probabilísticas, comparación –confianza 95%
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
74
Figura Nro. 23: Criterios de comparación de las distribuciones probabilísticas
- Distribución Probabilística Log-normal 3 parámetros–confianza 95%
Fuente: Sofware Hyfram - Elaboración Propia
75
ANEXO B : Caudales Máximos –Método Racional
Cuadro Nro.6: Lluvias máximas (mm).- Estación Corpac S.A. - Chiclayo.
Fuente: Elaboración del autor aplicando el Modelo de Bell
Cuadro Nro.7: Intensidades máximas (mm/h).- Estación Corpac S.A. - Chiclayo.
Fuente: Elaboración del autor aplicando el Modelo de Bell
T P.Max
años 24 horas 5 10 15 20 30 60
2000 189.0 4.6 6.8 8.3 9.5 11.3 14.9
1000 153.0 4.2 6.4 7.8 8.9 10.6 13.9
200 88.8 3.5 5.3 6.4 7.3 8.7 11.5
100 68.2 3.2 4.8 5.9 6.7 8.0 10.5
50 51.0 2.9 4.3 5.3 6.0 7.2 9.4
20 33.0 2.5 3.7 4.5 5.2 6.2 8.1
10 22.4 2.2 3.2 4.0 4.5 5.4 7.0
5 14.0 1.8 2.8 3.4 3.9 4.6 6.0
3 9.0 1.6 2.4 3.0 3.4 4.0 5.3
2 5.6 1.4 2.1 2.6 3.0 3.6 4.7
Duración en minutos
T P.Max
años 24 horas 5 10 15 20 30 60
2000 189.0 54.7 41.0 33.4 28.6 22.7 14.9
1000 153.0 51.0 38.2 31.1 26.6 21.1 13.9
200 88.8 42.2 31.6 25.8 22.0 17.5 11.5
100 68.2 38.5 28.8 23.5 20.1 15.9 10.5
50 51.0 34.7 26.0 21.2 18.1 14.4 9.4
20 33.0 29.7 22.2 18.1 15.5 12.3 8.1
10 22.4 26.0 19.4 15.8 13.5 10.7 7.0
5 14.0 22.2 16.6 13.5 11.6 9.2 6.0
3 9.0 19.4 14.5 11.8 10.1 8.0 5.3
2 5.6 17.2 12.9 10.5 9.0 7.1 4.7
Duración en minutos
76
Cuadro Nro.8: Caudales Máximos – Método Racional - Estación Corpac S.A. - Chiclayo.
Fuente: Elaboración Propia
K= 125.89 n= 0.427 m= 0.096
(km2) (m.) L (m.) (m/m) ( C ) horas minutos
2 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.73 3.94 236.33 13.05 25.7
3 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.75 3.94 236.33 13.57 27.5
5 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.77 3.94 236.33 14.25 29.7
10 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.81 3.94 236.33 15.24 33.4
25 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.86 3.94 236.33 16.65 38.7
50 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.90 3.94 236.33 17.80 43.3
100 9.730 9.01 6300.00 0.003 0.95 3.94 236.33 19.03 48.9
200 9.730 9.01 6300.00 0.003 1.00 3.94 236.33 20.34 55.0
500 9.730 9.01 6300.00 0.003 1.00 3.94 236.33 22.22 60.1
1000 9.730 9.01 6300.00 0.003 1.00 3.94 236.33 23.76 64.2
2000 9.730 9.01 6300.00 0.003 1.00 3.94 236.33 25.40 68.7
CAUDALES MAXIMOS METODO RACIONAL
PR
(AÑOS)Nombre
Area
A
Desnivel
H
CU
EN
CA
DR
EN
AJE
- A
V.
CH
ICL
AY
O
Longitud
del cauce
L(m)
Pendiente
S
Tiempo de
Concentración TcIntensidad
mm/hora
Caudal
Máximo
(m3/s)
Coef.
Escorrentia
6.3
CIAQ
H
LK
3
6.3
CIAQ
n
m
t
KTI
77
Figura Nro. 24: Flujo Pluvial A-1 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
ANEXO C : FLUJOS PLUVIALES
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
78
Figura Nro. 25: Flujo Pluvial A-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
79
Figura Nro. 26: Flujo Pluvial A-3 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
80
Figura Nro. 27: Flujo Pluvial B-1 – Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
81
Figura Nro. 28: Flujo Pluvial B-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
82
Figura Nro. 29: Flujo Pluvial C-1 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
83
Figura Nro. 30: Flujo Pluvial C-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
84
Figura Nro. 31: Flujo Pluvial D-1 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
85
Figura Nro. 32: Flujo Pluvial D-2 –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
86
Figura Nro. 33: Flujo Pluvial E –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
87
Figura Nro. 34: Flujo Pluvial F –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
88
Figura Nro. 35: Flujo Pluvial G –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
89
Figura Nro. 36: Flujo Pluvial H –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
90
Figura Nro. 37: Flujo Pluvial I –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
91
Figura Nro. 38: Flujo Pluvial J –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
92
Figura Nro. 39: Flujo Pluvial K –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
93
Figura Nro. 40: Flujo Pluvial L –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
94
Figura Nro. 41: Flujo Pluvial M –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
95
Figura Nro. 42: Flujo Pluvial N –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
96
Figura Nro. 43: Flujo Pluvial Ñ –Evacuación Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Sofware Autocad Civil 3D - Elaboración Propia
97
ANEXO D : Panel Fotográfico
Fotografía N° 01.- Vía Canal Avenida Chiclayo
Fuente: Elaboración Propia
Fotografía N° 02.- Dren 3000 – Entrega de Flujo a la Vía Canal Avenida
Chiclayo
Fuente: Elaboración Propia
98
Fotografía N° 03.- Afectados en Jose Leonardo Ortiz – Lluvias marzo 2017
Fuente: Agencia Peruana de Noticias /Andina
Fotografía N° 04.- Visita del Presidente de la republica a Jose Leonardo Ortiz –
Lluvias marzo 2017
Fuente: Agencia Peruana de Noticias /Andina
