Informe arroyo Pavón

EVALUACIÓN HIDROLOGICA E HIDRAULICA DEL ARROYO PAVÓN
1. Introducción
Dada la emergencia hídrica actual que presenta la cuenca de aportes de la
laguna la Picasa, y ante las dificultades de implementar alguna de las alternativas
con salida al río Salado, la SSRH propuso una nueva alternativa con salida hacia el
Río Paraná, a través del A. Del Medio o del A. Pavón.
La misma consiste en la derivación de caudales desde laguna La Picasa (mediante
sistema de bombeo) hasta laguna de Quirno a través de un canal a cielo abierto y
su prolongación hasta las inmediaciones de Hughes. A partir de este punto se
plantean las variantes que consiste en vincular este reservorio con el Arroyo del
Medio o bien su vinculación hasta el Canal Alcorta- Arroyo Pavón y finalmente su
descarga en el Paraná. La ubicación general de la cuenca de aportes se presenta
en el plano N° 1.
Los estudios, tienen por objeto realizar un conjunto de estudios hidrológicos e
hidráulicos para determinar la factibilidad hidráulica de trasvasar los excedentes de
la laguna La Picasa a la cuenca del A. Pavón.
El mismo fue desarrollado a partir de la información existente y a igual nivel del
realizado en el A. Del Medio, para seleccionar una de las alternativas, la cual se
ajustará posteriormente a nivel de anteproyecto.
2. Reconocimiento y relevamientos del área
A efectos de identificar los elementos hidrológicos característicos y puntos de
control a ser utilizados en la modelación hidrológica, se relevaron las características
geométricas de cauce principal y valle de inundación de los Arroyos Pavón, y Sauce
y de los canales Alcorta y San Urbano.
Ante los objetivos del presente estudio se relevaron la ubicación y características
geométricas e hidráulicas de las obras de arte localizadas sobre las principales vías
de comunicación en el tramo comprendido entre desembocadura y las nacientes
del A. Pavón
y su prolongación en el A. Alcorta,
en un recorrido de
aproximadamente 100 km.
En el tramo comprendido entre nacientes de canal Alcorta y arroyo Pavón se
determinaron 3 secciones de relevamientos geométricos. Las pendientes
longitudinales se obtuvieron a partir de planchetas IGM en escala 1: 50.000.
En el tramo comprendido entre Canal San Urbano , arroyo del Sauce y
desembocadura del A. Pavón se relevaron 7 secciones y obras de arte en rutas y
caminos vecinales.
3. Determinación de la capacidad de conducción del cauce de A Pavón
El tramo relevado comprende al canal Alcorta-arroyo Pavón en una longitud de 96
km.
El perfil longitudinal del canal Alcorta – A. Pavón en su punto mas elevado tiene una
cota de 90 metros IGM y en su intersección con la autopista Rosario –Buenos Aires le
corresponde 20 metros. La pendiente es uniforme en todo su recorrido, con una
media en dicho tramo de 70 cm/km y valores máximos y minimos comprendidos
entre 2.7 m/km y 50 cm/km . (Plano N° 2)
Al igual que en los estudios realizados para la cuenca del Arroyo del Medio, para la
determinación de la capacidad de conducción se siguió el criterio de considerar
solo la sección del cauce principal o canal, sin considerar el valle de inundación.
Un detalle de las características geométricas y la capacidades de conducción
estimadas en varios tramos para el cauce principal, sin que se produzcan
desbordes, se presentan en la tabla N° 1
A manera de síntesis, se presentan en el cuadro adjunto, las capacidades de
conducción en secciones características.
Progresiva
(Km)
Cotas
(m)
0
22.2
30
53.35
58.95
73.35
79.45
96.05
90
70
65
47.5
43.75
35
30
20
Secciones Pendiente
(m2)
10
18.6
26.4
26.4
42
60.3
60.3
0.00094
0.00076
0.00076
0.00057
0.00089
0.00076
0.0006
n
Q
(m3/seg)
Observaciones
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
0.035
8.06
10.41
29.69
25.71
54.81
66.21
59.04
Inicio canal Alcorta
unión canal Alcorta- A. Pavón
ruta Nac. 177 M.Paz- Santa Teresa
ruta Nac. 178. Sta Teresa- Pergamino
confluencia A. Pavón -A. Sauce
confluencia A. Pavón -A. Cabral
sección de aforos Cnl Bogado
sección autopista -Rosario-Bs.As
En los primeros 30 km de recorrido del cauce (desde inicio canal Alcorta hasta ruta
177), la capacidad de conducción es inferior a los 10 m3/seg , y en los siguientes 10
km la capacidad de conducción esta comprendida entre 10 y 15 m3/seg.
A partir de ruta 178 , en progresiva km. 53,35 la capacidad de conducción supera
los 15 m3/seg (cifra estimada a importar según requerimientos de proyecto). Desde
esta sección, localizada 5000 metros aguas arriba de la confluencia con el A.
Sauce, y hasta su desembocadura en el río Paraná, el arroyo tiene una capacidad
de conducción ampliamente superior a los 15 m3/seg.
4. Características fisiográficas e hidrológicas de la cuenca del A. Pavón
La cuenca del arroyo Pavón se encuentra al sur de la provincia de Santa Fe, en la
denominada Pampa Ondulada y drena un área de 3244 km2. Está conformada por
dos cursos principales: el del A. Pavón propiamente dicho y el del A del Sauce,
uniéndose ambos cursos 43 km antes de su desembocadura en el Paraná en las
inmediaciones de la ciudad de Villa Constitución.
El primero nace al sur de la localidad de Alcorta de la unión de dos cañadas
denominadas Bajo Cardoso y del Pavón. La primera esta canalizada (C. Alcorta) y
es por donde se analiza la factibilidad de importar agua desde el Sistema de La
Picasa a través de un sistema de canales.
La otra subcuenca tiene anexada en su cabecera un área de aportes en forma
artificial a la red hidrográfica natural mediante un sistema de canales. El principal
emisario es el canal San Urbano que esta conectado al Arroyo del Sauce y entre las
rutas N° 178 y 22-S confluye con el A. Pavón. En la cabecera de la cuenca, el relieve
es muy plano con pendientes del orden de 0.30 m/km y actualmente se encuentra
muy intervenida, siendo incrementada su área de drenaje a partir del canal San
Urbano, que esta conectado al A. Sauce. Plano N° 2
En la parte media y baja, la red de escorrentía es organizada y jerarquizada, no
presentando problemas de drenaje. La pendiente media a partir de la confluencia
con el A. Sauce es de 0.70 m/km.
4. 1. Régimen de escurrimiento
En la cuenca del A. Pavón se dispone de registros continuos de niveles y caudales
diarios de los últimos 13 años ( período1988-89 / 2001-02) correspondiente a la
estación Cnl. Bogado (Fuente, Anuarios Hidrológicos SSRH). Dicho punto de
medición está localizado próximo a su desembocadura.
Para la cuenca total, su módulo anual para el periodo es de 9.5 m 3/seg con un
valor máximo de 21.5m3/seg (1992-93) y un mínimo de 3.6 m3/seg (1996/97) (Gráfico
N° 1).
En términos de volúmenes, los derrames anuales de la serie fluctúan entre 113 hm 3
(año 96-97 ) a 680 hm3 (año 92-93), correspondiéndole una media de 300 hm3 para
todo el periodo (Gráfico N° 2).
A. Pavón
Módulos anuales
30
Modulos anuales (m3/s)
25
20
15
10
5
0
88-89 89-90 90-91 91-92 92-93 93-94 94-95 95-96 96-97 97-98 98-99 99-00 00-01
Gráfico N° 1. Caudales medios anuales A. Pavón
A. Pavón
Derrames anuales
800
700
Derrames anuales (hm3)
600
500
400
300
200
100
0
88-89 89-90 90-91 91-92 92-93 93-94 94-95
95-96 96-97 97-98 98-99 99-00 00-01
Gráfico N° 2 Derrames anuales A. Pavón
La distribución mensual de caudales medios presenta valores máximos en octubre –noviembre
(13.5 y 16.3 m3/s) en tanto los mínimos corresponden a los meses de julio – agosto (3.9 y 4.4 m3/s).
Gráfico N° 3 Distribución anual de caudales medios mensuales
Arroyo Pavón -Cnl Bogado
18
16
14
Caudales
12
10
medios
8
6
4
2
0
SET
OCT
NOV
DIC
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
En la tabla adjunta se presentan los valores característicos del régimen de
escorrentía para la serie 1988-2001.
Valores característicos
Módulo anual (m3/s)
Derrame anual (Hm3)
Caudal especifico (l/s/km2)
Lamina de escorrentía (mm/año)
Medio diario (m3/s)
Medio
9.5
298.6
3.3
103
-
Máximo
21.5
676.6
7.4
233
406
Mínimo
3.6
113
1.2
39
-
Para los objetivos del presente estudio resulta de interés determinar la permanencia
de caudales a partir de la curva de frecuencias y duraciones de caudales.
Para la serie de 13 años de caudales medios diarios, el 60 % de los valores
registrados de caudales es inferior a 4 m 3/s en tanto el caudal medio característico
(valor que es superado 180 días al año) corresponde a 3.5 m 3/s.
4.2. Modelación hidrológica de la cuenca del A. Pavón
El escurrimiento de la cuenca del A. Pavón se compone de los aportes de dos
cursos principales: Canal San Urbano-A. Sauce y Canal Alcorta-A. Pavón. Del área
total de aportes (3244 km2), el 60 % corresponde al primer curso, el 15% para el
segundo y el 25 % restante para el área aguas debajo de la confluencia de ambos.
Para simular los aportes del sistema se utiliza el modelo AR-HYMO, que permite
simular procesos de transformación lluvias-escorrentía de eventos. El esquema
topológico de desagregación utilizado en la modelación se presenta en el gráfico
N° 4.
Para ello se delimitaron 16 subcuencas (Plano N°3) con comportamientos
hidrológicos diferenciados, cuyas características físicas se presentan en la tabla N° 2.
Para el traslado las ondas de crecidas se determinaron 12 tramos cuyos valores
característicos se presentan en la tabla N° 3.
Los valores de caudales medidos por la SSRH corresponden a estación Coronel
Bogado, próximo a la desembocadura. Para los objetivos del presente estudio,
resulta de interés determinar las características del escurrimiento del canal Alcorta –
Pavón, ya que es la vía por la cual se pretende derivar los excedentes a evacuar
desde La Picasa.
Para la tormenta de similares características a la utilizada en la modelación del A.
Del Medio ( 95-117 mm en 48 horas), los valores de caudales , tiempo al pico y
volúmenes de derrame en puntos representativos se presentan en el cuadro
adjunto.
Arroyo Pavón
Caudal pico (m3/s)
Tiempo al pico (hs)
Volumen (Hm3)
% Volumen total
Sección 1
45
43
11.8
17
Sección 2
88
47
41
57
Sección 3
198
48
73
100
Sección 1: Canal Alcorta + A. Pavón hasta confluencia con A. Sauce
Sección 2: Canal San Urbano + A. Sauce hasta confluencia con A.Pavón
Sección 3: A. Pavón en autopista
Para la situación modelada, la contribución porcentual en términos de volumen de
cada una de las áreas es simétrica en relación a las superficie de las mismas.
El área correspondiente al canal Alcorta- A. Pavón contribuye con un 17 % del
volumen total de la crecida , en tanto que el área de aportes es del 15% del total.
Gráfico N° 5.
Un dato significativo lo constituye la duración de las crecidas.
Dada las
características de la cuenca de aportes del canal San Urbano, los volúmenes que
conforman los hidrogramas de crecidas son extendidos en el tiempo,
permaneciendo de 10 a 12 días con caudales superiores a los 10 m 3/seg. Gráfico N°
5.
No obstante, los caudales superiores a la capacidad de conducción del cauce en
el tramo aguas debajo de la confluencia A. Sauce y A. Pavón, tienen una duración
de 5 a 7 días.
4.3.Determinación de los volúmenes a trasvasar a la cuenca del A. Pavón
La variabilidad del régimen de escorrentía del A. Pavón y su principal afluente: A.
Sauce que aporta el 60 % del volumen total, hace necesario compatibilizar la
posible importación de agua con las crecidas propias de la cuenca, a efectos de
no generar superposición de ambos efectos.
De los análisis efectuados y a partir de los hidrogramas medidos a la salida de la
cuenca, se desprende que las crecidas propias tiene un tiempo al pico de 48 a 72
horas y un tiempo de base del orden de 5-10 días, dependiendo de la distribución
de la tormenta.
En dichos periodos, se deberá discontinuar la importación de agua a efectos de no
generar perjuicios por desbordes con agua de menor calidad.
El tramo comprendido entre nacientes del canal Alcorta – A. Pavón en las
condiciones actuales no tiene capacidad alguna para incorporar volúmenes
adicionales de agua por lo que se considera como hipótesis, que deberá ser
redimensionado casi en su totalidad, para dotarlo de una capacidad de
conducción del orden de los 15 m3/seg.
Del análisis de la curva de duración de caudales se obtiene que el 87 % de los días
del año, los caudales son inferiores a los 10 m 3/seg y el 90 % inferiores a los 15
m3/seg. Esto implica que redimensionando las secciones del canal Alcorta – A
Pavón , para un caudal de 10 m3/seg se podría incorporar un volumen anual de 274
hm3 y para 15 m3/seg, 425 Hm3.
5. Evaluación hidráulica de posibles restricciones con otros proyectos que prevean
la importación de aguas al A. Pavón
5.1. Características de las obras proyectadas
La provincia de Santa Fe, tiene proyectado la ejecución de dos obras asociadas a
la cuenca del A. Pavón, las cuales contemplan la importación de excedentes
hídricos desde áreas vecinas.
Los proyectos de referencia son:
a. Reacondicionamiento del canal San Urbano y conexión con área de Venado
Tuerto.
b. Regulación Laguna Melincué
El primero contempla el reacondicionamiento del canal San Urbano en un tramo de
82 Km para incrementar su capacidad de conducción a 95 m 3/seg. A su vez la
cabecera del canal en la laguna La Larga, será conectada con un canal
proveniente del área de Venado Tuerto para importar un caudal de 5 m3/seg.
La regulación de la laguna Melincué comprende un canal de vinculación con el
canal San Urbano y una estación de bombeo para salvar el desnivel topográfico. El
punto de volcamiento en el canal San Urbano es inmediato aguas arriba de la ruta
Prov. 93 al Norte de Melincué.
El máximo caudal a bombear previsto por la DPOH de la provincia de Santa Fe, es
del orden de 5 m3/seg, y su valor definitivo surgirá de los estudios en desarrollo por
parte de la mencionada institución.
5.2. Influencia de las obras proyectadas en relación a la importación de agua desde
el sistema La Picasa
Los dos proyectos referidos en el punto anterior, están vinculados al canal San
Urbano – A. Sauce, en tanto la probable importación desde el sistema La Picasa
seria por el canal Alcorta – A. Pavón. Por tal razón el presente análisis se circunscribe
al tramo a partir de la confluencia del A. Sauce con el A. Pavón, a partir del cual el
curso es común a los tres proyectos.
En este tramo, la capacidad de conducción del cauce principal está comprendida
entre 26 y 60 m3/seg, por lo que la incorporación de caudales adicionales del orden
de 10 m3/seg por el A. Sauce, sumados a los 10-15 por el canal Alcorta – A. Pavón,
no ocasionarían desbordes, ni restricciones en las obras de arte existentes.
Es importante destacar que para que esta hipótesis sea factible, se requiere la
implementación de un sistema operativo, que permita discontinuar los bombeos en
los periodos en que se produzcan crecidas propias de ambos arroyos.
6. Síntesis diagnóstica

Del área total de la cuenca, el 60 % corresponde a los aportes del Canal San
Urbano-Arroyo del Sauce, el 15% al canal Alcorta- A. Pavón y el 25% restante al
área aguas debajo de la confluencia de ambos.

La alternativa de derivar agua del Sistema La Picasa contempla su ingreso a la
cuenca por el canal Alcorta – A.Pavón. Las restricciones en cuanto a la
capacidad de conducción de caudales del orden de 15 m3/seg, se presentan
en este tramo en el cual los aportes son solo el 15% del total de la cuenca. Aguas
abajo de la confluencia con el A. Sauce y hasta la desembocadura en el río
Paraná, la capacidad actual supera ampliamente los 15 m3/seg.

El canal Alcorta-A. Pavón en el tramo comprendido desde su inicio hasta 5000
metros aguas arriba de la confluencia con A. Del Sauce (53 km de recorrido),
requiere un incremento de su sección a efectos de que no se produzcan
desbordes.

La vinculación del canal de derivación de los excedentes de laguna La Picasa
con el canal Alcorta, debe salvar una diferencia topográfica del orden de 3 a 4
metros en su cabecera y su traza intercepta el canal Juncal y El Pelao, en la
parte de la cuenca alta del Arroyo del Medio. Ello implica en caso de ser
seleccionada esta alternativa, que el escurrimiento de estas subcuencas de
aproximadamente 200 km2 de superficie, deberán ser transferidos a la cuenca
del Pavón y contemplados en el diseño de las obras.

El 87% de los días del año los caudales son inferiores a los 10m 3/seg y el 90 %
inferiores al los 15m3/seg., por lo que redimensionando las secciones del canal
Alcorta –A. Pavón, para un caudal de 10 m 3/seg se podría incorporar un volumen
de 274 hm3 y para 15 m3/seg, 425 Hm3.

Para que sea factible la importación de volúmenes excedentes desde la Picasa,
se requiere la implementación de un sistema operativo que permita discontinuar
los bombeos en periodos en que se produzcan crecidas propias de ambos
arroyos.
1. Referencias
-
Giacosa R. Evaluación hidrológica e hidráulica del Arroyo del Medio . INA-CRL
2002.
-
Paoli C, Cacik P ,Morresi M. Consistencia en la determinación de crecidas de
dise;o por transformación lluvia-caudal y análisis de frecuencia. XVIII Congreso
Latinoamericano de Hidráulica. Mejico 1998
-
SSRH Estadísticas hidrológicas 2002
-
ARHYMO. INCYTH-CRA. Modelo de simulación hidrológica
GRAFICOS Y TABLAS Y PLANOS
FOTOGRAFIAS