Subido por Viktor Duenas

002 MEH TIOYACU

Anuncio
ESTUDIO HIDROLÓGICO
Captación Tioyacu
Canal Tioyacu
PERFIL DE INVERSIÓN PÚBLICA
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA
RIEGO DEL CANAL TIOYACU-LA UNION EN EL
DISTRITO DE MOYOBAMBA – PROVINCIA DE
MOYOBAMBA – DEPARTAMENTO DE SAN MARTÍN”
PROYECTO ESPECIAL ALTO MAYO
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS Y PROYECTOS
2,021
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
RESUMEN EJECUTIVO
A. NOMBRE DEL PROYECTO.
MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO DEL CANAL TIOYACU –
LA UNION EN EL DISTRITO DE MOYOBAMBA – PROVINCIA DE MOYOBAMBA –
DEPARTAMENTO DE SAN MARTÍN.
B. DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO.
El presente estudio tiene como objetivo determinar la cantidad del recurso hídrico que
se genera en la fuente hídrica disponible para el proyecto, Microcuenca aportante
quebrada Tioyacu (captación por gravedad). También se calculará la demanda hídrica
de los cultivos propuestos en la cedula del proyecto, y finalmente el balance hídrico del
sistema de riego en la situación final o con Proyecto. La información que se utilizó para
el presente proyecto proviene del SENAMHI, topografía de la zona del proyecto, así
como fuentes de información alterna como los satélites ASTER y ALOS.
El estudio presentado presenta un año promedio de generación de caudales medios
mensuales al nivel de la captación proyectada, los cuales son comparados con los
caudales de demanda en la situación con proyecto. El déficit o brecha será finalmente
la que será cubierta por el volumen captado por la captación a mejorar. La
disponibilidad de agua, los coeficientes utilizados y las metodologías de cálculo se
hicieron de acuerdo a lo establecido por la ANA.
C. OBJETIVOS.
OBJETIVO GENERAL.
Evaluar el potencial hídrico de las cuencas involucradas para el proyecto en mención.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
-
Delimitación, análisis morfológico y fisiográfico de las cuencas en estudio.
Tratamiento y regionalización de la información hidrometeorológica.
Generación y análisis de caudales medios en el área de estudio.
Determinación del caudal máximo para diferentes periodos de retorno.
Determinación del balance hídrico.
Estimación del caudal ecológico.
D. METAS.
Mediante la ejecución del siguiente proyecto se pretende atender las siguientes
hectáreas agrícolas.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
1
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
CULT IVOS EN LIMPIO
2,042.11 Ha
PRIMERA CAMPAÑA
2,042.11 Ha
SEGUNDA CAMPAÑA
1,025.00 Ha
TOTAL ANUAL
3,067.11 Ha
Fuente: Elaboración propia.
E. UBICACIÓN:
Región
: San Martín.
Departamento
: San Martín.
Provincia
: Moyobamba.
Distrito
: Moyobamba.
Para fines de administración de los recursos hídricos, el Proyecto se encuentra dentro
del ámbito de la Autoridad Local de Agua Alto Mayo, que pertenece a la Autoridad
Administrativa del Agua Huallaga, ambos son órganos desconcentrados de la Autoridad
Nacional del Agua (ANA).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
2
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Area del proyecto
Fuente: ANA Perú.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
3
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
F. CLIMATOLOGÍA.
La microcuenca aportante de la quebrada Tioyacu cuenta con una precipitación media
anual de 1441.1 mm; la temperatura media fluctúa desde los 17.9ºC en julio hasta
19.4ºC en mayo, con una media anual de 18.6ºC; la humedad relativa fluctúa desde los
78.5% en agosto hasta 84.3% en febrero y marzo, con una media anual de 82.3%. El
detalle de los parámetros climatológicos y meteorológicos son los registrados en las
estaciones climatológicas del SENAMHI Naranjillo, Moyobamba y Rioja.
Cuadro: Parámetros meteorológicos y climatológicos.
TEMPERATURA MEDIA
ESTACION
METEREOLOGICA
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
T.media
CO - MOYOBAM BA
879.0
23.4
23.3
23.3
23.6
23.6
23.3
23.1
23.2
23.6
23.9
24.0
23.7
23.5
CO - RIOJA
823.0
28.3
28.2
27.9
27.9
27.7
27.9
27.7
28.0
28.6
29.1
28.4
28.0
28.1
CO -NARANJILLO
880.0
23.4
23.3
23.4
23.7
23.6
23.2
22.7
23.0
23.4
23.9
24.0
23.8
23.4
Fuente: SENAMHI.
TEMPERATURA MINIMA ABSOLUTA MENSUAL
ESTACION
METEREOLOGICA
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
T.mín
CO - MOYOBAM BA
879.0
17.0
15.5
16.0
16.5
16.4
16.4
16.5
16.3
16.9
17.1
17.1
16.9
15.5
CO - RIOJA
823.0
17.6
17.5
18.1
18.2
17.7
16.5
15.2
15.2
16.3
17.3
17.9
18.0
15.2
CO -NARANJILLO
880.0
18.1
17.8
17.9
18.0
17.0
15.9
16.2
16.2
16.9
16.9
16.4
17.4
15.9
SET
OCT
NOV
DIC
Fuente: SENAMHI.
TEMPERATURA MAXIMA ABSOLUTA MENSUAL
ESTACION
METEREOLOGICA
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
CO - MOYOBAM BA
879.0
30.0
30.3
30.9
29.9
30.6
31.6
32.6
31.2
30.8
31.2
31.1
31.0
CO - RIOJA
823.0
30.0
29.8
30.4
35.0
29.5
38.0
36.6
32.1
31.7
30.7
31.5
31.3
CO -NARANJILLO
880.0
30.1
29.1
29.3
29.6
29.3
30.1
29.5
29.9
29.9
30.0
30.3
29.6
T.máx
32.6
38.0
30.3
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
4
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO METEREOLOGICO
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
TIPO:
LATITUD:
LONGITUD:
ALTITUD:
NARANJILLO
000219
CO
DEPARTAMENTO:
PROVINCIA:
DISTRITO:
5º 48' 34.7''
77º 23' 33.5''
880.0 msnm
SAN MARTIN
RIOJA
AWAJUN
HUMEDAD RELATIVA (%)
AÑO
ENE
1997
83.8
1998
85.5
1999
86.8
2000
84.7
2001
85.0
2002
78.8
2003
80.7
81.5
2004
2005
81.8
2006
85.1
2007
88.0
No. DATOS
11.0
MEDIA
83.8
D.S
2.8
C.V
0.0
MINIMA
78.8
MAXIMA
88.0
Fuente: SENAMHI.
FEB
84.3
85.5
85.7
86.6
87.9
79.3
78.7
82.7
84.9
87.4
84.9
11.0
84.3
3.0
0.0
78.7
87.9
MAR
84.3
85.3
85.2
86.9
86.8
78.6
76.9
86.6
84.6
86.2
86.3
11.0
84.3
3.4
0.0
76.9
86.9
ABR
84.0
85.4
85.6
86.7
85.4
79.6
76.5
84.9
85.9
85.0
85.4
11.0
84.0
3.1
0.0
76.5
86.7
MAY
83.1
83.8
85.0
85.3
85.4
81.9
76.8
83.4
84.1
81.6
83.0
11.0
83.0
2.4
0.0
76.8
85.4
JUN
82.6
82.3
84.6
84.7
83.7
78.8
79.9
84.6
83.3
82.0
80.8
11.0
82.5
2.0
0.0
78.8
84.7
JUL
81.2
77.2
82.5
83.9
83.2
81.7
73.5
84.4
80.5
81.0
82.3
11.0
81.0
3.2
0.0
73.5
84.4
AGO
82.6
78.6
79.0
82.2
72.2
77.5
75.3
80.8
79.5
79.9
76.1
11.0
78.5
3.1
0.0
72.2
82.6
1
SET
79.9
79.5
80.7
83.7
73.8
76.7
75.8
81.8
80.7
80.4
81.3
11.0
79.5
2.9
0.0
73.8
83.7
OCT
80.7
82.8
80.9
82.0
75.0
79.4
76.6
82.2
83.1
83.3
82.6
11.0
80.8
2.8
0.0
75.0
83.3
NOV
84.4
82.5
83.2
77.6
77.0
79.2
82.8
83.3
81.7
83.6
81.5
11.0
81.5
2.5
0.0
77.0
84.4
DIC
84.9
80.5
84.3
84.3
83.7
81.0
84.9
84.0
84.8
84.3
83.7
11.0
83.7
1.5
0.0
80.5
84.9
MEDIA
83.0
82.4
83.6
84.0
81.6
79.4
78.2
83.4
82.9
83.3
83.0
11.0
82.3
2.7
0.03
72.2
88.0
REGISTRO METEREOLOGICO
ESTACIÓN:
NARANJILLO
CÓDIGO:
000219
LONGITUD:
TIPO:
CO
ALTITUD:
AÑO
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
No. DATOS
MEDIA
D.S
C.V
MINIMA
MAXIMA
LATITUD:
ENE
FEB
MAR
108.3
108.3
108.3
75.3
141.0
159.7
86.2
79.4
8.0
108.3
29.6
0.3
75.3
159.7
73.2
94.3
73.2
91.0
30.4
97.7
71.5
87.4
81.5
94.3
113.4
107.3
66.6
96.7
75.5
85.7
8.0
8.0
73.2
94.3
22.6
6.7
0.3
0.1
30.4
85.7
113.4
107.3
5º 48' 34.7''
77º 23' 33.5''
880.0 msnm
DEPARTAMENTO:
SAN MARTIN
PROVINCIA:
RIOJA
DISTRITO:
AWAJUN
ABR
HORAS DE SOL (Hr)
MAY JUN JUL AGO
SET
OCT
NOV
DIC
126.5
111.1
112.3
125.9
144.6
149.8
137.7
104.0
8.0
126.5
16.7
0.1
104.0
149.8
139.8
138.4
113.0
132.9
139.8
154.0
160.9
139.8
8.0
139.8
14.2
0.1
113.0
160.9
121.5
152.0
169.7
156.1
122.1
166.3
185.5
152.7
8.0
153.2
22.3
0.1
121.5
185.5
169.5
157.0
137.8
174.0
170.1
143.6
157.6
146.7
8.0
157.0
13.5
0.1
137.8
174.0
150.9
141.7
104.7
148.9
150.7
137.6
157.3
141.7
8.0
141.7
16.2
0.1
104.7
157.3
111.2
107.8
84.1
112.2
133.2
91.7
114.1
107.8
8.0
107.8
14.8
0.1
84.1
133.2
151.6
122.8
114.1
144.5
123.6
183.4
179.9
193.1
8.0
151.6
30.7
0.2
114.1
193.1
95.8
171.8
97.2
187.4
173.1
220.2
167.2
164.2
8.0
159.6
42.8
0.3
95.8
220.2
167.4
203.1
165.8
209.9
199.0
202.2
174.9
200.3
8.0
190.3
17.8
0.1
165.8
209.9
MEDIA
125.8
131.5
111.3
135.5
139.4
152.4
140.4
132.6
8.0
133.6
12.0
0.1
111.3
152.4
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
5
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO HIDROMETEREOLOGICO
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
TIPO:
AÑO
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
LATITUD:
LONGITUD:
ALTITUD:
NARANJILLO
000219
CO
ENE
177.8
142.6
64.9
113.8
83.5
61.4
175.8
86.7
39.7
173.6
97.9
95.2
52.3
171.8
157.4
82.6
90.6
81.2
123.1
261.5
222.1
112.8
191.5
98.8
120.6
77.0
157.6
219.9
71.5
117.9
59.3
153.3
236.3
245.8
189.3
FEB
142.1
291.1
170.1
163.5
97.0
78.2
228.5
75.6
43.7
63.7
218.7
108.4
149.0
238.3
159.0
131.8
195.3
319.2
118.7
155.8
200.6
189.6
181.1
169.4
89.1
179.5
268.4
101.0
332.4
141.2
179.2
66.5
246.8
110.8
124.4
MAR
222.6
182.8
155.4
173.6
63.9
156.7
177.3
58.0
158.2
105.2
224.6
177.9
94.9
339.2
164.2
166.0
223.1
109.9
111.2
167.1
158.5
148.8
191.5
263.8
168.5
114.2
148.5
190.9
214.1
182.4
184.3
187.6
227.2
270.0
335.6
DEPARTAMENTO:
PROVINCIA:
DISTRITO:
5º 48' 34.7''
77º 23' 33.5''
880.0 msnm
PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm)
ABR MAY JUN JUL AGO SET
35.3
188.8
142.3
171.9
104.2
143.2
117.5
77.7
136.7
98.1
55.3
162.2
148.8
137.9
211.3
258.8
95.4
122.1
219.2
113.2
244.1
137.7
182.4
147.4
172.6
215.1
80.3
157.1
276.2
240.3
181.2
125.3
230.9
88.2
139.2
120.3
162.5
113.0
50.3
77.3
105.1
65.1
44.4
39.8
91.4
51.4
64.5
71.5
118.1
73.0
57.2
69.2
72.8
159.8
188.9
94.6
179.4
161.0
114.2
129.5
160.4
44.9
141.5
118.4
102.1
148.5
144.6
94.4
215.1
124.8
42.3
64.6
77.0
11.0
135.2
109.4
46.5
22.1
111.1
117.1
46.3
35.1
56.2
67.5
91.1
97.4
37.2
59.6
49.8
152.3
135.6
56.8
10.7
128.3
73.7
81.7
37.0
32.0
146.9
109.7
39.3
89.3
66.3
101.2
136.6
46.1
48.1
58.0
9.0
27.6
68.3
55.0
62.0
60.2
72.9
35.6
89.9
74.3
30.6
107.1
33.3
10.0
17.3
13.2
42.5
78.0
83.6
132.5
19.4
69.2
51.7
51.8
69.0
152.9
49.6
127.4
117.2
28.7
79.1
78.3
94.0
105.9
35.0
43.3
113.7
71.5
82.8
41.2
91.9
126.3
95.1
43.1
59.6
82.1
26.6
13.5
120.1
46.6
154.9
74.5
39.5
36.8
51.5
52.9
56.3
35.1
65.3
130.4
87.5
85.3
49.0
86.5
93.4
145.5
104.5
87.8
57.1
72.0
37.3
204.9
43.8
90.4
85.2
103.3
105.8
95.3
76.8
31.6
98.1
57.5
147.0
81.4
140.3
35.4
60.9
158.3
108.2
128.9
168.3
56.3
87.2
82.2
151.2
119.1
125.2
103.6
93.1
94.0
145.6
69.4
OCT
160.2
182.3
88.3
123.5
99.0
77.6
64.3
81.9
119.5
47.6
112.3
79.2
65.3
135.7
204.1
69.5
234.7
142.1
184.3
146.9
79.1
168.0
198.5
59.3
171.2
98.0
182.2
271.2
291.3
94.9
125.7
204.4
136.2
229.6
140.4
NOV
228.1
241.1
156.6
45.0
56.5
110.8
104.3
114.9
73.2
38.5
131.1
67.4
70.3
110.6
255.1
216.3
124.0
170.3
69.1
78.2
74.7
104.9
110.0
210.1
194.0
259.5
162.6
342.6
167.4
154.6
136.0
126.6
157.4
114.0
244.4
SAN MARTIN
RIOJA
AWAJUN
DIC
196.8
193.4
93.3
103.1
43.0
153.9
103.4
85.0
68.5
13.8
98.8
74.6
125.3
82.9
165.6
199.8
162.2
76.0
99.3
140.1
201.2
197.3
138.5
207.8
139.3
126.9
196.9
126.1
59.5
70.5
152.2
302.1
183.3
118.8
245.4
ANUAL
1,553.4
1,860.3
1,225.9
1,045.3
1,105.8
1,179.9
1,310.9
834.7
1,045.8
1,054.0
1,262.4
1,074.3
999.1
1,612.8
1,672.0
1,473.2
1,443.2
1,357.4
1,338.0
1,581.9
1,686.3
1,523.9
1,678.1
1,639.7
1,440.3
1,486.3
1,477.7
1,932.9
2,037.2
1,473.7
1,485.7
1,696.5
1,794.9
1,863.7
1,932.3
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
6
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO HIDROMETEREOLOGICO COMPLETADO
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
MOYOBAMBA
003304
LATITUD:
LONGITUD:
TIPO:
CO
ALTITUD:
06º 02' 41.3''
76º 58' 5.6''
879.0 msnm
DEPARTAMENTO:
PROVINCIA:
SAN MARTIN
MOYOBAMBA
DISTRITO:
MOYOBAMBA
PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm)
AÑO
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
ENE
135.0
95.8
41.4
65.9
63.3
62.6
55.5
215.5
129.7
161.7
139.6
115.4
80.4
96.1
153.1
97.9
119.9
84.4
136.7
195.4
154.3
79.5
106.0
188.6
54.2
77.6
136.5
139.6
96.5
111.0
92.7
122.1
148.0
151.0
133.4
FEB
140.6
148.6
26.9
55.0
75.2
108.5
201.2
184.1
192.4
173.9
212.8
214.2
116.6
218.5
153.4
79.8
193.8
280.9
83.4
254.8
185.4
156.3
138.9
113.8
96.2
235.7
192.6
50.8
219.1
145.1
159.8
116.2
186.0
133.3
138.6
MAR
171.9
160.1
120.4
40.3
80.3
163.1
133.6
96.8
146.4
183.0
152.1
275.0
249.2
357.4
163.8
207.2
134.8
86.9
110.9
171.9
151.8
266.5
167.5
142.9
125.0
88.7
166.6
171.1
186.0
169.4
170.4
172.1
192.8
215.3
249.7
ABR
77.7
45.5
40.2
23.2
45.8
107.5
152.4
140.6
135.9
142.1
106.4
149.3
128.5
156.9
284.6
59.8
114.5
102.6
133.9
81.9
161.9
164.2
181.4
43.8
89.7
159.7
70.9
147.6
146.1
137.8
124.2
111.3
135.7
102.8
114.5
MAY
35.3
39.3
37.7
20.9
50.6
93.6
111.5
34.1
58.9
112.1
92.6
145.1
25.3
89.8
49.3
42.5
58.3
100.8
166.0
176.9
58.0
114.3
87.3
224.3
110.9
71.4
34.2
110.5
92.5
84.6
106.9
105.0
80.9
138.9
95.5
JUN
51.9
35.1
79.4
17.2
54.8
18.5
15.5
29.1
6.7
58.3
93.1
97.5
23.9
63.9
82.1
82.2
42.8
47.3
42.1
85.2
40.8
52.3
29.7
115.4
38.8
52.4
31.1
16.1
68.9
59.7
42.3
54.7
49.0
57.6
66.3
JUL
22.1
19.9
57.9
32.2
10.1
89.9
95.9
92.6
21.7
16.5
70.7
20.0
91.3
39.7
72.6
50.5
11.5
30.4
47.9
55.9
65.7
56.0
123.6
32.5
69.9
47.3
43.4
33.9
103.7
48.3
90.0
84.5
37.1
64.1
63.7
AGO
50.5
24.4
47.4
16.5
27.8
113.9
126.0
58.8
132.5
36.9
73.8
86.1
137.0
59.7
52.0
37.9
99.7
72.8
48.5
73.9
95.6
112.6
24.3
64.9
38.6
20.5
103.6
109.6
70.9
70.7
67.6
70.8
71.5
76.0
72.4
SET
36.6
21.4
35.4
66.7
19.5
116.8
69.9
139.7
95.0
109.4
93.1
63.8
92.5
124.9
90.4
129.3
70.8
126.4
76.3
44.3
134.2
120.4
24.8
92.1
103.0
66.6
98.7
123.5
87.9
88.5
86.2
85.0
85.1
90.8
82.4
OCT
146.8
45.8
56.1
99.7
77.7
105.5
41.4
205.7
155.5
251.6
150.9
77.4
95.2
130.4
151.4
70.9
197.5
86.5
182.5
189.8
111.3
232.6
60.4
117.9
109.6
150.0
150.9
140.1
156.7
122.0
127.5
141.3
129.3
145.8
130.1
NOV
108.1
30.6
82.6
100.1
123.7
63.7
147.9
200.3
127.4
165.2
254.9
120.0
130.9
153.5
177.6
139.9
141.9
151.3
57.2
166.1
44.1
78.3
135.7
71.1
209.9
193.2
102.8
145.3
131.5
130.5
129.1
128.4
130.8
127.4
137.6
DIC
102.1
64.8
53.7
155.5
112.1
72.7
118.1
73.7
84.7
7.5
133.4
48.7
144.1
158.1
186.5
204.5
178.4
159.2
92.8
107.7
234.4
184.1
107.1
227.9
97.9
154.3
188.5
125.9
83.0
90.1
142.7
239.4
162.8
121.2
202.9
ANUAL
1,078.6
731.3
679.1
693.2
740.9
1,116.3
1,268.9
1,471.0
1,286.8
1,418.2
1,573.4
1,412.5
1,314.9
1,648.9
1,616.8
1,202.4
1,363.9
1,329.5
1,178.2
1,603.8
1,437.5
1,617.1
1,186.7
1,435.2
1,143.7
1,317.4
1,319.8
1,314.0
1,442.7
1,257.9
1,339.4
1,430.9
1,409.0
1,424.2
1,487.0
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
7
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO HIDROMETEREOLOGICO
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
TIPO:
LATITUD:
LONGITUD:
ALTITUD:
RIOJA
000377
CO
DEPARTAMENTO:
PROVINCIA:
DISTRITO:
06º 02' 50.2''
77º 10' 19.1''
823.0 msnm
SAN MARTIN
RIOJA
RIOJA
PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm)
AÑO
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
ENE
121.6
102.0
99.8
104.7
111.6
105.9
135.7
129.4
126.6
222.8
169.9
63.6
144.3
83.7
112.9
155.1
151.3
123.6
112.1
207.3
149.8
69.5
166.8
141.6
44.9
55.5
94.7
130.8
108.5
120.6
105.3
129.8
151.5
154.0
139.2
FEB
135.5
124.0
148.8
131.2
146.9
138.6
186.4
212.4
171.4
207.0
295.2
189.0
117.8
246.8
219.4
83.3
122.8
349.5
136.6
288.4
194.7
176.1
135.2
113.4
87.6
211.0
260.1
82.1
250.8
166.4
183.1
133.4
213.0
152.9
159.0
MAR
237.5
182.6
184.5
144.4
160.7
203.4
337.5
155.2
290.0
231.3
219.3
234.8
257.2
355.1
162.1
265.1
153.1
227.8
177.3
144.0
91.6
189.3
146.6
304.0
178.0
148.7
236.7
182.6
229.8
215.2
216.1
217.6
235.8
255.5
285.6
ABR
77.5
83.4
105.4
81.6
138.8
151.2
189.4
198.4
151.2
129.0
135.3
252.6
135.5
162.7
226.5
76.9
133.4
98.6
285.4
82.4
131.7
184.6
226.1
127.3
193.9
212.6
83.0
200.1
193.4
182.0
163.2
145.5
179.0
133.7
149.9
MAY
62.2
180.4
170.3
33.8
98.5
114.4
91.6
148.5
54.5
97.2
48.1
203.9
49.4
126.3
90.6
78.0
46.5
150.7
98.0
207.5
137.7
171.3
106.5
112.9
156.8
95.4
60.5
141.7
122.0
112.7
139.1
136.9
108.3
177.1
125.6
JUN
56.5
199.2
113.6
35.4
82.9
75.8
33.9
38.1
36.6
135.9
73.7
154.2
47.6
48.9
93.6
76.2
21.8
16.2
51.9
50.7
29.1
49.9
25.3
123.7
35.3
47.1
60.4
14.5
86.1
75.9
56.6
70.3
64.0
73.6
83.3
JUL
77.2
4.6
69.1
48.8
40.7
64.1
41.4
81.9
13.3
35.0
62.7
46.6
58.6
49.0
99.0
93.5
36.0
5.5
13.6
62.3
86.8
35.6
123.5
33.7
63.5
35.1
59.1
127.6
112.9
53.4
98.2
92.3
41.3
70.4
69.9
AGO
61.4
138.4
30.4
60.1
84.5
69.9
50.5
62.9
61.3
41.9
60.9
47.7
84.5
58.9
24.3
67.5
138.7
69.9
44.6
99.3
77.4
42.3
41.0
64.1
83.6
29.4
128.6
127.9
75.4
74.6
62.1
75.1
77.4
95.5
81.3
SET
30.1
0.0
118.8
59.7
148.4
63.1
233.0
92.5
27.2
77.5
111.8
89.4
75.7
96.3
52.2
107.5
95.1
76.9
49.8
52.4
96.9
127.4
73.7
105.2
94.7
71.5
66.7
228.0
102.9
106.2
94.7
89.2
89.7
117.0
76.6
OCT
40.8
167.0
93.4
148.1
136.4
126.1
134.4
229.0
177.8
159.5
115.2
105.1
100.1
161.6
268.6
46.4
186.8
64.3
188.6
175.3
33.9
225.4
226.4
209.6
182.0
192.5
104.4
238.9
228.6
134.4
149.2
186.9
154.2
199.0
156.2
NOV
205.9
149.4
210.6
124.8
129.2
149.5
241.9
277.0
173.5
96.2
129.3
178.1
156.6
159.0
237.9
117.3
98.7
160.6
71.9
85.0
101.0
157.4
76.6
300.4
174.5
182.7
111.1
236.4
170.7
165.9
158.9
155.4
167.0
150.7
199.6
DIC
132.9
126.6
100.8
133.0
81.9
176.2
243.9
139.6
223.9
39.9
99.4
61.4
104.2
108.7
242.9
250.2
130.9
116.9
71.5
127.7
166.1
304.0
78.4
361.3
197.4
182.3
186.6
152.6
95.9
105.3
174.7
302.2
201.2
146.3
254.0
ANUAL
1,239.1
1,457.6
1,445.5
1,105.6
1,360.4
1,438.1
1,919.6
1,764.9
1,507.3
1,473.2
1,520.8
1,626.4
1,331.5
1,657.0
1,830.0
1,417.0
1,315.1
1,460.5
1,301.3
1,582.3
1,296.7
1,732.8
1,426.1
1,997.2
1,492.2
1,463.8
1,451.9
1,863.1
1,777.0
1,512.6
1,601.5
1,734.7
1,682.4
1,725.8
1,780.3
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
8
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO HIDROMETEREOLOGICO
1
SORITOR
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
CO
TIPO:
1
LATITUD:
06º 08' 37.8''
DEPARTAM.:
SAN MARTIN
LONGITUD:
77º 05' 49.5''
902.0
PROVINCIA:
MOYOBAMBA
SORITOR
ALTITUD:
1
msnm
DISTRITO:
PRECIPITACION MÁXMA EN 24 HORAS (mm)
ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT
AÑO
ENE
FEB
MAR
NOV
DIC
1987
1988
44.0
75.0
49.0
75.0
76.0
90.0
75.0
75.0
15.0
15.0
17.0
5.0
22.0
17.0
17.0
20.0
22.0
17.0
35.0
75.0
79.0
79.0
17.0
25.0
MÁXIMA
79.0
90.0
1989
1990
1991
28.0
32.0
75.0
29.0
81.0
65.0
28.0
82.5
70.0
25.0
87.0
75.0
20.0
75.0
8.0
17.0
23.0
8.0
16.0
17.0
17.0
14.0
35.0
16.0
75.0
25.0
75.0
75.0
45.0
75.0
82.0
45.0
22.5
8.0
75.0
10.0
82.0
87.0
75.0
1992
1993
10.0
11.0
9.4
32.4
4.9
55.6
5.3
14.0
7.5
20.0
6.0
12.0
23.0
11.0
21.0
16.0
19.0
10.0
14.0
21.0
13.7
23.0
20.5
9.0
23.0
55.6
1994
1995
1996
12.0
13.0
18.0
15.0
9.0
25.0
15.0
35.0
27.0
21.0
27.0
36.0
16.0
10.0
15.3
28.0
9.0
5.0
32.6
38.0
8.0
13.0
6.0
40.2
11.0
57.0
34.0
21.0
15.0
34.0
16.0
85.0
18.0
16.0
29.0
45.0
32.6
85.0
45.0
1997
1998
43.0
44.0
50.0
43.0
25.0
25.0
42.0
65.0
44.5
24.5
14.7
37.0
19.0
15.5
23.4
56.0
38.5
21.5
69.1
51.5
25.0
34.4
25.0
16.5
69.1
65.0
1999
2000
2001
28.3
26.3
24.0
83.7
54.4
30.5
30.3
36.2
39.5
18.3
80.2
37.0
49.1
52.7
60.3
41.1
20.2
10.3
22.1
67.2
26.0
20.9
45.8
16.9
28.0
28.7
22.0
62.5
19.2
42.6
51.4
22.0
70.4
33.6
103.0
49.3
83.7
103.0
70.4
2002
2003
23.2
51.6
34.6
42.6
54.7
81.6
88.3
34.8
42.2
39.6
36.4
23.9
35.4
20.1
16.0
25.2
30.7
24.0
42.7
48.5
55.9
89.5
19.3
134.7
88.3
134.7
2004
2005
14.1
23.1
37.6
27.5
26.5
64.4
21.1
45.8
30.1
21.5
14.9
25.2
21.6
21.4
26.6
8.4
31.8
13.8
80.8
34.0
39.4
78.5
72.8
44.3
80.8
78.5
2006
2007
2008
32.5
24.1
23.1
44.8
9.9
39.2
72.2
45.8
37.8
24.0
22.7
15.8
17.5
32.7
32.2
13.7
33.0
22.2
24.3
38.2
19.8
59.0
27.3
10.8
38.3
25.5
23.1
33.5
53.8
54.8
21.0
41.9
102.0
39.0
35.7
74.2
72.2
53.8
102.0
2009
2010
31.2
22.2
41.4
61.8
51.3
21.7
45.2
70.3
18.0
20.8
25.2
11.2
13.4
36.5
42.2
11.9
26.8
28.4
33.3
41.7
27.3
41.3
10.8
38.5
51.3
70.3
2011
2012
2013
36.4
40.1
42.6
45.5
30.1
35.0
26.2
130.6
60.0
10.9
47.7
44.8
19.1
34.9
26.9
25.8
20.2
18.5
17.1
17.8
27.7
32.2
4.2
67.0
15.1
23.2
52.6
30.2
48.8
53.5
45.3
58.4
45.4
84.0
47.4
20.2
84.0
130.6
67.0
2014
2015
25.9
56.4
23.2
27.4
51.4
70.2
74.4
65.0
41.0
21.6
40.8
13.4
27.8
24.4
29.4
33.6
35.0
20.1
61.0
49.8
40.0
56.4
40.2
49.8
74.4
70.2
2016
2017
2018
15.8
45.4
39.6
40.6
70.6
140.8
55.4
88.0
36.8
43.4
24.8
30.0
32.8
36.0
50.8
25.6
32.2
10.0
7.0
6.0
20.6
11.2
28.8
41.0
43.8
30.2
28.0
28.0
57.8
26.8
71.4
65.2
67.6
33.2
40.8
28.0
71.4
88.0
140.8
2019
41.4
40.8
20.0
33.2
72.0
14.2
29.5
24.2
22.8
42.2
39.6
37.8
72.0
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
9
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO HIDROMETEREOLOGICO
1
NARANJILLO
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
CO
TIPO:
1
LATITUD:
05º 48' 34.7''
DEPARTAM.:
SAN MARTIN
LONGITUD:
77º 23' 33.5''
880.0
PROVINCIA:
RIOJA
AWAJUN
ALTITUD:
1
msnm
DISTRITO:
PRECIPITACION MÁXMA EN 24 HORAS (mm)
ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT
AÑO
ENE
FEB
MAR
NOV
DIC
1987
1988
17.0
8.0
12.0
7.0
12.0
19.0
11.0
30.0
8.3
11.0
8.0
22.0
11.0
13.0
10.0
13.0
13.0
15.0
44.0
12.0
18.0
12.0
14.5
17.0
44.0
30.0
1989
1990
1991
70.0
17.0
10.0
13.0
23.0
13.0
12.0
25.0
16.0
17.0
12.0
21.0
13.0
8.6
13.0
15.0
7.5
10.1
16.5
14.0
17.0
20.0
16.0
8.5
16.0
18.0
14.0
7.0
15.0
16.0
9.0
14.0
17.0
4.5
12.0
17.0
70.0
25.0
21.0
1992
1993
10.0
29.0
20.3
48.0
17.0
82.5
21.5
30.5
18.0
27.0
12.0
14.5
28.0
11.5
22.0
41.0
9.8
24.0
19.0
34.0
20.0
15.0
20.0
17.0
28.0
82.5
1994
1995
1996
45.0
12.0
24.0
28.0
30.0
32.0
28.5
30.0
31.5
54.3
69.5
13.5
21.0
19.0
35.0
29.0
20.8
9.9
22.0
14.5
7.0
9.0
5.0
31.0
25.0
26.0
17.0
60.0
34.0
68.0
82.0
68.5
40.0
26.0
37.0
33.0
82.0
69.5
68.0
1997
1998
15.0
21.4
61.0
33.6
18.0
42.6
30.3
68.5
24.2
49.3
14.6
15.4
11.1
6.0
20.7
32.8
40.5
11.0
47.5
41.6
41.7
15.6
31.2
31.2
61.0
68.5
1999
2000
2001
40.0
39.0
23.8
50.7
36.0
41.4
37.0
27.5
53.1
22.5
35.8
23.5
46.4
11.3
67.4
24.5
31.6
23.7
13.8
12.6
17.0
34.7
16.8
14.8
15.1
20.5
42.8
26.8
26.3
59.8
11.5
16.9
51.4
25.5
32.5
2002
2003
32.8
24.8
37.5
36.9
83.5
36.5
44.0
33.3
33.2
36.4
5.5
19.6
19.4
10.5
26.5
15.2
35.4
77.7
55.3
46.6
47.7
33.3
37.2
29.8
37.7
50.7
39.0
67.4
2004
2005
19.7
38.9
35.5
25.5
34.3
29.5
29.6
68.5
38.1
40.8
25.7
26.1
13.7
19.6
24.3
11.7
11.7
24.0
24.2
19.5
40.4
61.3
18.6
36.7
40.4
68.5
2006
2007
2008
39.3
45.2
20.5
47.4
18.7
72.6
33.4
25.9
38.2
12.0
63.4
134.8
8.3
30.8
22.8
18.3
9.5
68.2
15.0
21.2
82.3
14.0
47.7
24.8
39.2
37.4
29.5
31.5
101.2
45.6
39.3
71.1
41.6
24.4
42.6
18.8
47.4
101.2
134.8
2009
2010
29.6
9.3
21.5
85.4
60.3
28.1
81.5
40.9
23.7
33.7
32.8
8.2
17.0
32.6
22.6
18.0
22.7
40.4
24.1
22.8
35.9
29.3
12.8
64.2
81.5
85.4
2011
2012
2013
29.5
38.8
40.7
20.8
45.0
29.6
25.3
65.0
71.2
35.5
66.4
30.8
49.1
41.5
45.5
27.8
16.5
34.2
60.9
7.5
31.4
38.9
22.5
49.8
23.0
32.2
60.0
70.5
29.9
44.3
20.8
34.4
34.0
44.8
47.8
23.5
70.5
66.4
71.2
2014
2015
40.2
94.5
21.4
81.8
41.4
45.5
30.5
45.1
38.6
22.6
38.4
25.2
26.2
19.6
27.7
31.0
33.0
17.7
57.5
67.0
57.2
20.7
76.2
22.2
76.2
94.5
2016
2017
2018
30.5
44.7
66.2
24.4
90.5
55.0
46.3
58.8
39.5
80.6
20.4
160.0
27.8
25.0
9.8
36.6
31.0
14.7
8.1
28.5
53.8
29.6
14.0
81.5
46.2
9.3
91.8
41.2
85.4
51.9
56.1
36.7
41.9
12.4
60.1
91.8
90.5
160.0
2019
21.6
30.0
16.8
27.5
22.8
36.2
8.5
16.4
49.2
55.2
52.7
55.2
47.9
52.4
MÁXIMA
83.5
77.7
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
10
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGISTRO HIDROMETEREOLOGICO
1
RIOJA
ESTACIÓN:
CÓDIGO:
CO
TIPO:
1
LATITUD:
06º 02' 50.2''
DEPARTAM.:
SAN MARTIN
LONGITUD:
77º 10' 19.1''
823.0
PROVINCIA:
RIOJA
RIOJA
ALTITUD:
1
msnm
DISTRITO:
PRECIPITACION MÁXMA EN 24 HORAS (mm)
ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT
AÑO
ENE
FEB
MAR
NOV
DIC
1987
1988
30.0
60.5
39.2
20.5
36.4
75.6
85.7
60.0
40.3
11.2
20.6
20.0
30.0
6.0
28.7
21.5
24.1
14.0
53.5
30.5
73.8
100.1
27.0
53.5
MÁXIMA
85.7
100.1
1989
1990
1991
44.0
28.8
13.2
41.2
100.0
60.0
57.0
76.7
59.0
39.8
32.2
69.0
25.7
15.1
60.0
29.5
15.5
66.5
9.5
27.5
10.5
19.0
33.4
26.6
32.7
43.0
34.5
40.5
20.1
27.2
23.0
21.5
32.2
16.0
25.5
25.2
57.0
100.0
69.0
1992
1993
30.3
21.5
36.3
49.5
61.2
53.7
40.5
35.1
13.0
44.0
12.7
13.6
28.2
15.5
18.5
11.9
27.6
37.0
53.4
29.5
33.5
52.0
31.3
23.0
61.2
53.7
1994
1995
1996
17.7
59.1
32.8
36.5
37.0
16.5
58.6
74.8
22.0
36.7
29.5
37.2
50.5
40.0
22.3
26.0
21.3
9.9
25.6
35.2
17.6
8.4
13.8
29.2
22.7
29.3
30.3
98.5
14.5
36.1
66.3
27.0
18.0
43.7
46.3
30.2
98.5
74.8
37.2
1997
1998
43.6
23.7
70.3
29.5
78.0
72.4
52.2
86.5
30.8
30.3
9.0
16.1
3.6
6.8
15.3
21.0
27.2
13.1
25.7
70.6
37.5
43.2
43.4
18.1
78.0
86.5
1999
2000
2001
54.0
34.0
13.9
45.8
34.5
40.2
31.1
28.2
50.0
13.2
32.1
38.6
48.5
35.1
66.2
14.1
4.8
13.5
22.1
26.6
11.4
33.0
18.3
23.3
12.0
35.9
38.2
63.6
9.0
70.5
22.0
17.9
40.2
22.1
45.0
71.3
63.6
45.0
71.3
2002
2003
50.9
33.8
22.2
24.8
27.8
119.4
55.2
33.9
31.2
27.6
7.9
21.5
22.5
12.7
22.2
20.6
29.8
34.6
77.5
65.2
21.5
82.4
18.2
111.5
77.5
119.4
2004
2005
11.8
34.8
16.7
55.4
50.2
38.7
60.8
43.5
35.2
17.6
6.0
13.7
8.7
19.8
47.2
12.3
32.4
11.7
55.3
43.2
35.4
41.3
47.6
72.3
60.8
72.3
2006
2007
2008
10.9
22.7
26.5
84.3
23.0
23.5
37.4
31.2
42.5
19.0
98.6
25.5
21.2
65.1
68.3
22.8
3.7
30.2
26.0
100.0
35.2
40.8
32.7
17.8
13.4
54.3
22.1
13.2
43.8
47.7
26.3
57.3
36.2
35.3
31.2
22.4
84.3
100.0
68.3
2009
2010
29.9
14.8
24.7
38.6
52.0
28.7
54.3
90.2
25.9
21.6
15.3
9.5
7.5
40.3
31.5
5.3
29.3
21.7
13.9
21.4
20.5
35.3
38.2
48.6
54.3
90.2
2011
2012
2013
40.8
49.2
54.6
11.5
29.6
11.8
15.6
37.2
12.3
99.2
35.3
44.8
39.8
42.3
29.9
34.7
129.5
59.5
47.3
44.4
34.6
26.7
20.0
18.4
17.7
27.5
4.2
66.5
23.0
52.2
48.4
53.1
57.9
45.0
47.0
20.0
99.2
129.5
66.5
2014
2015
25.7
55.9
23.0
27.2
51.0
69.6
73.8
64.5
40.7
21.4
40.5
13.3
27.6
24.2
29.2
33.3
34.7
19.9
60.5
49.4
39.7
55.9
39.9
49.4
73.8
69.6
2016
2017
2018
15.7
40.4
25.7
40.3
152.4
55.2
55.0
43.1
24.1
43.0
43.1
70.5
32.5
44.9
31.6
25.4
14.8
25.8
6.9
18.6
22.3
11.1
26.6
26.2
43.4
24.2
28.5
27.8
28.4
44.7
70.8
18.8
35.6
32.9
14.8
18.7
70.8
152.4
70.5
2019
34.2
69.2
24.2
26.7
28.1
25.2
30.6
23.2
17.2
26.1
48.6
32.5
69.2
Fuente: SENAMHI.
G. GENERACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS.
Para generar los caudales máximos en la quebrada Tioyacu se han analizado los datos
de precipitaciones máximas en 24 horas de las estaciones climatológicas CO-Soritor,
CO-Moyobamba y CO-Rioja, por ser envolventes a la zona del proyecto, para la
estimación de las avenidas de diseño, mediante el Modelo Determinístico Precipitación
- Escorrentía del SCSUS.
Se realizó el análisis a nivel de las captaciones proyectadas, teniendo como resultados,
las descargas máximas para:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
11
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuenca ap ortante
Q d a. T ioy acu
TR
Q (mcs)
10
51.6
20
73.5
50
108.8
100
500
138.0
212.9
Fuente: Elaboración propia.
Para el dimensionamiento de la estructura de captación por gravedad desde la
quebrada Tioyacu, se utilizará el caudal de máxima avenida con un periodo de retorno
de 100 años.
H. DISPONIBILIDAD HÍDRICA.
Para poder determinar la disponibilidad hídrica mensual en la fuente quebrada Tioyacu,
al no contar con datos de descargas, estos se han generado mediante el modelo
estocástico auto regresivo (Markoviano de orden 1), a nivel de la captación proyectada.
Se realiza un análisis de persistencia para poder determinar el cálculo de la
disponibilidad hídrica, utilizando el método de Weibul, los cuales han sido generados a
partir de la precipitación de las estaciones meteorológicas próximas del SENAMHI y
envolventes al sector de interés: CO-Naranjillo, CO-Moyobamba y CO-Rioja.
De acuerdo al presente estudio se cuenta con una masa hídrica disponible como se
observa en los siguientes cuadros:
Cuadro: Caudales generados, medios mensuales, a nivel de captación proyectada por
gravedad quebrada Tioyacu
Fuente: Elaboración propia.
Cuadro: Oferta promedio mensual al 75% de persistencia, a nivel de captación proyectada.
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
Q medio (m3/s)
2.521
2.823
3.449
3.326
2.504
2.139
1.794
1.780
1.984
2.565
2.856
2.814
Q 75 (m3/s)
1.797
2.014
2.904
2.718
2.160
1.902
1.485
1.496
1.725
2.100
2.452
2.208
Q ecolog (m3/s)
0.126
0.141
0.172
0.166
0.125
0.107
0.090
0.089
0.099
0.128
0.143
0.141
Q disp (m3/s)
1.671
1.873
2.731
2.551
2.035
1.795
1.396
1.407
1.626
1.972
2.309
2.067
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
12
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Al respecto, existe una Licencia de agua otorgada por bloque, al Bloque de Riego
“Tioyacu”, que pertenece al Comité de Usuarios San Pedro – Progreso – Atumplaya de
la Comisión de Usuarios Tioyacu – La Unión, de la Junta de Usuarios de la Cuenca de
Alto Mayo. La Oferta hídrica asignada desde la quebrada Tioyacu para el Bloque de
Riego Tioyacu es de 35’640,056 m3 (R.D. Nº642-2016-ANA/AAA-HUALLAGA), sin
embargo, esta información quedara como referencial.
Cuadro: Caudales asignados al Bloque de riego “Tioyacu”, de la quebrada Tioyacu
ENE
Caudal asignado al Bloque de
Riego Tioyacu - La Union (m3)
Caudal asignado al Bloque de
Riego Tioyacu - La Union (m3/s)
I.
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
NOV
DIC
3,156,143.00 3,605,223.00 3,958,993.00 3,714,898.00 2,753,093.00 2,066,628.00 1,761,719.00 2,034,753.00 2,576,208.00 3,464,931.00 3,378,324.00 3,169,144.00
1.18
1.49
1.48
1.43
1.03
0.80
0.66
0.76
0.99
1.29
1.30
DEMANDA HÍDRICA:
La demanda de uso agrícola para el proyecto y otros usos, se puede observar en el
siguiente cuadro:
Fuente: Elaboración propia.
J. BALANCE HÍDRICO:
Para el Sistema de Riego proyectado, el balance hídrico se ha efectuado teniendo en
cuenta la data hidrometeorológica de las estaciones mencionadas anteriormente,
regionalizadas para la zona de cultivos y para ambas alternativas.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
13
1.18
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro: Balance hídrico mensual y anual
Fuente: Elaboración propia.
En este cuadro se puede observar que la cedula de cultivos proyectada presenta un
déficit hídrico neto de 0.00 MMC anuales Con Proyecto, asumiendo una eficiencia del
sistema de riego de 32.4% (Riego por superficie). Por otro lado, se observa que la
disponibilidad hídrica de la microcuenca Tioyacu es de 61,565.13 MMC anuales, por lo
que se asegura la cobertura hídrica de los cultivos existentes considerando un riego
total y simultaneo en todas las parcelas a la vez en toda la Comisión de Regantes
Tioyacu.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
14
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Contenido
1
GENERALIDADES
19
1.1
INTRODUCCIÓN.
19
1.2
UBICACIÓN Y ACCESOS.
21
1.2.1
UBICACIÓN DEL PROYECTO.
21
1.2.2
UBICACIÓN POLITICA.
21
1.2.3
UBICACIÓN GEOGRÁFICA.
21
1.2.4
ACCESOS AL PROYECTO.
22
1.3
MARCO LEGAL.
23
1.4
OBJETIVOS DEL ESTUDIO.
24
1.4.1
OBJETIVO GENERAL.
24
1.4.2
OBJETIVO ESPECIFICOS.
24
1.5
JUSTIFICACIÓN.
24
1.6
METODOLOGÍA DEL ESTUDIO.
26
1.6.1
TRABAJOS DE CAMPO.
26
1.6.2
TRABAJOS DE GABINETE.
26
1.7
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁREA DE ESTUDIO.
27
1.7.1
TOPOGRAFÍA.
27
1.7.2
FISIOGRAFÍA.
27
1.7.2.1
VALLE INTERMONTAÑOSO (VLMFI).
28
1.7.2.2
CIMA DE MONTAÑA FUERTEMENTE INCLINADA (CMAC).
28
1.7.2.3
CIMA DE MONTAÑA MODERADAMENTE INCLINADA (CMAD).
28
1.7.2.4
LADERA DE MONTAÑA MODERADAMENTE EMPINADA (LMAD).
28
1.7.2.5
LADERA DE MONTAÑA EMPINADA (LMAE).
28
1.7.2.6
LADERA DE MONTAÑA MUY EMPINADA (LMAF).
29
1.7.2.7
LADERA DE MONTAÑA EXTREMADAMENTE EMPINADA (LMAG).
29
1.7.3
GEOLOGÍA.
29
1.7.4
ECOLOGÍA: ZONAS DE VIDA.
30
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
15
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO
33
2.1
CARACTERIZACIÓN Y FISIOGRAFÍA DE LAS CUENCAS DE UBICACIÓN DE LAS FUENTES.
33
2.1.1
INTRODUCCIÓN.
33
2.2
UBICACIÓN DE ZONAS PROPENSAS A RIESGOS CLIMATICOS.
33
2.3
DELIMITACIÓN HIDROGRÁFICA DEL ÁREA DE ESTUDIO.
33
2.3.1
INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA.
33
2.3.2
PROCEDIMIENTO DE DELIMITACIÓN.
34
2.4
CARACTERIZACIÓN FISIOGRÁFICA Y MORFOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO.
34
2.4.1
PARÁMETROS DE FORMA.
35
2.4.1.1
ÁREA DE LA CUENCA.
35
2.4.1.2
PERÍMETRO DE LA CUENCA.
36
2.4.1.3
PARÁMETROS ASOCIADOS A LA LONGITUD.
36
2.4.1.4
COEFICIENTE DE COMPACIDAD O ÍNDICE DE GRAVELIUS (KC).
37
2.4.1.5
FACTOR DE FORMA.
37
2.4.1.6
RECTÁNGULO EQUIVALENTE.
38
2.4.1.7
RADIO DE ELONGACIÓN (RE).
38
2.4.1.8
RADIO DE CIRCULARIDAD (RC).
39
2.4.2
PARÁMETROS DE RELIEVE.
39
2.4.2.1
CURVA HIPSOMÉTRICA.
39
2.4.2.2
POLÍGONO DE FRECUENCIAS.
40
2.4.2.3
ALTITUDES REPRESENTATIVAS.
41
2.4.2.4
PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA (SP).
41
2.4.2.5
PERFIL LONGITUDINAL Y PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (SC).
41
2.4.2.6
ÍNDICE DE PENDIENTE DE LA CUENCA (IP).
41
2.4.2.7
ÍNDICE DE PENDIENTE GLOBAL DE LA CUENCA (IG).
42
2.4.2.8
COEFICIENTE DE MASIVIDAD (CM).
42
2.4.2.9
COEFICIENTE OROGRÁFICO (CO).
43
2.4.3
PARÁMETROS DE LA RED DE DRENAJE.
43
2.4.3.1
RÉGIMEN.
43
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
16
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2.4.3.2
LA ESTRUCTURA DE LA RED DE DRENAJE.
43
2.4.3.3
DENSIDAD DE DRENAJE (DD).
45
2.4.3.4
COEFICIENTE DE ESTABILIDAD DE RÍOS (C).
46
2.4.3.5
COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD (CT).
46
2.4.4
TIEMPO DE CONCENTRACIÓN.
47
2.4.5
RESULTADOS.
48
2.4.5.1
CUENCAS APORTANTES O DE CONTROL.
48
2.4.5.1.1 MICROCUENCA APORTANTE TIOIYACU.
48
3
MODELAMIENTO HIDROLOGICO - CÁLCULO DE LA OFERTA
52
3.1
INTRODUCCIÓN.
52
3.2
VARIABLES CLIMATICAS CONTEXTUALIZADAS
53
3.2.1
HORAS DE SOL
53
3.2.2
TEMPERATURA
54
3.2.3
HUMEDAD RELATIVA
55
3.2.4
EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL
56
3.2.5
PRECIPITACION
59
3.2.5.1
ANALISIS DE LOS DATOS PLUVIOMETRICOS
59
3.3
GENERACION DE CAUDALES
74
3.3.1
CUENCA HIDROGRAFICA
74
3.3.2
SELECCION DEL MODELO HIDROLOGICO PARA LA GENERACIÓN DE CAUDALES MEDIOS
76
3.3.2.1
DETERMINACION DE LA PRECIPITACION EFECTIVA
79
3.3.2.2
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
85
3.3.2.3
DETERMINACION DE LA RETENCION DE LA CUENCA
86
3.3.2.4
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE AGOTAMIENTO
88
3.3.2.5
DETERMINACION DEL GASTO DE RETENCION
89
3.3.2.6
DETERMINACION DEL ABASTECIMIENTO DE RETENCION
90
3.3.2.7
GENERACION DE CAUDALES MENSUALES PARA EL AÑO PROMEDIO
90
3.3.2.8
GENERACION DE CAUDALES MENSUALES PARA PERIODOS EXTENDIDOS
91
3.3.2.9
CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO
93
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
17
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.3.3
ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS
98
3.3.3.1
MICROCUENCA APORTANTE QUEBRADA TIOYACU, CAPTACION PROYECTADA POR GRAVEDAD
98
3.3.3.1.1 TIEMPO DE RETORNO DE LA MAXIMA AVENIDA DEL PROYECTO
98
3.3.3.1.2 TIEMPO DE CONCENTRACION DE LAS AGUAS
100
3.3.3.1.3 CAUDAL MAXIMO DE DISEÑO
100
3.3.4
ANALISIS DE CAUDALES MINIMOS
105
3.3.5
CAUDAL ECOLÓGICO Y CAUDAL DISPONIBLE
107
4
DEMANDA HIDRICA DEL PROYECTO
108
4.1
INTRODUCCIÓN.
108
4.2
DEMANDA AGRÍCOLA
108
4.2.1
CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL
108
4.2.2
CALENDARIO DE SIEMBRA Y CÉDULA DE CULTIVOS
110
4.2.3
COEFICIENTES DE USO CONSUNTIVO (KC).
111
4.2.4
REQUERIMIENTO HÍDRICO DE LOS CULTIVOS.
111
4.2.5
OTRAS DEMANDAS EXISTENTES
116
4.2.6
DEMANDA TOTAL
116
5
BALANCE HIDRICO DEL PROYECTO
117
5.1
GENERALIDADES
117
6
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
122
7
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
124
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
18
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
1
GENERALIDADES
1.1
INTRODUCCIÓN.
La insuficiente disponibilidad del recurso hídrico es causada por la temporalidad de las
precipitaciones, que ocasiona una baja producción y terrenos cultivables en secano o
en riego por gravedad, de esta manera las tierras cultivadas son mínimas o la
producción es limitada, ya que no se cuenta con el recurso hídrico durante todo el año.
La agricultura constituye la principal actividad económica del poblador del distrito de
Moyobamba, en especial de los pobladores de las localidades de La Unión y
Atumplaya. Actualmente estos vienen desarrollando prácticas culturales por gravedad y
por bombeo individual, debido a que no se cuenta con el recurso hídrico suficiente para
el riego. El 100% de los pobladores se dedican a la actividad agrícola, produciendo
principalmente Arroz.
En un análisis superficial de campo, la capacidad de uso mayor de los suelos nos
indica que el clima, la conformación del relieve y la humedad, constituyen factores
favorables para el desarrollo de suelos fértiles. Los suelos en su mayor parte son de
textura media, que ocupa la terraza fluvial del valle del Alto Mayo, y su uso es poco
eficiente debido a las limitadas técnicas de cultivo y a la escasez de agua para riego, lo
cual es una de las limitantes más importantes que afectan la producción. Los cultivos
que se desarrollan se llevan a cabo en los mismos terrenos año tras año, sin
incremento de áreas nuevas. La restitución de nutrientes es escasa principalmente por
el desconocimiento del procesamiento de la materia orgánica y la adición de estas a
sus parcelas. Así mismo se cuenta con una actividad agrícola poco organizada por la
práctica de cultivos de forma tradicional, también se tiene una inadecuada gestión y
organización, debido al poco interés de los pobladores en asumir cargos o ejercerlos de
manera adecuada.
Los bajos ingresos económicos de los productos no cubren los precios en los mercados
(precios bajos), siendo la agricultura y ganadería la fuente principal de trabajo.
Existen problemas de capacitación y asistencia técnica que no les permite tener y
conocer una tecnología de manejo de cultivo.
Asimismo, existe una migración de los pobladores jóvenes a la ciudad para mejorar su
calidad de vida al no encontrar la viabilidad a sus expectativas de trabajo y sus
estudios.
Por otro lado, el agua es un recurso natural potencialmente renovable, vulnerable e
indispensable para la vida, con un alto valor y considerado vital, que forma parte de
todos los seres vivos y necesario para todo tipo de actividades humanas, sin embargo,
a pesar de su importancia el agua es uno de los recursos más deficientemente
utilizados, sin embargo, es muchas veces utilizado como un recurso inagotable.
Se hace necesario, por tanto, establecer las políticas necesarias para conservar tan
importante e indispensable recurso. El agua es considerado patrimonio de la Nación y
su dominio es inalienable e imprescriptible, el uso de agua se otorga y ejerce en
armonía con la protección ambiental. Por ello, el estado peruano bajo el principio de
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
19
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
sostenibilidad, ha generado los lineamientos para el uso racional de agua, dentro del
marco de aprovechamiento sostenible de los recursos naturales, que propone una
gestión integrada y eficiente del mismo.
El Proyecto “Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La
Unión en el distrito de Moyobamba - provincia de Moyobamba – departamento de San
Martín”, es una propuesta de infraestructura de riego primaria que permitirá sostener y
potenciar la capacidad productiva agrícola de la zona, lo que le da el carácter de
proyecto productivo; y es racional porque busca el aprovechamiento eficiente y
económico del recurso agua como objetivo general.
El abastecimiento del proyecto tiene como fuente de agua prevista las disponibilidades
hídricas en la quebrada Tioyacu; el caudal producido y disponible por dicha fuente
suma un volumen total promedio anual de 61.565 HMC respectivamente, al 75% de
persistencia.
El estudio se encuentra estructurado de acuerdo a las directrices y disposiciones de la
Ley N° 29338, Ley de Recursos Hídricos, al Reglamento de la Ley de Recursos
Hídricos aprobado por Decreto Supremo N° 001-2010-AG, que reglamenta el
otorgamiento de la licencia de uso de aguas y la Resolución Jefatural N° 007-2015ANA que aprobó el Procedimiento para el Otorgamiento de Derechos de Uso de Agua,
que contiene los requisitos específicos, plazos y trámites requeridos.
El estudio comprende diferentes fases en su desarrollo, que van desde la recopilación,
revisión y análisis de la información hidrometeorológica disponible, hasta el análisis de
las fuentes de agua, determinación de las demandas y simulación del sistema regulado
proyectado.
Con respecto de la oferta, existe una Licencia de agua otorgada por bloque, al Bloque
de Riego “Tioyacu”, que pertenece al Comité de Usuarios San Pedro – Progreso –
Atumplaya de la Comisión de Usuarios Tioyacu – La Unión, de la Junta de Usuarios de
la Cuenca de Alto Mayo. La Oferta hídrica asignada desde la quebrada Tioyacu para el
Bloque de Riego Tioyacu es de 35’640,056 m3.
Cuadro: Caudales asignados al Bloque de riego “Tioyacu”, de la quebrada Tioyacu
ENE
Caudal asignado al Bloque de
Riego Tioyacu - La Union (m3)
Caudal asignado al Bloque de
Riego Tioyacu - La Union (m3/s)
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
NOV
DIC
3,156,143.00 3,605,223.00 3,958,993.00 3,714,898.00 2,753,093.00 2,066,628.00 1,761,719.00 2,034,753.00 2,576,208.00 3,464,931.00 3,378,324.00 3,169,144.00
1.18
1.49
1.48
1.43
1.03
0.80
0.66
0.76
0.99
1.29
1.30
Fuente: ALA Alto Mayo, Junta de Usuarios de la Cuenca Alto Mayo.
Considerando que la cuenca aportante quebrada Tioyacu carece de información
hidrométrica, se está utilizando datos hidrometeorológicos de estaciones ubicadas
dentro o próximas a la microcuenca en estudio, por lo cual se ha procedido a recopilar y
procesar la información disponible a fin de determinar las disponibilidades hídricas en el
punto de embalse mediante modelos de precipitación - escorrentía.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
20
1.18
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
1.2
UBICACIÓN Y ACCESOS.
1.2.1 UBICACIÓN DEL PROYECTO.
El presente proyecto se encuentra ubicado dentro del distrito de Moyobamba (Área
beneficiada bajo riego e infraestructura), en la provincia de Moyobamba, departamento
de San Martín.
Región
Departamento
Provincia
Distrito
Localidades
:
:
:
:
:
San Martín.
San Martín.
Moyobamba.
Moyobamba.
Atumplaya, La Unión.
1.2.2 UBICACIÓN POLITICA.
El distrito de Moyobamba se ubica en la provincia de Moyobamba, en su zona nor-este,
dentro de la región San Martín. Su capital Moyobamba, se ubica a 875 msnm., a 36 Km
de la zona del proyecto.
1.2.3 UBICACIÓN GEOGRÁFICA.
El distrito de Moyobamba está situado en la zona norte de la provincia de Moyobamba,
a 6° 2'5.09" de Latitud Sur y 76°58'28.70" de Longitud Oeste.
Las áreas bajo riego del proyecto se encuentran a 5°50'47.68" de Latitud Sur y
77°14'16.42" de Longitud Oeste, a una altitud promedio de 820 msnm.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
21
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°1: Ubicación del proyecto.
Zona del proyecto
Fuente: PEAM.
1.2.4 ACCESOS AL PROYECTO.
Entre las redes de vías nacionales se encuentra la carretera Fernando Belaunde Terry,
el cual integra la selva nororiental con el resto del país. El transporte terrestre
provincial, presenta vías de articulación como la siguiente:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
22
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°1: Unidades fisiográficas identificadas en el área de estudio.
DISTANCIA
(KM)
TTIEMPO
TIPO DE
ESTADO
DE VIAJE
VIA
DE VIA
1,490.00
1 hr
Aerea
Tarapoto - Moyobamba
113.00
2 hr
Asfaltada
Bueno
Moyobamba - Proyecto
56.00
1 hr 20 min
Afirmada
Bueno
DESTINO - ORIGEN
Lima - Tarapoto
Fuente: Elaboración Propia.
1.3
MARCO LEGAL.
A continuación, se hace una breve descripción de las principales normas de carácter
general y específico aplicables al presente proyecto, de acuerdo a la legislación vigente
en materia de recursos hídricos y medio ambiente del Perú.
Ley de Recursos Hídricos – Ley Nº 29338, en sus artículos 42° y 43° señalan que los
usos productivos del agua, consisten en la utilización de la misma en procesos de
producción o previos a los mismos y se ejercen mediante derechos de uso de agua
otorgados por la Autoridad Nacional, siendo los usos de agua productivos: agrario,
acuícola, energético, industrial, medicinal, minero, recreativo, turístico y transporte.
Ley de Recursos Hídricos – Ley Nº 29338, en su artículo 64°, precisa que El Estado
reconoce y respeta el derecho de las comunidades campesinas y comunidades nativas
de utilizar las aguas existentes o que discurren por sus tierras, así como sobre las
cuencas de donde nacen dichas aguas, tanto para fines económicos, de transporte, de
supervivencia y culturales, en el marco de lo establecido en la Constitución Política del
Perú, la normativa sobre comunidades y la Ley. El cual es imprescriptible, prevalente y
se ejerce de acuerdo con los usos y costumbres ancestrales de cada comunidad.
Asimismo, ningún artículo de la Ley debe interpretarse de modo que menoscabe los
derechos reconocidos a los pueblos indígenas en el Convenio 169 de la Organización
Internacional de Trabajo.
Decreto Legislativo que crea el Sistema Nacional de Recursos Hídricos – Decreto
Legislativo Nº 1081, establece que las Autoridades Administrativas de Agua, resuelven
en Primera Instancia Administrativa los asuntos de competencia de la Autoridad
Nacional de Aguas. El Tribunal de Resolución de Controversias Hídricas, resuelve en
última instancia administrativa los recursos administrativos que se interpongan contra
las resoluciones que expida las Autoridades Administrativas de Agua. Asimismo,
establece que las Administraciones Técnicas de los distritos de riego, forman parte de
la estructura orgánica de la Autoridad Nacional de Agua. Toda referencia a dicha
administración se entiende como Administración Local de Agua. En este contexto la
norma, señala para los procedimientos que se inicien a partir de entrada en vigencia de
la presente norma y en tanto se implemente las Autoridades Administrativas de Agua y
el Tribunal de Resolución de Controversias Hídricas, las funciones de primera instancia
serán asumidas por las Administración Local de Agua y la segunda instancia por la
jefatura de la Autoridad Nacional de Agua.
Ley General del Ambiente – Ley Nº 28611, establece que toda persona tiene el derecho
irrenunciable a vivir en un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
23
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
desarrollo de la vida, y el deber de contribuir a una efectiva gestión ambiental y de
proteger el ambiente.
Ley de Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental – Ley Nº 27446, crea un
registro único y coordinado de identificación, prevención, supervisión, control y
corrección anticipada de los impactos ambientales negativos derivados de las acciones
humanas expresadas por medio del proyecto de inversión.
Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua – Decreto Supremo Nº 0022008-MINAM, que establecen el nivel de concentración o el grado de elementos,
sustancias, parámetros fisicoquímicos y biológicos presentes en el agua, en su
condición de cuerpo receptor y componente básico de los ecosistemas acuáticos que
no representa riesgo significativo para la salud de las personas ni para el medio
ambiente que los rodea.
1.4
OBJETIVOS DEL ESTUDIO.
1.4.1 OBJETIVO GENERAL.
Evaluar el potencial hídrico de la cuenca de la Qda. Tioyacu, involucrada para el
proyecto “Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión
en el distrito de Moyobamba - provincia de Moyobamba – departamento de San
Martín”.
1.4.2 OBJETIVO ESPECIFICOS.
1.5
Delimitación, análisis morfológico y fisiográfico de la microcuenca en estudio.
Tratamiento y regionalización de la información hidrometeorológica.
Generación y análisis de caudales medios en el área de estudio.
Determinación del caudal máximo para diferentes periodos de retorno.
Estimación del caudal ecológico.
Determinación del balance hídrico.
JUSTIFICACIÓN.
La unidad formuladora y ejecutora del proyecto, es el Proyecto Especial Alto Mayo PEAM, institución que se enmarca dentro de la política del Gobierno Regional de San
Martín con el fin también, de incrementar la producción y productividad agraria en la
región, y contribuir al desarrollo del sector.
En tal sentido siendo el Proyecto Especial Alto Mayo - PEAM, la Unidad Formuladora y
Ejecutora, se garantiza que el estudio se desarrolle con calidad técnica y social que
permita cumplir los objetivos planteados, además la institución cuenta con la capacidad
técnica y logística para ejecutar el presente Proyecto de Inversión (PI), tiene como
respaldo la experiencia de muchos años de haber formulado y ejecutado proyectos de
inversión pública similares al estudio actual.
Por otro lado, para efectos de evaluación y revisión del estudio y del cumplimiento de la
Normatividad vigente del INVIERTE.PE, el órgano técnico que se encarga de coordinar
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
24
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
aspectos técnicos y seguimiento es la oficina de Preinversión de la Dirección de
Estudios y Proyectos del PEAM.
La Comisión de Regantes Tioyacu, tiene personería jurídica, su ámbito de acción es
dentro de las localidades de Atumplaya y La Unión, por lo tanto, será la entidad
responsable de la operación y mantenimiento del sistema de riego cuando este entre
en funcionamiento.
El presente estudio “Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu –
La Unión en el distrito de Moyobamba - provincia de Moyobamba – departamento de
San Martín”, ha sido formulado en el marco de los lineamientos de Política Regional
mencionados y en cumplimiento del compromiso del Gobierno Regional de San Martín
y el PEAM, ejecutar este proyecto, a fin de solucionar los problemas de escasez de
agua para uso agrícola y dinamizar el crecimiento y el desarrollo socioeconómico
sostenido del distrito de Moyobamba, provincia de Moyobamba en la Región San
Martín.
El presente estudio hidrológico se elabora para las cuencas vertientes, de la quebrada
Tioyacu, de las cuales se proyecta captar el agua disponible para el proyecto.
La agricultura es una actividad productiva que representa una importante fuente de
divisas en el Perú, y a su vez es una de las actividades que impulsa el desarrollo de las
poblaciones alrededor del área de influencia donde se desarrollan sus operaciones.
El crecimiento de la agricultura en el país, ha implicado un incremento de las demandas
hídricas, dado que el agua es uno de los componentes más importantes e
indispensables para el desarrollo de la actividad agropecuaria, que dicho sea de paso,
está regulado por diferentes normas nacionales de agricultura, ambientales, recursos
hídricos, sanitarias, etc.; que en los últimos años gracias a su cumplimiento, los
problemas de contaminación han venido en detrimento, así como también al empleo de
nuevas tecnologías. Sin embargo, como resultado del incremento de las demandas
hídricas y la irregular distribución de la disponibilidad hídrica temporal y espacial, su
aprovechamiento es cada vez más difícil tanto en cantidad como en oportunidad (en
algunos casos también en calidad), aspecto que ha configurado nuevos escenarios de
aprovechamiento de las aguas que producen las cuencas, y que en la actualidad
corresponde al abundante agua que existe durante los períodos de avenida y que por
falta de infraestructura hidráulica de almacenamiento y regulación no pueden ser
aprovechados para los diferentes usos productivos, etc.
En efecto, el agua es un recurso natural escaso e indispensable para la vida y
desarrollo de diferentes actividades productivas (agrícola, energética, entre otras), entre
las que se encuentra el desarrollo de la actividad agrícola.
El aprovechamiento del recurso hídrico debe desarrollarse dentro de un contexto social,
económico y ambiental; es decir, que su uso futuro no debe afectar o alterar tanto la
cantidad y calidad de los derechos de uso de agua establecidos, así como los usos
ambientales del agua en la fuente; siendo necesario -tal como indica la legislación de
recursos hídricos del país- contar con el correspondiente estudio hidrológico y plan de
aprovechamiento hídrico.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
25
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Uno de los aspectos fundamentales también, del Estudio de Impacto Ambiental del
Proyecto va a ser el componente hídrico, por lo que se deben realizar los estudios
hidrológicos necesarios para determinar la influencia del proyecto en el medio
ambiente; también, se necesitan los caudales de diseño para las obras de
represamiento y captación.
Es en este contexto en el que se ha desarrollado el presente estudio de hidrología, por
lo que la justificación del mismo es más que implícita.
1.6
METODOLOGÍA DEL ESTUDIO.
Para el desarrollo del presente estudio se consideraron dos (02) fases de estudio, las
cuales son la fase de campo y la de gabinete, las mismas que se describen a
continuación:
1.6.1 TRABAJOS DE CAMPO.
Para el presente estudio se realizaron visitas de campo.
Los trabajos de campo desarrollados en las visitas consistieron de las siguientes
actividades:
- Recopilación y clasificación sistemática de la información de campo existente.
- Visita técnica al área estudio con el fin de realizar un reconocimiento hidrológico
e hidráulico.
- Medición puntual de caudales.
La recopilación de información básica está referida a los padrones de uso agrícola e
inventario de infraestructura de riego; asimismo, información climatológica y otros
estudios relacionados con el proyecto, procedente de los intentos anteriores de
solución. De la información recopilada, se ha realizado una cuidadosa selección de los
datos representativos de interés y su análisis, con la finalidad de poder utilizarlos o
descartarlos en el presente Estudio. La siguiente fase de la recopilación de información
comprende aquella específica que ha sido obtenida durante el desarrollo del presente
Estudio y que comprende básicamente los aspectos hidrológicos destinados a
determinar las variables que se requieren para el pre diseño de las obras según los
términos de referencia del proyecto.
1.6.2 TRABAJOS DE GABINETE.
Previo a la ejecución de los estudios se revisaron diversos estudios realizados en el
área de interés los cuales se detallan a continuación:
- Atlas climático en la cuenca del río Mayo.
- Boletines mensuales del Senamhi, de la región San Martín.
- Datos climáticos e hidrometeorológicos de estaciones cercanas a la zona del
proyecto.
Adicionalmente, durante esta tarea se desarrollaron las siguientes actividades:
- Caracterización morfológica y fisiográfica de la microcuenca estudiada.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
26
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
- Tratamiento de la información hidrometeorológica a fin de que esta sea
consistente, homogénea, completa y confiable.
- Regionalización de parámetros hidrometeorológicos, a fin de determinar la
caracterización climática del área de estudio.
- Generación y análisis de caudales medios mensuales en el área de estudio.
- Análisis estocástico de la precipitación y caudales.
- Balance hídrico para determinar los superávit y déficit de agua en el área de
estudio y la tasa de infiltración preliminar.
- Cálculo de precipitación extrema para diversos tiempos de retorno, mediante
métodos probabilísticos.
- Cálculo de caudales máximos mediante un modelamiento de precipitación –
escorrentía.
1.7
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL ÁREA DE ESTUDIO.
1.7.1 TOPOGRAFÍA.
Topográficamente el proyecto “Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal
Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba - provincia de Moyobamba –
departamento de San Martín”, corresponde a la zona denominada Selva Alta (1000 400 msnm), que están conformadas por, una sucesión de elevaciones de cerros de
relieve accidentado, que a su vez se encuentran cortados por algunas quebradas que
drenan sus aguas a los pisos altitudinales más bajos.
1.7.2 FISIOGRAFÍA.
En el área de estudio se ha diferenciado predominancia de laderas montañosas con
relieve moderadamente empinado a muy empinado, con ocurrencia poco frecuente de
laderas fuertemente inclinadas. Adyacentes al cauce de la quebrada Shitariyacu, entre
las laderas montañosas, se encuentra el valle intermontañoso que, por la naturaleza de
su formación y configuración del relieve, es angosto. Para la cuenca rio Huayabamba,
la fisiografía es muy variada, pero similar en la zona de captación por bombeo.
En el siguiente cuadro, se presenta las características más saltantes de las unidades
fisiográficas identificadas en el área de estudio.
Cuadro N°2: Unidades fisiográficas identificadas en el área de estudio.
Leyenda Fisiográfica
Sub
Elemento de Paisaje
Paisaje
Cima Fuertemente Inclinada
Cima Moderadamente Empinada
Ladera Moderadamente Empinada
Ladera Empinada
Ladera Muy Empinada
Ladera Extremadamente Empinada
Valle Intermontañoso
Denudacional
Paisaje
Montaña Alta
Montañoso
Gran
Paisaje
Símbolo
Pendiente
CMaC
CMaD
LMaD
LMaE
LMaF
LMaG
Vlmfi
8-15%
15-25%
15-25%
25-50%
50-75%
>75%
4-15%
Fuente: Elaboración Propia.
A continuación, se presenta una breve descripción de las unidades fisiográficas del
área de estudio:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
27
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
1.7.2.1 VALLE INTERMONTAÑOSO (VLMFI).
Corresponde a las formaciones de fondo de valle en interacción con la parte
baja de las laderas montañosas. Estas geoformas son origen coluvial con
relieves predominantemente ondulados o inclinados y cuya pendiente varia de
moderada a fuertemente inclinadas (4-15%). En el área de estudio, su
ocurrencia se dá en las partes altas de las áreas bajo riego potenciales.
1.7.2.2 CIMA DE MONTAÑA FUERTEMENTE INCLINADA (CMAC).
Se presenta en ambas márgenes de la quebrada Tioyacu, en la cuenca media
y alta, correspondiente a la zona de emplazamiento del dique proyectado y
hacia la cuenca alta. Esta unidad corresponde al relieve de apariencia
ondulada de cima de montaña, caracterizada por una topografía fuertemente
inclinada, con pendientes de menor grado de inclinación respecto a la
horizontal y que varían de 8 a 15%. Estas geoformas presentan ligeros
procesos de erosión generalmente laminar e incisionamiento poco evidente.
1.7.2.3 CIMA DE MONTAÑA MODERADAMENTE INCLINADA (CMAD).
Se presenta en la margen izquierda del rio Mayo en la zona de captación por
bombeo. Esta unidad corresponde al relieve de apariencia ondulada de cima de
montaña, caracterizada por una topografía moderadamente empinada, con
pendientes predominante de 15 a 25%. Estas geoformas presentan ligeros
procesos de erosión generalmente con incisionamiento poco evidente.
1.7.2.4 LADERA DE MONTAÑA MODERADAMENTE EMPINADA (LMAD).
Esta unidad ocurre irregularmente en la zona circundante alta del área de
estudio. Se trata de geoformas de laderas montañosas caracterizadas por una
topografía moderadamente empinada, con pendientes de 15 a 25%.
Considerando las características topográficas, presenta ligero riesgo de erosión
hídrica y escorrentía superficial. En estas formas se presentan afloramientos
rocosos poco frecuentes.
1.7.2.5 LADERA DE MONTAÑA EMPINADA (LMAE).
Esta unidad ocurre con mayor frecuencia en el área de estudio, especialmente
en la parte sur y norte. Se trata de geoformas de laderas montañosas
caracterizadas por una topografía compleja con relieve empinado a abrupto con
presencia de afloramientos rocosos frecuentes coexistiendo intrincadamente.
La pendiente predominante varía de 25 a 50%. Debido a estas características,
el riesgo de erosión hídrica y escorrentía superficial se incrementa. Es
frecuente su distribución en ambos flancos de la quebrada Tioyacu sobretodo a
nivel de cuenca alta, el cual es la principal red de drenaje o reservorio natural
de recarga para el proyecto de captación por gravedad.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
28
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
1.7.2.6 LADERA DE MONTAÑA MUY EMPINADA (LMAF).
Se trata de geoformas de laderas montañosas caracterizadas por una
topografía compleja y escarpada. El relieve es muy empinado (50-75%)
acompañado con afloramientos rocosos. Por las características morfológicas
de estas laderas, la erosión hídrica y escorrentía superficial es mayor. En la
zona del proyecto, se observa con poca ocurrencia.
1.7.2.7 LADERA DE MONTAÑA EXTREMADAMENTE EMPINADA (LMAG).
En el área de estudio, la ocurrencia de esta unidad es poco frecuente, y se dá
solamente en la cuenca alta de la quebrada Tioyacu principalmente. Se trata de
geoformas de laderas montañosas caracterizadas por una topografía
escarpada y abrupta, se presenta en forma intrincada con afloramientos
rocosos. El relieve es extremadamente empinado y abrupto con pendiente
predominante mayor a 75%. Por las características morfológicas de estas
laderas, la erosión hídrica y escorrentía superficial es mayor.
1.7.3 GEOLOGÍA.
El presente proyecto presenta en anexos un estudio Geológico semidetallado, que
involucra las zonas de captación por gravedad y bombeo, asimismo las zonas de
emplazamiento de la infraestructura de riego común y parcelarias (nivel de hidrante).
Se han usado las Cartas Geológicas del Perú, cuadrángulo de Nueva Cajamarca 12-i,
elaborado por Instituto Geológico Minero Metalúrgico del Perú INGEMMET.
Teniendo en cuenta los estudios realizados por INGEMMET, 1993 y la visita de
inspección de campo; han servido para reconocer geológicamente los procesos de
geodinámica externa en la zona de captación, y poder definir los estudios adicionales,
así como también seleccionar del universo de posibilidades y tecnologías, dos o tres
tipos de presa a evaluar. Asimismo, puede servir dicha información y en base a la
experiencia, optimizar los recursos de la entidad proponiendo ya puntualmente los
ensayos necesarios y el costo de dicho estudio.
De la visita y reconocimiento de campo, se ha determinado la presencia de material
cuaternario en el lecho de la quebrada a nivel de dique proyectado, y con abundante
evidencia de material arenoso sedimentado en lecho y riberas. Geotécnicamente, en
base a estudios y análisis de canteras de zonas aledañas, se sabe que dicha zona
cuenta con un mal comportamiento geotécnico. Así, se espera que el peso específico
se encuentre en el orden de 1.5 a 1.8 Tn/m3.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
29
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°2:
Extracto del Cuadrángulo geológico Nueva Cajamarca (12-i) enmarcando a la zona del
proyecto
Zona del proyecto
Fuente: INGEMET.
1.7.4 ECOLOGÍA: ZONAS DE VIDA.
La ecología del ámbito de estudio, se ha determinado, de acuerdo a los estudios
realizados por la ONERN en 1995, que emplea el Sistema de Clasificación de Zonas de
Vida en el mundo del Dr. L.R Holdridge, así mismo de acuerdo al estudio ONERN en
1980, se han determinado los coeficientes de escurrimiento teóricos.
En las Figuras siguiente, se presentas el Diagrama Bioclimático de Holdridge, con las
características ecológicas de la zona de estudio y el Plano Ecológico de la zona de
estudio.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
30
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°3: Diagrama Bioclimático de Holdridge.
Fuente: ONERN.
De acuerdo a esta información, en la zona de estudio se han identificado las siguientes
zonas se vida o unidades bioclimáticas, y son las siguientes:

Bosque húmedo Premontano Tropical (Bh-PT), para la zona de captación
proyectada por gravedad y las áreas bajo riego.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
31
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°4: Extracto del mapa ecológico nacional, enmarcando a la zona del proyecto
Zona de Proyecto
Fuente: ONERN.
Como podrá observarse en la microcuenca del proyecto, se han identificado estas
zonas de vida, en donde sus coeficientes de escurrimiento medios anuales varían entre
0.45 a 0.60.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
32
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO
2.1
CARACTERIZACIÓN Y FISIOGRAFÍA DE LAS CUENCAS DE UBICACIÓN DE LAS
FUENTES.
2.1.1 INTRODUCCIÓN.
Un tema de permanente discusión es el referente a los conceptos de cuenca,
subcuenca y microcuenca. Por consideraciones prácticas se puede dar una definición
para trabajos de manejo de cuencas a partir de rangos de área para cada unidad
hidrográfica. Los rangos de área se determinan en función del grado de ramificación de
los cursos de agua. Corresponden a microcuencas los cursos de agua de 1°, 2° y 3°
orden; a subcuencas los cursos de agua de 4° y 5° orden, y a cuencas los recursos de
agua de 6° o más orden.
Así mismo se tienen rangos de área referenciales para las diferentes unidades
hidrográficas tal como se puede observar en el cuadro N° 3.
Cuadro N°3: Rango de áreas para diferentes unidades hidrográficas.
Unidad Hidrográfica
Cuenca
Subcuenca
Microcuenca
Área (km2)
500 - 8000
50 - 500
50
Fuente: Manejo de Cuencas Alto andinas - Tomo 1.
En función de los dos métodos de clasificación presentados se realizó la categorización
de las cuencas presentes en el área de estudio, tal como se aprecia en los siguientes
ítems.
2.2
UBICACIÓN DE ZONAS PROPENSAS A RIESGOS CLIMATICOS.
La zona de estudio, tanto la zona de emplazamiento de la captación por gravedad y por
bombeo, como la zona de riego no están propensas a riegos climáticos extremos, más
que los asociados a los de su entorno propio. Estos a su vez pueden ser los
provocados por las avenidas extraordinarias, las cuales son más notorias en la
quebrada Tioyacu, por el considerable arrastre que manifiesta su lecho.
2.3
DELIMITACIÓN HIDROGRÁFICA DEL ÁREA DE ESTUDIO.
2.3.1 INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA.
El acopio de información cartográfica se eligió siguiendo los criterios básicos de
ubicación, orografía, altitud, etc. Contándose para ello con las cartas nacionales de
escala 1:100 000 de los cuadrantes que involucran el ámbito del área de estudio, los
cuales se muestran a continuación:
Cuadrante 12-i (Nueva Cajamarca); Cuadrante S07W77 Alos.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
33
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
La información fue digitalizada y rasterizada para un mejor desarrollo del estudio y para
la facilidad del procesamiento utilizando para ello programas como ArcGis y Autocad.
2.3.2 PROCEDIMIENTO DE DELIMITACIÓN.
Se ha utilizado la extensión Archydro para ArcGis que es una herramienta de análisis
hidrológico desarrollado por Centro de Investigaciones en Recursos de Agua (CRWR)
de la Universidad de Texas, de los EE.UU. Su distribución es gratuita1. Archydro utiliza
un Modelo Numérico del Terreno para delimitación automática de cuencas hidrográficas
y red de drenaje. Además, esta herramienta posee la capacidad de administrar una
base de datos geográfica (Geodatabase) que permite integrar los diferentes elementos
del sistema hidrológico de la cuenca, que lo diferencia de otros modelos que realizan
similares tareas como Hec–GeoHms o Taudem muy utilizados en el análisis hidrológico
en entorno SIG.
Figura N°5: Flujograma de Geoprocesamiento en Arc hydro para delimitación de
cuencas.
Fuente: Elaboración Propia.
2.4
CARACTERIZACIÓN FISIOGRÁFICA Y MORFOLÓGICA DEL ÁREA DE ESTUDIO.
El análisis de gran parte de los fenómenos hidrológicos que ocurren sobre un
determinado espacio geográfico suele tener como referencia a la unidad fisiográfica
conocida como cuenca.
Para el concepto de cuenca hidrográfica se tienen varias definiciones. Según Heras
(1972), se entiende por cuenca vertiente, o cuenca de drenaje de un río, considerado
en un punto dado de su curso, al área limitada por el contorno en el interior del cual el
1
http://www.crwr.utexas.edu/archydrotools/tools.html
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
34
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
agua precipitada corre por su superficie, se encuentra y pasa por un punto determinado
del cauce.
Otra definición es la de Llamas (1993), según la cual una cuenca es un espacio
geográfico cuyos aportes son alimentados exclusivamente por las precipitaciones y
cuyos excedentes en agua o en materias sólidas transportadas por el agua forman, en
un punto espacial único, una desembocadura, una estación de aforo, o un punto
arbitrario.
Se define como línea divisoria a una línea imaginaria que delimita la cuenca.
Generalmente se considera que la línea divisoria es la línea de cresta que separa dos
vertientes teniendo en cuenta el drenaje superficial, pero en algunos casos se debe
considerar la línea definida por las elevaciones más altas del nivel freático
(almacenamiento de agua gravitacional en el suelo – agua libre en el suelo). Sin
embargo, dado que dicho límite generalmente no difiere mucho del que está
determinado por el drenaje superficial y cuando difiere un poco es muy difícil de
detectar, se suele considerar como cuenca la determinada por el límite de las aguas
superficiales.
Las características físicas de una cuenca desempeñan un papel esencial en el estudio
y comportamiento de parte de los componentes del ciclo hidrológico, tales como la
evaporación, infiltración, flujo superficial, entre otros. Las principales características
físicas que se consideran en investigaciones hidrológicas son las concernientes a la
cuenca, a la red de drenaje y al cauce o río principal.
A continuación, se desarrolla la teoría y se presentan los resultados de los principales
parámetros que determinan la morfología y fisiografía del área de estudio.
2.4.1 PARÁMETROS DE FORMA.
La forma de la cuenca interviene de manera importante en las características del
hidrograma de descarga de un rio, particularmente en los eventos de avenidas
máximas. En general, cuencas de igual área, pero de diferente forma generan
hidrogramas diferentes.
Para determinar la forma de una cuenca se utilizan los coeficientes que a continuación
se describen.
2.4.1.1 ÁREA DE LA CUENCA.
Se refiere al área proyectada sobre un plano horizontal, medida dentro de los
límites de la cuenca siguiendo la línea de divortium acuarium.
Desde el punto de vista hidrológico es más importante esta proyección
horizontal que la superficie real de la cuenca. Las gotas de lluvia caen
verticalmente y no ortogonales a la ladera, igualmente el crecimiento de los
arboles es vertical, etc.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
35
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2.4.1.2 PERÍMETRO DE LA CUENCA.
Es el contorno que delimita el área de la cuenca, igual a la longitud de la línea
de divortium acuarium.
2.4.1.3 PARÁMETROS ASOCIADOS A LA LONGITUD.
- Longitud del Cauce Principal (Lc).
El desarrollo longitudinal del colector principal es una magnitud
característica útil y de efecto importante en la respuesta hidrológica de la
cuenca, ya que en un río corto los efectos de la precipitación se reflejan más
rápidamente que en un río largo2. La longitud del cauce principal es la
distancia medida a lo largo del curso fluvial de mayor orden, desde las
nacientes hasta el final del mismo.
- Longitud Máxima de la Cuenca (Lm).
Es la longitud medida entre los puntos extremos de la cuenca a través de
una línea recta paralela al cauce principal que no necesariamente coincide
uno de ellos con el desagüe.
- Longitud Máxima entre el Extremo de la Cuenca y el Desagüe (LB).
Es la distancia medida desde el desagüe hasta el límite más extremo de la
cuenca a través de una línea recta paralela al cauce principal.
- Ancho Máximo de la Cuenca (Am).
Es la longitud medida a partir de los extremos transversales de la cuenca
perpendiculares al curso principal.
- Ancho Promedio de la Cuenca (Ap)
Es un parámetro promedio que se obtiene a partir del cociente entre el área
de la cuenca y la longitud máxima (Lm) de la misma.
=
Dónde:
Ap
A
Lm
2
: Ancho promedio de la cuenca (km).
: Área de la cuenca (km2).
: Longitud máxima de la cuenca (km).
Klohn, 1970
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
36
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2.4.1.4 COEFICIENTE DE COMPACIDAD O ÍNDICE DE GRAVELIUS (KC).
Definido por Gravelius como la relación entre el perímetro de la cuenca y la
circunferencia del círculo que tenga la misma superficie de la cuenca.
La peligrosidad de una cuenca aumenta si el coeficiente K se acerca a la
unidad, o a una forma redonda ya que indica que las distancias relativas de los
puntos de la divisoria en relación a uno central, no tienen diferencias mayores y
es menor el tiempo de concentración y la posibilidad de que las ondas
decrecidas sean continuas es mayor.
Este coeficiente es igual a uno cuando la cuenca es perfectamente circular.
Este coeficiente puede alcanzar el valor de tres en el caso de cuencas muy
alargadas. En general Kc es mayor a 1.
K = 0.2821
Dónde:
Kc
P
A
P
√A
: Coeficiente de Compacidad o Índice de Gravelius.
: Perímetro de la cuenca (km).
: Área de la cuenca (km2).
Se dice que las cuencas grandes tienen forma de pera y las menores tienen
forma de abanico, pero la forma se distingue basándose en la cuantificación3.
Cuadro N°4: Valores del coeficiente de compacidad
Kc
1.00 - 1.25
1.25 - 1.50
1.50 1.75
Forma de la cuenca
De casi redonda a oval redonda
De oval redonda a oval oblonga
De oval oblonga a rectangular
Tendencia de crecidas
ALTA
MEDIA
BAJA
Fuente: Sánchez, 1987
2.4.1.5 FACTOR DE FORMA.
Este factor, como los otros que se utilizan en este trabajo, es un referente para
establecer la dinámica esperada de la escorrentía superficial en una cuenca,
teniendo en cuenta que aquellas cuencas con formas alargadas, tienden a
presentar un flujo de agua más veloz, a comparación de las cuencas
redondeadas, logrando una evacuación de la cuenca más rápida, mayor
desarrollo de energía cinética en el arrastre de sedimentos hacia el nivel de
base, principalmente.
Una cuenca tiende a ser alargada si el factor de forma tiende a cero, mientras
que su forma es redonda, en la medida que el factor de forma tiende a uno.
Este coeficiente definido por Horton afecta los hidrogramas de escorrentía y las
tasas de flujo máximo. El factor de forma está definido por la siguiente
expresión:
3
Sanchez, 1987
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
37
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
f =
Dónde:
Ff
A
Lc
A
L
: Factor de forma.
: Área de la cuenca (km2).
: Longitud del cauce principal (km).
2.4.1.6 RECTÁNGULO EQUIVALENTE.
Para poder comparar el comportamiento hidrológico de dos cuencas, se utiliza
la noción de geométrica en virtud de la cual se asimila la cuenca a un
rectángulo que tenga el mismo perímetro y superficie, y, por tanto, igual al
índice de Gravelius (coeficiente de compacidad, Kc). Así, las curvas de nivel se
transforman en rectas paralelas al lado menor del rectángulo, y el desagüe de
la cuenca, que es un punto, queda convertido en el lado menor del rectángulo.
Se definen los lados del rectángulo equivalente con las siguientes expresiones:
A=L∗l
L=
B=
Dónde:
L
B
A
K
P = 2 ∗ (L + l)
K ∗ √π ∗ A
4
∗ 1+ 1−
2
π∗K
K ∗ √π ∗ A
4
∗ 1− 1−
2
π∗K
: Longitud del lado mayor del rectángulo equivalente (km).
: Longitud del lado menor del rectángulo equivalente (km).
: Área de la cuenca (km2).
: Coeficiente de compacidad.
Para que esta representación sea posible es necesario que se cumpla la
condición:
K ≥ 1.12
2.4.1.7 RADIO DE ELONGACIÓN (RE).
Definido por S. A. Schumm como la relación entre el diámetro (D) de un círculo
que tenga la misma superficie de la cuenca y la longitud máxima de la cuenca
(Lm).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
38
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
R " = 1.128
Dónde:
Re
A
LB
√A
L#
: Radio de elongación
: Área de la cuenca (km2)
: Longitud máxima de la cuenca (km)
El valor de Re se acerca a la unidad cuando la cuenca es plana; para cuencas
con relieve pronunciado, el valor resultante se encuentra entre 0.6 y 0.8.
2.4.1.8 RADIO DE CIRCULARIDAD (RC).
Este coeficiente es el cociente entre el área de la cuenca y la del círculo cuya
circunferencia es equivalente al perímetro de la cuenca.
Se calcula con la siguiente expresión:
R =
Dónde:
Rc
A
P
4πA
P
: Radio de circularidad.
: Área de la cuenca (km2).
: Perímetro de la cuenca (km).
Su valor es unitario para una cuenca circular, para el caso de una cuenca
cuadrada, corresponde a un valor de 0.785. Si los resultados obtenidos indican
que la cuenca en estudio está cercana a una simetría en sus dimensiones
cartesianas, hidrológicamente implicaría hidrogramas casi simétricos en su
desembocadura.
2.4.2 PARÁMETROS DE RELIEVE.
La influencia del relieve sobre la respuesta hidrológica de la cuenca es importante,
puesto que a mayores pendientes corresponden mayores velocidades del agua en las
corrientes y menor será el tiempo de concentración de la cuenca.
Para describir el relieve de una cuenca existen numerosos parámetros que han sido
desarrollados por varios autores, entre los más utilizados destacan los siguientes:
2.4.2.1 CURVA HIPSOMÉTRICA.
La curva hipsométrica sugerida por Langbein et al. (1947), proporciona una
información sintetizada sobre la altitud de la cuenca, que representa
gráficamente la distribución de la cuenca vertiente por tramos de altura. Dicha
curva presenta, en ordenadas, las distintas cotas de altura de la cuenca, y en
abscisas la superficie de la cuenca que se halla por encima de dichas cotas,
bien en km2 o en tanto por cien de la superficie total de la cuenca.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
39
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
La siguiente ilustración muestra tres curvas hipsométricas correspondientes a
otras tantas cuencas que tienen potenciales evolutivos distintos.
Figura N°6: Curvas hipsométricas características del ciclo de erosión (según
Strahler).
Fuente: Llamas, J., Hidrología general, figura 2-6
La curva superior (curva A) refleja una cuenca con un gran potencial erosivo; la
curva intermedia (curva B) es característica de una cuenca en equilibrio; y la
curva inferior (curva C) es típica de una cuenca sedimentaria. Quedarían, así,
representadas distintas fases de la vida de los ríos:
- Curva A: fase de juventud;
- Curva B: fase de madurez;
- Curva C: fase de vejez.
Scheidegger (1987) rechaza esta clasificación aduciendo que el levantamiento
(uplifting) tectónico es un proceso continuo y que, a lo largo de la historia de la
cuenca, hay una tendencia a equilibrar las fuerzas antagónicas de construcción
tectónica y degradación por erosión u otros mecanismos. Si un paisaje muestra
un carácter permanente, estos dos procesos opuestos están en equilibrio
dinámico. Scheidegger entonces atribuye las diversas formas de la curva
hipsométrica a los niveles de actividad de los ya citados procesos. Así, la curva
A se corresponde con una alta actividad, la curva B con una actividad media y
la curva C con una actividad baja. El nivel de actividad no tiene por qué estar
relacionado con la edad de la cuenca.
2.4.2.2 POLÍGONO DE FRECUENCIAS.
El polígono de frecuencias o diagrama de frecuencias altimétricas es un gráfico
de barras que indica las superficies expresadas en porcentaje del total
comprendidas en intervalos constantes de altura (msnm).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
40
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Sirve para encontrar el área parcial más frecuente para el posible desarrollo de
proyectos agrícolas y/o habilitaciones poblacionales.
2.4.2.3 ALTITUDES REPRESENTATIVAS.
- Altitud Media de la Cuenca (Hm)
La altitud media de una cuenca es aquella para la cual el 50% del área de la
misma está situado por encima de dicha altitud y el 50% se encuentra por
debajo, se determina a partir de la curva hipsométrica.
2.4.2.4 PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA (SP).
La pendiente de la cuenca tiene una relación importante con los fenómenos de
infiltración, escurrimiento superficial, humedad del suelo y con la contribución
del agua subterránea de los cauces4. Para el cálculo de la pendiente media de
las cuencas en estudio se utilizó un Modelo Digital del Terreno.
2.4.2.5 PERFIL LONGITUDINAL Y PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE (SC).
El perfil longitudinal es un gráfico que representa las distintas elevaciones del
fondo del río desde su nacimiento hasta la desembocadura de la cuenca. La
forma del perfil puede variar entre lineal, exponencial o logarítmica.
La pendiente media del cauce establece la inclinación promedio que tiene los
drenajes desde el nacimiento hasta su desembocadura. Se convierte en una
base para determinar aspectos importantes como la capacidad de arrastre de
sedimentos de distintos tamaños, área de posible inundación en crecidas,
tiempo de concentración, etc.
Para el cálculo de la pendiente media del cauce se utilizó un Modelo Digital del
Terreno.
2.4.2.6 ÍNDICE DE PENDIENTE DE LA CUENCA (IP).
El índice de pendiente de la cuenca es un parámetro que permite determinar la
declividad de un curso de agua entre dos puntos y se calcula con la siguiente
fórmula:
H( − H) +.,
I% = &
*
1000L
Dónde:
Ip
HM
Hm
: Índice de pendiente
: Altitud máxima (msnm)
: Altitud máxima (msnm)
4 Campos, 1992.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
41
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2.4.2.7 ÍNDICE DE PENDIENTE GLOBAL DE LA CUENCA (Ig).
Permite caracterizar el relieve utilizando información tomada de la curva
hipsométrica y del rectángulo equivalente, se expresa en m/km.
I- =
Dónde:
Ig
H5
H95
L
(H, − H., )
L
: Índice de pendiente global (m/km).
: Altura sobre la que está el 5% de la superficie (msnm).
: Altura sobre la que está el 95% de la superficie (msnm).
: Longitud del lado mayor del rectángulo equivalente (km).
Cuadro N°5: Valores del índice de pendiente global.
Ig
Tipo de Relieve
(m/km)
Muy Débil
<2
Débil
2a5
Débil Moderado
5 a 10
Moderado
10 a 20
Moderado Fuerte
20 a 50
Fuerte
50 a 100
Muy Fuerte
100 a 200
Extremadamente Fuerte
> 200
Fuente: Apuntes de Clase, Universidad Técnica Particular de Loja.
2.4.2.8 COEFICIENTE DE MASIVIDAD (CM).
Representa la relación entre la elevación media de la cuenca y su superficie.
Este índice toma valores altos en cuencas montañosas y bajos en cuencas
llanas.
C) =
Dónde:
Cm
Hm
A
H)
A
: Coeficiente de masividad (m/km)
: Altitud media de la cuenca (msnm)
: Área de la cuenca (km)
Un valor del coeficiente de masividad alto nos representa a cuencas pequeñas
con grandes desniveles y por el contrario, valores pequeños de este
coeficiente, hacen referencia a cuencas grandes con relieve poco
pronunciado5.
5
Sánchez, 1987.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
42
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2.4.2.9 COEFICIENTE OROGRÁFICO (CO).
Definido por Fournier6, establece un valor límite de 6 a partir del cual el relieve
se puede considerar como acentuado y se define como:
C0 =
Dónde:
Co
Hm
A
H)
A
: Coeficiente orográfico.
: Altitud media de la cuenca (km).
: Área de la cuenca (km2).
Este parámetro expresa el potencial de degradación de la cuenca, crece
mientras que la altura media del relieve aumenta y la proyección del área de la
cuenca disminuye. Por esta razón toma valores bastante grandes para
microcuencas pequeñas y montañosas, disminuyendo en cuencas extensas y
de baja pendiente.
Este parámetro combina dos variables esenciales del relieve, su altura que
influye en la energía potencial del agua y el área proyectada, cuya inclinación
ejerce acción sobre la escorrentía directa por efecto de las precipitaciones.
Este importante parámetro adimensional ha servido para caracterizar el relieve
de las cuencas hidrográficas y ha sido igualmente investigado con miras a
obtener la degradación potencial del suelo bajo los efectos de la acción del
clima.
2.4.3 PARÁMETROS DE LA RED DE DRENAJE.
2.4.3.1 RÉGIMEN.
El régimen de un drenaje está definido por la disponibilidad de agua en su
cauce, en función de las épocas de lluvia, y del grado de alteración del terreno.
De esta forma se clasifican los drenajes en permanentes, si el flujo de agua por
su cauce es continuo en cualquier época del año y a lo largo de todo el curso,
semipermanentes si el flujo hídrico está influenciado directamente tanto por las
épocas de lluvia como por los cambios presentes a lo largo del cauce por uso
del suelo principalmente, que hacen profundizar el flujo y presentar
discontinuidad superficial, y finalmente intermitentes cuando se presenta flujo
superficial de agua solo en épocas de lluvia.
2.4.3.2 LA ESTRUCTURA DE LA RED DE DRENAJE.
El análisis cuantitativo de redes hidrográficas se basa en el método de Horton
(1945) de clasificación de la red de canales, basado en el sistema de Gravelius.
6
Para el cálculo de la degradación especifica de una cuenca.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
43
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Strahler (1952, 1957), revisó y perfeccionó el esquema de Horton dando lugar
al esquema de ordenación o de clasificación de Horton – Strahler, hoy en día el
más utilizado en hidrología7.
Las redes de drenaje pueden ser modeladas o representadas como árboles,
los cuales están conformados por un conjunto de nodos conectados unos a
otros por segmentos de recta de manera que cada nodo tiene solo una ruta
hacia la salida. Los nodos que se conectan a un solo segmento son llamados
fuentes y los que conectan a más de uno son llamados uniones. Además, los
segmentos que se conectan a una fuente y a una unión se los denomina
tramos exteriores o externos y a aquellos que se conectan a dos uniones se les
denomina tramos interiores o internos.
Se considera que la cuenca tiene una única salida o punto de desagüe; Los
puntos en los que se unen dos segmentos de canal son los nudos internos; Los
nudos externos son aquellos a partir de los cuales se origina un segmento de
canal (es decir, la cabecera de todos los tributarios de la cuenca).
Según Strahler una corriente puede tener uno o más segmentos. Un canal es
una unión arbitraria de segmentos. Strahler ordena las corrientes de acuerdo
los siguientes criterios:
Los segmentos que se originan en un nudo externo son definidos como tramos
de primer orden. Los segmentos que están unidos a una fuente (los que no
tienen tributarios), son definidos como de primer orden.
Cuando dos segmentos del mismo orden, i, se unen en un nudo interior dan
lugar a un segmento de orden superior, i+1, aguas abajo. Cuando se unen dos
corrientes de orden ω crean una corriente de orden ω +1.
Cuando se unen dos tramos de distinto orden en un nudo interior dan lugar a
un tramo que conserva el mayor de los órdenes. Cuando se unen dos tramos
de distinto orden, el orden del segmento resultante es el máximo orden de los
segmentos que la preceden. El orden de la cuenca,, es el de la corriente de
mayor orden.
En la figura siguiente, se muestra un sencillo ejemplo de ordenación de una red
hidrográfica según el criterio de Strahler.
7
Hay otros modelos, como el de Shreve (1966), Mock (1971), etc.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
44
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°7: Ordenación de una red de drenaje según Strahler.
Fuente: Elaboración Propia
2.4.3.3 DENSIDAD DE DRENAJE (Dd).
Horton (1945) definió la densidad de drenaje de una cuenca como el cociente
entre la longitud total de los canales de flujo pertenecientes a su red de drenaje
y la superficie de la cuenca:
D2 =
Dónde:
Dd
LT
A
L3
A
: Densidad de drenaje (km-1).
: Longitud total de ríos (km).
: Área de la cuenca (km2).
Este parámetro es, en cierto modo, un reflejo de la dinámica de la cuenca, de la
estabilidad de la red hidrográfica y del tipo de escorrentía de superficie, así
como de la respuesta de la cuenca a una lluvia. La densidad de drenaje es un
indicador de la respuesta de la cuenca ante un aguacero, y, por tanto,
condiciona la forma del hidrograma resultante en el desagüe de la cuenca.
A mayor densidad de drenaje, más dominante es el flujo en el cauce frente al
flujo en ladera, lo que se traduce en un menor tiempo de respuesta de la
cuenca y, por tanto, un menor tiempo pico del hidrograma.
La red de drenaje toma sus características, influenciada por las lluvias y la
topografía. Por esto se tiene que para un valor alto de Dd corresponden
grandes volúmenes de escurrimiento, al igual que mayores velocidades de
desplazamiento de las aguas, lo que producirá ascensos de las corrientes.
La densidad de drenaje varía inversamente con la extensión de la cuenca.
Con el fin de catalogar una cuenca bien o mal drenada, analizando su densidad
de drenaje, se puede considerar los valores del siguiente cuadro.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
45
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°6: Valores de densidad de drenaje
Características Drenaje
Dd
Regular Drenaje
0.0 a 1.0
Normal Drenaje
1.0 a 1.5
Buen Drenaje
> 1.5
Fuente: Apuntes de Clase, Universidad Técnica Particular de Loja
2.4.3.4 COEFICIENTE DE ESTABILIDAD DE RÍOS (C).
La constante de estabilidad de un río, es propuesta por Schumm (1956) como
el valor inverso de la densidad de drenaje:
C=
Dónde:
C
LT
A
1
A
=
L3 D
: Coeficiente de estabilidad de río (km).
: Longitud total de ríos (km).
: Área de la cuenca (km2).
Representa, físicamente, la superficie de cuenca necesaria para mantener
condiciones hidrológicas estables en una unidad de longitud de canal. Puede
considerarse, por tanto, como una medida de la erosionabilidad de la cuenca.
Así, regiones con suelo rocoso muy resistente, o con suelos altamente
permeables que implican una elevada capacidad de infiltración, o regiones con
densa cobertura vegetal, tienen valores altos de la constante de estabilidad y
bajos de densidad de drenaje. Por el contrario, una baja constante de
estabilidad, o una elevada densidad de drenaje, es característica de cuencas
con rocas débiles, escasa o nula vegetación y baja capacidad de infiltración del
suelo.
2.4.3.5 COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD (CT).
El coeficiente de torrencialidad se obtiene multiplicando la densidad de drenaje
por el número de cursos de orden 1, en relación con la superficie, entendiendo
que, a mayor número de cursos de primer orden y menor superficie, la
torrencialidad de la cuenca será mayor.
C4 =
Dónde:
Ct
Dd
A
NO1
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
D2 xNO8
A
: Coeficiente de torrencialidad de río (km-3).
: Densidad de drenaje (km-1).
: Área de la cuenca (km2).
: Número de ríos de orden 1.
46
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
2.4.4 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN.
También denominado tiempo de respuesta o de equilibrio, Llamas (1993) lo define
como el tiempo requerido para que, durante un aguacero uniforme, se alcance el
estado estacionario; es decir, el tiempo necesario para que todo el sistema (toda la
cuenca) contribuya eficazmente a la generación de flujo en el desagüe. Se atribuye
muy comúnmente el tiempo de concentración al tiempo que tarda una partícula de agua
caída en el punto de la cuenca más alejado (según el recorrido de drenaje) del desagüe
en llegar a éste. Esto no se corresponde con el fenómeno real, pues puede haber
puntos de la cuenca en los que el agua caída tarde más en llegar al desagüe que el
más alejado. Además, debe tenerse claro que el tiempo de concentración de una
cuenca no es constante; depende8 de la intensidad del chubasco, aunque muy
ligeramente.
Por tener el concepto de tiempo de concentración una cierta base física, han sido
numerosos los autores que han obtenido formulaciones del mismo, a partir de
características morfológicas y geométricas de la cuenca. A continuación, se muestran
las fórmulas utilizadas en el presente estudio:
- Ecuación de Kirpich.
9: = 0.000325
- Ecuación de U.S. SCS.
+.==
> [email protected],

 L3
Tc   0 . 871 
 H


 


0 . 385
- Ecuación de Chow.
9: = 0.01(
- Ecuación de Kerby.
9: = 1.44(
- Ecuación de Benhan.
9: = D0.871(
8
√>
)+.AB
. C +.B=
)
>
?
∆G
[email protected],
)H
Marco y Reyes, 1992
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
47
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Para cada una de las ecuaciones anteriores se definen las variables a continuación:
Tc:
A:
L:
S:
∆H:
Tiempo de concentración (hr).
Área de la cuenca (km2)
Longitud del cauce (km)
Pendiente de la Cuenca (m/m).
Diferencia de altura entre el punto más remoto y el punto de
interés (m).
El tiempo de concentración para el modelo precipitación – escorrentía será el promedio
geométrico de los valores obtenidos, lo que nos da una mejor representatividad de este
parámetro para nuestra área de estudio.
O
Tc%K0)"2L0 = MN TcL
Q
LP8
Para nuestro caso, se asumieron las ecuaciones de Kirpich y U.S. SCS por presentar
valores certeros para la respuesta de la microcuenca Tioyacu.
2.4.5 RESULTADOS.
A continuación, se presentan los resultados (ver cuadros N°7 al 10) e interpretación de
los análisis fisiográficos y morfológicos de la microcuenca en estudio.
2.4.5.1 CUENCAS APORTANTES O DE CONTROL.
2.4.5.1.1
MICROCUENCA APORTANTE TIOYACU.
La unidad hidrográfica de la quebrada Tioyacu es una microcuenca de 3°
orden, ya que el orden de corrientes es 3, hasta la unión con el río Mayo.
La cuenca de la captación por gravedad, cuenta con un área de 97.626
km2. La forma de la microcuenca aportante es de oval redonda a oval
oblonga de acuerdo al Coeficiente de Compacidad (1.77) con tendencia
media a las crecidas. El Factor de Forma (0.39) nos indica que la
microcuenca de control tiene forma alargada favoreciendo a los flujos
rápidos. El Radio de Elongación (0.354) nos muestra que el relieve
pronunciado es predominante y el Radio de Circularidad (0.442) nos
confirma que la microcuenca en estudio es alargada con lo cual la
morfología de esta intensifica las crecidas del cauce.
Gregory y Walling (1973) señalaron que cuando más redonda es una
cuenca más retardo existe entre el momento de precipitación y el
momento de crecida en la desembocadura, pero al mismo tiempo, más
acusada y súbita es la misma, y por tanto más alto el riesgo de
inundaciones (Sala y Gay, 1981). Los parámetros e índices de forma de la
microcuenca aportante Tioyacu nos indican que se esperan crecidas altas
con velocidades del mismo modo altas.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
48
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Respecto al relieve, la curva hipsométrica nos indica que se encuentra en
fase de madurez, posee un mediano potencial erosivo y que se encuentra
en equilibrio, la Altitud Media de la cuenca aportante de la captación
proyectada es de 938 msnm. La Pendiente Media de la microcuenca es
de 2.62% y la del Cauce Principal es de 4.26% lo que nos indica que los
flujos tendrán mediana velocidad en laderas y mediana a alta capacidad
erosiva. El Índice de Pendiente Global (19.513) clasifica al relieve de la
microcuenca como Moderado. Por último, el Coeficiente de Masividad
(9.751) nos indica que la microcuenca analizada tiene grandes desniveles
comparados con su área, y el Coeficiente Orográfico (0.10), utilizado en
la fórmula de pérdida de suelo de Fournier, nos indica que el relieve es
acentuado y cuenta con un alto riesgo erosivo y moderado arrastre de
sedimentos.
En cuanto al régimen la microcuenca aportante Tioyacu, puede
caracterizarse como permanente ya que cuenta con agua durante todo el
año, pero con un menor gasto sobre todo desde junio a setiembre en
general, debido principalmente al poco aporte de las precipitaciones de
esta parte de la selva de San Martín.
La Densidad de Drenaje (0.62) nos muestra que la microcuenca cuenta
con un drenaje regular; y un Coeficiente de Estabilidad (1.62).
Finalmente, ambos coeficientes, según Morisawa (1985), representan a
una microcuenca de mediana a baja capacidad de infiltración, con
cobertura vegetal densa y suelo rocoso poco resistente presumiblemente.
Cuadro N°7: Parámetros de forma de la microcuenca en estudio
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
49
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°8: Parámetros de Relieve de la microcuenca en estudio
Fuente: Elaboración Propia
Cuadro N°9: Parámetros de Drenaje de la microcuenca en estudio
Fuente: Elaboración Propia.
Cuadro N°10: Tiempos de concentración microcuenca en estudio
Tc (Horas)
Método
Ecuación de Kirpich
3.19 hr
Ecuación de R. Temez
4.68 hr
Ecuación del Soil Conservation Service of US
3.84 hr
Media
3.90 hr
Tiempo de concentración asumido.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
50
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°8: Microcuenca aportante quebrada Tioyacu, a nivel de Captación
proyectada por gravedad
Cuenca Aportante
Qda. Tioyacu
Área: 97.626 KM2
Captacion
Proyectada
Fuente: Elaboración Propia, DEM Alos Palsar.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
51
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3
MODELAMIENTO HIDROLOGICO - CÁLCULO DE LA OFERTA
3.1
INTRODUCCIÓN.
Una de las áreas más descuidadas en el análisis de series hidrometeorológicas es el
tratamiento de los datos históricos registrados por medición directa, por lectura o por
conteo. Aquí, tratamiento significa el ajuste de los datos históricos a una condición
homogénea, incluyendo la corrección de los posibles errores sistemáticos, la
completación y extensión de los mismos y la reducción de los datos a condiciones
naturales.
Por ello, la confianza de la hidrología como una disciplina científica está realmente
basada sobre la disponibilidad de suficientes datos (en cantidad y calidad) para verificar
las teorías alrededor del fenómeno natural. El hidrólogo que quiere desarrollar un
estudio hidrológico, se encuentra rodeado de un problema medular:
Nunca o no siempre hay suficientes datos disponibles en el lugar y en la forma correcta
que cubran su necesidad.
Para obviar estos inconvenientes, y primordialmente, se debe prestar la mayor
importancia y fijarse en el tipo de datos disponibles para examinar sus características y
confiabilidad de la información, lo cual se logra en forma eficiente planteándose y
solucionándose las siguientes interrogantes:
¿Es confiable la información disponible?
¿Está completa dicha información?
¿Es suficiente la información disponible?
La primera pregunta se soluciona realizando un análisis de consistencia de la
información disponible, mediante criterios físicos y métodos estadísticos que permitan
identificar, evaluar y eliminar los posibles errores sistemáticos que han podido ocurrir.
Las otras dos preguntas restantes se solucionan realizando los procesos de
completación y extensión de datos mediante metodologías confiables, pero recordando
que nada puede sustituir al dato original y directo, verificando cada vez que la
acumulación de nuevos datos permita mejorar los cálculos.
En el presente proyecto, La oferta hídrica se calculará teniendo como base la
microcuenca aportante de la quebrada Tioyacu a nivel de captación proyectada por
gravedad. Con ello, se tendrá a ese nivel, cuanto es el rendimiento bruto y neto
disponible en dichas cuencas, y ante las condiciones de operación del proyecto
(eficiencias de riego más altas que las actuales), cuantificar el volumen de derivación
y/o almacenamiento que se requiere para cubrir la brecha bajo esas circunstancias.
Existe, asimismo un volumen disponible en la quebrada Tioyacu, el cual fue otorgado al
Bloque de Riego “Tioyacu” (Canal Tioyacu – La Unión), por la ANA mediante la FODUA
(R.D. Nº642-2016-ANA/AAA-HUALLAGA), el cual se tomará como referencial, debido a
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
52
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
que este se ha obtenido de un aforo puntual en el mes de noviembre 2015 y la
precipitación efectiva mensual de la Estación CO-Naranjillo (1981 – 2010).
3.2
VARIABLES CLIMATICAS CONTEXTUALIZADAS
El clima en la microcuenca Tioyacu, cuenca media alta del río Mayo, está determinado
por los fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio de su atmósfera
en un tiempo considerable. Como en todo valle amazónico, tiene dos estaciones
marcadas, una estación muy lluviosa que abarca los meses de diciembre a marzo, en
ésta época las precipitaciones incrementan los caudales de la quebrada presentándose
siempre un superávit; y otra estación seca que abarca los meses de abril a noviembre
donde las precipitaciones son escasas y esporádicas. En ésta época disminuye el
abastecimiento de las cuencas de drenaje de la quebrada, presentándose un caudal
que en algunos meses son bajos.
En nuestro caso la información climatológica está constituida por los registros
Hidrometeorológicos de diferentes estaciones, y para la zona de estudio será necesario
regionalizar los datos climáticos con el fin de obtener parámetros a utilizar en el cálculo
de la demanda de agua.
Los Registros Hidrometeorológicos fueron obtenidos del Servicio Nacional de
Meteorología e Hidrología (SENAMHI), entidad que maneja la red de estaciones
meteorológicas e hidrométricas en el país.
3.2.1
HORAS DE SOL
Para este parámetro, se consideró a la estación CO-Naranjillo, por ser la más
cercana al ámbito del proyecto que cuenta con dicha información.
La variabilidad del mismo no es significativa de una estación a otra en la
cuenca media alta del río Mayo, por lo que se considera a dicha data como
representativa para la zona de cuenca aportante Tioyacu y también para las
áreas bajo riego.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
53
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: SENAMHI.
3.2.2
TEMPERATURA
La temperatura, es la variación del calor. A su vez esta varía con la altura,
latitud, humedad relativa, etc.
Para la generación de las temperaturas mínimas, medias y máximas en la zona
de estudio se utilizaron las ecuaciones empíricas de Regionalización de Datos
Térmicos, en la que interviene la altitud.
REGIONALIZACION DE DATOS TERMICOS
TEMPERATURA MEDIA
ESTACION
METEREOLOGICA
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
T.media
CO - MOYOBAM BA
879.0
23.4
23.3
23.3
23.6
23.6
23.3
23.1
23.2
23.6
23.9
24.0
23.7
23.5
CO - RIOJA
823.0
28.3
28.2
27.9
27.9
27.7
27.9
27.7
28.0
28.6
29.1
28.4
28.0
28.1
CO -NARANJILLO
880.0
23.4
23.3
23.4
23.7
23.6
23.2
22.7
23.0
23.4
23.9
24.0
23.8
23.4
INTERSEC. EN EJE
PENDIENTE
COEF. DE CORREL.
a
b
r
99.52
99.60
93.89
90.04
87.42
95.80
97.99
99.23
103.47 104.98
93.03
90.44
-0.09
-0.09
-0.08
-0.08
-0.07
-0.08
-0.09
-0.09
-0.09
-0.09
-0.08
-0.08
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
AREA DE ESTUDIO
LUGAR
MICROCUENCA TIOYACU
AREAS BAJO RIEGO
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
938.0
820.0
18.3
28.6
18.2
28.5
18.7
28.1
19.2
28.1
19.4
27.9
18.4
28.1
18.0
28.3
18.1
28.9
18.5
29.4
19.4
28.6
19.3
28.2
17.9
28.0
T.media
18.6
28.4
Fuente: Elaboración Propia en base a data del SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
54
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
REGIONALIZACION DE DATOS TERMICOS
TEMPERATURA MAXIMA ABSOLUTA MENSUAL
ESTACION
METEREOLOGICA
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
T.máx
CO - MOYOBAM BA
879.0
30.0
30.3
30.9
29.9
30.6
31.6
32.6
31.2
30.8
31.2
31.1
31.0
CO - RIOJA
823.0
30.0
29.8
30.4
35.0
29.5
38.0
36.6
32.1
31.7
30.7
31.5
31.3
CO -NARANJILLO
880.0
30.1
29.1
29.3
29.6
29.3
30.1
29.5
29.9
29.9
30.0
30.3
29.6
32.6
38.0
30.3
INTERSEC. EN EJE
PENDIENTE
COEF. DE CORRELACIÓN
a
b
r
28.62
31.93
35.15
111.07
23.18
142.27 117.88
55.99
52.00
33.15
43.24
46.39
133.989
0.00
0.00
-0.01
-0.09
0.01
-0.13
-0.10
-0.03
-0.02
0.00
-0.01
-0.02
-0.117
-0.67
0.14
0.23
1.00
-0.38
0.99
0.91
0.83
0.88
0.16
0.77
0.66
0.963
AREA DE ESTUDIO
LUGAR
MICROCUENCA TIOYACU
AREAS BAJO RIEGO
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
938.0
820.0
30.1
29.9
29.5
29.8
29.7
30.4
24.4
35.3
30.4
29.5
23.4
38.4
28.8
32.2
28.9
31.8
30.4
30.7
29.9
31.5
29.2
31.4
25.3
36.9
T.máx
30.4
38.4
Fuente: Elaboración Propia en base a data del SENAMHI.
REGIONALIZACION DE DATOS TERMICOS
TEMPERATURA MINIMA ABSOLUTA MENSUAL
ESTACION
METEREOLOGICA
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
T.mín
CO - MOYOBAM BA
879.0
17.0
15.5
16.0
16.5
16.4
16.4
16.5
16.3
16.9
17.1
17.1
16.9
15.5
CO - RIOJA
823.0
17.6
17.5
18.1
18.2
17.7
16.5
15.2
15.2
16.3
17.3
17.9
18.0
15.2
CO -NARANJILLO
880.0
18.1
17.8
17.9
18.0
17.0
15.9
16.2
16.2
16.9
16.9
16.4
17.4
15.9
INTERSEC. EN EJE
PENDIENTE
COEF. DE CORREL.
a
b
r
18.85
30.47
33.98
31.88
32.63
21.91
-1.06
0.38
6.84
21.67
35.11
29.82
#¡DIV/0!
0.00
-0.02
-0.02
-0.02
-0.02
-0.01
0.02
0.02
0.01
-0.01
-0.02
-0.01
#¡DIV/0!
0.09
0.41
0.55
0.59
0.90
0.69
-0.97
-1.00
-1.00
0.87
0.89
0.88
#¡DIV/0!
AREA DE ESTUDIO
LUGAR
MICROCUENCA TIOYACU
AREAS BAJO RIEGO
ALTITUD
msnm
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
MESES
JUN JUL
AGO
SET
OCT
NOV
DIC
938.0
820.0
17.4
17.6
15.7
17.6
15.8
18.1
16.3
18.2
15.7
17.8
15.7
16.5
17.3
15.2
17.6
16.2
16.6
17.3
15.5
18.0
16.3
18.0
17.5
15.1
T.mín
15.5
15.1
Fuente: Elaboración Propia en base a data del SENAMHI.
3.2.3
HUMEDAD RELATIVA
La humedad relativa como parámetro, tiene una fluctuación estacional muy
pequeña. Para la zona en estudio se utilizó la información promedio que ofrece
el SENAMHI de la Estación CO-Naranjillo, la cual posee características muy
similares de altitud y también la más cercana la zona del proyecto con este
parámetro, como se dijo anteriormente.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
55
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración Propia en base a data del SENAMHI.
3.2.4
EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL
La evapotranspiración potencial, es la cantidad de agua evaporada y
transpirada por la vegetación de tamaño corto, que cubre toda la superficie en
estado activo de crecimiento y con un suministro adecuado y continuo de agua.
La evaporación o uso consuntivo, es un factor determinante en el diseño de
sistemas de riego, incluyendo obras de almacenamiento, conducción,
distribución y drenaje.
Existen varios métodos para determinar la evapotranspiración potencial, siendo
los más comunes los métodos empíricos, lisímetros y tanques de evaporación.
Los métodos empíricos más conocidos y de mayor aplicación, son las
siguientes:






Método de Penman - Monteith.
Método de Blaney - Criddle.
Método de Radiación.
Método de Hargreaves.
Método de Cristiansen.
Método de Jensen - Haise.
Para la evaluación de la Evapotranspiración Potencial de la zona en estudio, se
utilizó la fórmula de Hargreaves III (Modificado para la realidad peruana) que
está afectada por un factor de altitud y se expresa de la siguiente manera:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
56
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
ETP = 0.0075*RSM*TMF*FA
RSM = 0.075*RMM*S1/2
RMM = Ra*DM
S = 100*n/N
N = DM*DL
TMF = (9/5)*TMC + 32
FA = 1 + 0.06*ALT
Donde:
ETP.: Evapotranspiración potencial (mm/mes).
RSM.: Radiación solar incidente mensual en su equivalente de
evaporación (mm/mes).
RMM.: Radiación extraterrestre en su equivalente de evaporación
(mm/mes).
Ra.: Radiación extraterrestre en su equivalente de evaporación
(mm/día),
DM.: Número de días del mes.
S.:
Porcentaje de horas de insolación (%).
n.:
Número de horas de sol mensual (Hr/mes).
N.:
Número de horas de sol máxima mensual (Hr/mes).
DL.: Número de horas de sol máxima media diaria probable (Hr/día),
TMF.: Temperatura media mensual (°F).
TMC.: Temperatura media mensual (°C).
FA.: Factor de corrección por altura.
ALT.: Altitud de la zona en estudio (Km).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
57
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°11: Microcuenca Aportante Tioyacu a nivel de captación proyectada por gravedad.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
58
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.2.5
PRECIPITACION
La precipitación se define como toda forma de humedad (lluvia, garúas,
granizos y nevadas), que cae sobre una determinada superficie de terreno, y
cuya principal fuente la constituye la evaporación desde la superficie de los
océanos, de los grandes espejos de agua (Ríos, Lagos, lagunas), entre otras.
La precipitación en la zona en estudio, es muy variable cada año,
caracterizándose períodos o años de escasa lluvia y abundancia de la misma.
Las neblinas mayormente se presentan en los meses lluviosos (diciembre a
marzo) generalmente por las mañanas, tanto en la parte alta y baja de la
microcuenca, acrecentándose fuertemente la humedad relativa favoreciendo la
incidencia de enfermedades fungosas a los cultivos y animales. En el presente
estudio se analizaron los datos de precipitación de estaciones cercanas y
envolventes a la zona del proyecto, tanto para la determinación de la demanda
hídrica de los cultivos, así como también para determinar la oferta y máximas
avenidas de la microcuenca Tioyacu.
3.2.5.1
ANALISIS DE LOS DATOS PLUVIOMETRICOS
Las precipitaciones en alturas de agua medidas con pluviómetros,
varían de un lugar a otro, y en un mismo lugar de un tiempo a otro,
éstas medidas constituyen un conjunto numeroso de datos, que por sí
solos no indican nada; por tal motivo se proceden a analizarlos y
sintetizarlos en pocos valores de fácil utilización en Proyectos
Hidráulicos. Para ello se recurre a la Estadística, escogiendo un
modelo matemático que represente el comportamiento de la lluvia en
la zona en estudio.
Para el análisis y tratamiento de la información pluviométrica se debe
seguir la siguiente secuencia:
 Registro Histórico de Precipitación Mensual
Para el presente estudio se han considerado las estaciones
ubicadas en las cercanías a la zona en estudio o que tengan
características similares.
Las estaciones hidrometeorológicas para el estudio, fueron las
siguientes:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
59
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°12: Estaciones Hidrometeorológicas involucradas para el análisis de
precipitaciones
Estación
Latitud
Longitud
Altitud
Estación CO - Naranjillo
05º 48' 34.7''
77º 23' 33.5''
880.00
Estación CO - Moyobamba
06º 02' 41.3''
76º 58' 5.6''
879.00
Estación CO - Rioja
06º 02' 50.2''
77º 10' 19.1''
823.00
Fuente: SENAMHI.
Figura N°9: Estaciones de precipitación consideradas.
CO-Moyobamba
Zona de
Proyecto
CO-Rioja
CO-Soritor
CO-Naranjillo
Fuente: Google Maps 2021.
 Uniformización de los Registros
Es muy frecuente, que en los Registros Hidrometeorológicos
falten datos, esto se debe por lo general a fallas instrumentales o
al ausentismo del operador. Para uniformizar las longitudes de los
registros incompletos se han procedido al llenado y/o extensión
de la información de acuerdo a los siguientes procedimientos:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
60
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
o
Confección de la matriz de correlación de Datos
Anuales
La confección de esta matriz tiene por finalidad cuantificar
la correlación que existe entre los datos de diferentes
estaciones de registro considerados para el presente
estudio.
El parámetro que describe el grado de correlación existente
entre una y otra estación de registro es el Coeficiente de
Correlación (r) y la información que mejor se correlaciona
es la Estación CO-Naranjillo (Estación índice) por contar
con datos completos y consistentes.
o
Completación y Extensión de la Información Mensual
Para este caso existen diversos métodos matemáticos
como el método de las proporciones, regresión lineal,
regresión matricial, de la razón normal y otros.
La completación y extensión de la información mensual se
ha desarrollado utilizando el método de la recta de
regresión basado en el registro completo (Estación índice) y
en algunos casos en base a la correlación mensual
desarrollada entre todas las estaciones utilizando las
ecuaciones obtenidas.
o
Registro de Precipitación Total Anual Uniformizado
Para la elaboración del estudio finalmente se han tomado
en cuenta las tres estaciones consideradas: CO - Naranjillo,
CO - Moyobamba y CO – Rioja por presentar buena
correlación entre si y para con la zona del proyecto. El
resultado de la información histórica consistente al año
2014, se muestra en los siguientes cuadros:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
61
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: SENAMHI.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
62
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración Propia en base a información de SENAMHI.
 Datos en color rojo, datos completados.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
63
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración Propia en base a información de SENAMHI.
 Datos en color rojo, datos completados.
 Completación de Datos
Para la completación de la data faltante de la estación CO-Moyobamba y CORioja, se recurrió a las ecuaciones de regresión lineal, en base a los datos de
la estación Patrón, CO-Naranjillo.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
64
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
El método de regresión lineal es uno de los más utilizados, y se recomienda
para la estimación de datos mensuales y anuales de la estación en estudio y
las de una estación cercana, que cuente con una estadística consistente y
observada. Para ello se requiere establecer una regresión y correlación lineal
entre una estación patrón y la estación que tenga carencia de información,
mediante una ecuación lineal de dos variables, del tipo:
Este método, a pesar de ser de muy fácil aplicación, no puede ser aplicado
indiscriminadamente, dado que es necesario saber si la calidad del ajuste es
buena o no. Una mala calidad del ajuste, puede llevar a la generación de
información sin consistencia, lo cual, en lugar de mejorar la situación, la
empeora por la agregación estadística de datos no representativos de la
realidad que se pretende estimar (UNESCO-ROSTLAC, 1982).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
65
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°13: Completación de datos de precipitación total mensual, Estación CO-Moyobamba. Base: Estación CO-Naranjillo.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
66
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cuadro N°14: Completación de datos de precipitación total mensual, Estación CO-Rioja. Base: Estación CO-Naranjillo.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
67
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
 Análisis de Doble Masa
La utilidad de las curvas de doble masa, radica en poder apreciar fácilmente la
calidad de la consistencia de datos. Cuando las curvas tienden a una línea
recta, se puede aseverar que el registro es consistente, y aquellas que
muestran registros inconsistentes, no deben ser consideradas, pues dicha
recta presenta quiebres.
Una vez uniformizados los registros (Período 1980 - 2014), se procede a la
elaboración de los gráficos de doble masa, llevando en ordenadas los valores
acumulados de las estaciones en estudio y en abscisa los valores acumulados
de un patrón, que consiste en el promedio de las estaciones consideradas en
el estudio.
Del Análisis de Consistencia de las Curvas de Doble Masa, se detecta lo
siguiente:
 Las Estaciones CO-Naranjillo y CO-Rioja presentan una tendencia análoga,
por su pertenencia a pisos ecológicos similares.
 La pendiente de la recta de la Estación CO-Moyobamba presenta una
pendiente más baja que las otras dos.
 Las tres estaciones no presentan saltos abruptos o quiebres significativos
en su pendiente de curva de doble masa, debido a la buena correlación
gráfica de sus datos. Dichas Estaciones satisfacen las exigencias de este
análisis, es decir, la linealidad de los mismos refleja su homogeneidad y
consistencia respecto al comportamiento regional, además, de ser las más
cercanas y envolventes a la zona del proyecto.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
68
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°10: Curvas de doble masa.
Fuente: Elaboración Propia
 Análisis Regional de Precipitación
De las Estaciones seleccionadas del Análisis de Doble Masa se
procede a desestimar las Estaciones que tienen precipitaciones
muy diferenciadas para obtener una correlación adecuada. En
este caso las tres estaciones consideradas correlacionan bien
entre sí, por lo que se utilizaran en el análisis y cálculo respectivo.
 Regionalización de la Información Pluviométrica

Relación de Precipitación-Altitud
Con la Información Pluviométrica seleccionada y consistente
de las precipitaciones media anuales en el período 1,980 –
2,014 de las 03 Estaciones mencionadas, se determina la
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
69
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
ecuación Precipitación - Altitud, utilizando la metodología de
correlación de Regresión Simple, siendo la siguiente:
Donde:
P:
H:
Precipitación media anual (mm).
Altitud (msnm).
Fuente: Elaboración Propia.

Precipitación Media Anual en la zona de estudio
Con la ecuación anterior, se hallan las precipitaciones medias anuales corregidas
de las diferentes Estaciones.
La precipitación media anual en la microcuenca aportante de la captación por
gravedad quebrada Tioyacu, se determinan considerando las tres estaciones
analizadas, por ser envolventes y por tanto representativas al ámbito de estudio, las
cuales se corrigen por altitud y por ubicación de la estación respecto a la zona de
interés del proyecto, tal como se muestra en el siguiente Cuadro, resultando las
siguientes expresiones:
Ecuación de precipitación generada para la Cuenca aportante de captación
proyectada por gravedad quebrada Tioyacu.
Ecuación de precipitación generada para las áreas bajo riego a beneficiar:
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
70
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración Propia.

Registros de Precipitación Generada
Con las ecuaciones de precipitación para la microcuenca aportante a nivel de presa
proyectada y área bajo riego, se calculan los Registros Hidrometeorológicos de
Precipitación en la zona de estudio.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
71
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
MICROCUENCA APORTANTE, CAPTACION POR GRAVEDAD TIOIYACU
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
72
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
AREAS BAJO RIEGO
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
73
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.3
GENERACION DE CAUDALES
3.3.1
CUENCA HIDROGRAFICA
Es el área de terreno, delimitada por una divisoria topográfica (Divortium
Acuarium), que capta la precipitación y drena el agua de escorrentía hasta un
colector común, denominado cauce principal. Cualquier curso de agua tiene
una cuenca bien definida y única en cualquier punto de su recorrido.
El estudio hidrológico de una cuenca, tiene por objeto cuantificar los recursos
hídricos disponibles, los caudales mínimos y máximos y las características
generales del ciclo hidrológico de la zona.
Como se mencionó anteriormente, el análisis de generación de caudales se
realizará para la unidad hidrológica microcuenca quebrada Tioyacu, fuente
hídrica de la alternativa de Captación por gravedad.
La Microcuenca aportante Tioyacu se origina de la recarga aguas arriba de
fuentes hídricas tales como cochas y depresiones en algunas cumbres de su
cuenca alta, los cuales van forjando el acuífero fisurado por el gran
intemperismo y la baja resistencia de las rocas que conforman este ambiente,
asimismo por la aun predominante cobertura arbórea y la infiltración
consecuente. El curso de aguas está constituido principalmente por la
quebrada Tioyacu, que desagua sobre la margen izquierda del rio Mayo,
afluente principal del rio Huallaga, cercana a la localidad de Atumplaya.
La delimitación de las cuencas de drenaje referido al punto de interés, se hizo
siguiendo las líneas divisorias de aguas y teniendo en cuenta que las líneas de
flujo son perpendiculares a las curvas de nivel de terreno y hasta un punto de
curso del cauce que vienen a ser las zonas de captación proyectada del
proyecto.
Haciendo uso de la imagen rasterizada de la zona 12-i e imágenes tipo DEM
(de resolución 12.5x12.5m), la cuenca hidrográfica del ámbito del estudio
cuenta con las siguientes características físicas y topográficas:
- Área de la cuenca aportante Tioyacu (ARc)
97.626 Km2
- Longitud de cauce principal de la Cuenca N.CPG. Tioyacu (Leq)
31.522 Km
- Cota más alta de la cuenca – N. CPG. Tioyacu (H1c)
1,650.00 msnm
- Cota más baja de la cuenca – N. CPG. Tioyacu (H2c)
824.00 msnm
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
74
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°11: Vista isométrica de la microcuenca aportante Qda. Tioyacu, Captación por
gravedad.
Microcuenca Tioyacu
(NIVEL DE CAPTACION
PROYECTADA)
Captacion
Proyectada
Fuente: Google Maps 2018.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
75
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Figura N°12: DEM de la microcuenca aportante Qda. Tioyacu, Captación por gravedad.
Microcuenca
Tioyacu
Captacion
Proyectada
Fuente: Elaboración Propia, DEM Alos Palsar.
3.3.2
SELECCION DEL MODELO HIDROLOGICO PARA LA GENERACIÓN DE
CAUDALES MEDIOS
La selección de un modelo hidrológico, obedece a la aplicación de métodos
probabilísticos y matemáticos en la generación de caudales.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
76
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Para el caso de la fuente para la captación por gravedad, quebrada Tioyacu, no
existen estaciones hidrométricas, ni tampoco estaciones pluviométricas, el
cálculo de la hidrología de la cuenca aportante se deberá realizar de forma
indirecta, regionalizando la precipitación de estaciones cercanas y utilizando
algún modelo de Precipitación - Escorrentía.
Para el cálculo teórico de los Caudales Medios Mensuales, se empleará el
Método Matemático Estocástico "Precipitación - Descarga", utilizando el
Modelo Markoviano de orden I, o Método de Lutz Sholtz, desarrollado en 1,980
por la Misión Técnica Alemana, como parte de un convenio con el Programa
Nacional de Pequeñas y Medianas Irrigaciones en el Perú.
Empleando la información de precipitación previamente tratada y regionalizada
de las estaciones base, características físicas de la cuenca y el uso de las
fórmulas empíricas del modelo, dan como producto los caudales mensuales
para el año promedio.
Con los caudales mensuales para el año promedio obtenidos, se toman los
valores del caudal actual Qt y el caudal anterior Qt-1 como valores
dependientes y la precipitación efectiva PEt como valores independientes. Con
estas variables se realiza la regresión múltiple, para obtener los parámetros
estadísticos B1, B2, B3, S y r, con los cuales se obtiene la ecuación [2], la que
también se conoce con el nombre de proceso Markoviano de primer orden, que
a su vez es la generadora de los caudales medios mensuales para periodos
extendidos.
Q t = B 1 + B 2 x Q t - 1 + B 3 x PE t + Z x S
1 - r2
Dónde:
Qt:
Qt-1:
PEt;
B1, B2, B3:
S:
r:
Z:
Caudal del mes actual (m3/s).
Caudal del mes anterior (m3/s).
Precipitación efectiva (mm).
Parámetros estadísticos.
Desviación de los residuos.
Coeficiente de correlación.
Números aleatorios con media igual a cero y
desviación estándar igual a uno (0,1).
Los métodos probabilísticos, preferentemente se aplican a cuencas que
carecen de información hidrométrica y los caudales generados son probables.
En cambio, los métodos determinísticos, son aplicables a cuencas que cuentan
con una información hidrométrica considerable (mínimo de 25 a 30 años), con
el cual se obtienen caudales más reales.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
77
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
La Microcuenca analizada en este estudio, no cuentan con información
hidrométrica propia, por lo tanto, se aplicarán los métodos probabilísticos para
determinar las descargas máximas y mínimas de las mismas.
El modelo hidrológico utilizado en el presente estudio, es el planteado por el
Plan Meriss II basado en un modelo Markoviano (modelo matemático) de
Orden 01, cuya aplicación ha sido difundido en el medio regional para la
elaboración y desarrollo de diversos proyectos locales como medio de
contrastación de resultados en función a las técnicas y procedimientos
empleados en cada sistema, y que de alguna manera contribuyen al mejor
entendimiento del problema de la generación de caudales.
El cálculo del modelo seleccionado se basa en la elección de la precipitación
mensual mediante el balance hídrico, teniendo en cuenta las características de
la cuenca en estudio y en función a modelos parciales para estimar las
variables de mayor importancia, como son; precipitación efectiva, retención de
la cuenca, coeficiente de agotamiento y escorrentía de manera que se emplee
y combine los factores de precipitación, evaporación y almacenamiento natural
en la cuenca para el cálculo de las descargas en forma de un modelo
matemático.
La generación de caudales para el año promedio se efectúa por medio de la
ecuación fundamental de Balance Hídrico mensual, propuesta por Fischer,
cuya expresión combina los factores meteorológicos con las características de
la cuenca, este balance hídrico es la lámina de agua que corresponde al
caudal mensual de escurrimiento.
Para períodos largos el gasto y el abastecimiento son iguales, es decir, la
retención de la cuenca no cambia a largo plazo. Para el año promedio una
parte fija de la precipitación se pierde por evaporación y es reemplazado por la
precipitación efectiva, que indica básicamente la parte de la precipitación total
mensual que causa el escurrimiento, de tal manera que el caudal mensual de
escurrimiento, queda determinado por la siguiente fórmula:
CMi = Pi - Di + Gi - Ai
PEi = Pi - Di
CMi = PEi + Gi - Ai
Dónde:
CMi:
Pi:
Di:
Gi:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
Caudal medio mensual (mm/mes).
Precipitación media mensual (mm/mes).
Déficit de escurrimiento (mm/mes).
Gasto de retención en la cuenca (mm/mes).
78
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Ai:
PEi:
3.3.2.1
Abastecimiento de la retención (mm/mes)
.
Precipitación efectiva mensual sobre la cuenca
(mm/mes).
DETERMINACION DE LA PRECIPITACION EFECTIVA
Para hallar la precipitación efectiva utilizada en la ecuación del
balance hídrico, se halla siguiendo la siguiente metodología:

Precipitación Efectiva Hidrológica
Para determinar la PE hidrológica, se cuenta con los métodos
propuestos por los Estados Unidos y son:
- Método del Water Power Resources Services (WPRS).
- Método del U.S. Bureau of Reclamation (USBR).
Para el presente estudio se utilizó el Método de la USBR bajo
el principio; que cuando aumenta la precipitación total
mensual disminuye la precipitación efectiva, y está
determinado por el siguiente Cuadro:
PRECIPITACION TOTAL
MENSUAL (mm)
PORCENTAJE DEL
AUMENTO (mm)
PRECIPITACION EFECTIVA
ACUMULADA (mm)
0 - 25.4
90 - 100
22.9 - 25.4
25.4 - 50.8
85 - 95
44.5 - 49.5
50.8 - 76.2
75 - 90
63.5 - 72.4
76.2 - 101.6
50 - 80
76.2 - 92.7
101.6 - 127.0
30 - 70
83.8 - 102.9
127.0 - 152.4
10 - 40
86.4 - 118.1
> 152.4
0 - 10
86.4 - 120.6
Fuente: USBR.
De acuerdo a este método es posible calcular una PE
máximo con un porcentaje de aumento alto para el caso de
una precipitación regular y un PE mínimo con un porcentaje
de aumento bajo para el caso de una precipitación irregular.
Por tanto, es razonable tomar un promedio para cada
precipitación media mensual, tal como se muestra en el
siguiente Cuadro:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
79
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
PRECIPITACION EFECTIVA HIDROLOGICA
METODO DEL USBR
PRECIPITACION
MEDIA
%PE
SUPERIOR
PREC. EFECT.
SUPERIOR
100
100
95
90
80
60
40
10
0
0.00
25.40
50.80
76.20
101.60
127.00
152.40
177.80
203.20
%PE
INFERIOR
0.00
25.40
49.53
72.39
92.71
107.95
118.11
120.65
120.65
PREC. EFECT.
INFERIOR
100
90
85
75
50
30
10
0
0
%PE
MEDIA
0.00
22.86
44.45
63.50
76.20
83.82
86.36
86.36
86.36
PREC. EFECT.
MEDIA
100.0
95.0
90.0
82.5
65.0
45.0
25.0
5.0
0.0
0.00
24.13
46.99
67.95
84.46
95.89
102.24
103.51
103.51
Fuente: USBR.
PRECIPITACION - PRECIPITACION EFECTIVA
140.00
PRECIPITACION EFECTIVA
120.00
100.00
PE SUP
80.00
PE INF
60.00
PE MED
40.00
20.00
0.00
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
PRECIPITACION
Fuente: Elaboración Propia
Para la determinación de la PE hidrológica, es necesario
contar con las precipitaciones mensuales probables al 75%
de persistencia.
La determinación matemática de la Precipitación Efectiva
(PE) establecida por la USBR, es una ecuación polinómica de
quinto grado del siguiente tipo:
PE = a0 + a1*P + a2*P2 + a3*P3+ a4*P4 + a5*P5
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
80
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Dónde:
PE:
P:
ai:
Precipitación efectiva generada (mm/mes).
Precipitación media mensual (mm/mes).
Coeficiente del polinomio, cuyo valor depende del
tipo de curva elegida.
Los valores de los coeficientes "ai" se hallan tabulados en el
siguiente Cuadro:
COEFICIENTES DE PRECIPITACIÓN EFECTIVA GENERADA
COEF. a
CURVA I
CURVA II
CURVA III
CURVA IV
a0
-0.018000
-0.021000
-0.028000
+0.06580
a1
-0.185000
+0.135800
+0.275600
+0.51260
a2
+0.001105
-0.002296
-0.004103
+0.00638
a3
-1204 E-8
+4349 E-8
+5534 E-8
-9.91 E-5
a4
+ 144 E-9
-89.0 E-9
+ 124 E-9
+2.90 E-7
a5
-285 E-12
-879 E-13
-142 E-11
+5.44E-10
En consecuencia, se generarán tres tipos de precipitaciones
efectivas para cuatro curvas, las cuales sé graficarán en
forma conjunta. Se debe tener en cuenta que las
precipitaciones medias mensuales antes de ser generadas no
deberán de exceder de los parámetros mostrados en el
siguiente Cuadro, en caso de que excedan se adoptarán las
fórmulas presentadas de manera directa para cada una de
las tres curvas:
ECUACIONES DE PE PARA PRECIPITACIONES
MEDIAS EXTREMAS (mm/mes)
CURVA I:
PE = P - 120.6 para P > 177.8
CURVA II:
PE = P - 86.4 para P > 152.4
CURVA III:
PE = P - 59.7 para P > 127.0
CURVA IV:
PE = P - 45.7 para P > 101.6
Las precipitaciones efectivas generadas se muestran en el siguiente Cuadro:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
81
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
CUENCA APORTANTE: MICROCUENCA DE CAPTACION POR GRAVEDAD TIOYACU
Fuente: Elaboración Propia en base al método descrito.

Precipitación Efectiva
Para hallar la precipitación efectiva para la cuenca en estudio,
primero, se gráfica las precipitaciones efectivas generadas
(cuatro en total), conjuntamente con la precipitación efectiva
al 75% de persistencia (PE75%).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
82
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
La curva extrema de la PE75% determinará entre que curvas
se encuentra la precipitación efectiva.
CUENCA APORTANTE: MICROCUENCA DE CAPTACION POR GRAVEDAD TIOYACU
Fuente: Elaboración Propia.
Fuente: Elaboración Propia.
Del cuadro y gráfico mostrado, se deduce que la PE75% está
dentro de las precipitaciones PE III y PE IV, por lo que se
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
83
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
podrá generar la precipitación efectiva (PE) mediante la
siguiente expresión:
PE = C3*PE III + C4*PE IV
Siendo: PE = C*P
C*P - SPE III
C3 = -----------------------SPE III - SPE II
C*P - SPE IV
C4 = ------------------------SPE IV - SPE III
Donde:
PE:
C3, C4:
PE III:
PE IV:
C:
P:
SPE III:
SPE IV:
Precipitación efectiva (mm/mes).
Coeficientes de interpolación.
Precipitación efectiva según la curva III
(mm/mes).
Precipitación efectiva según la curva IV
(mm/mes).
Coeficiente de escurrimiento.
Precipitación media anual (mm/año).
Sumatoria de las PE III mensuales para
todo el año (mm/año).
Sumatoria de las PE IV mensuales para
todo el año (mm/año).
Las precipitaciones efectivas para todos los meses del año,
se muestran en el siguiente Cuadro y fueron calculadas
mediante la ecuación de la PE hallada en el Cuadro
subsiguiente, cuyas expresiones son las siguientes:
Microcuenca de Captación por gravedad Tioyacu.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
84
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Áreas de riego.
Fuente: Elaboración Propia.
3.3.2.2
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA
Las expresiones y fórmulas consideradas para el cálculo del
coeficiente de escorrentía son empíricas, sin embargo, la expresión
que relaciona la Precipitación con la Escorrentía y que se ajusta
más a nuestra realidad es la de Justin, como se muestra a
continuación:
C=
Es
---P
S=
H1 - H2
--------------103*(AR) 0.5
Donde:
C: Coeficiente de escorrentía.
Es: Escorrentía efectiva (mm/año).
P: Precipitación media anual (mm/año).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
85
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
S: Pendiente media de la cuenca (m/m).
Y: Exponente con valores ajustados por Justin:
y = 2.0 P < 1000.
y = 1.9 1000 < P < 1800.
y = 1.8 1800 < P < 2500.
T: Temperatura media anual (°C).
H1: Cota del punto más alto (msnm).
H2: Cota del punto más bajo (msnm).
AR: Área de la cuenca (Km2).
El coeficiente de escorrentía hallado, se muestra en el
siguiente cuadro:
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia.
3.3.2.3
DETERMINACION DE LA RETENCION DE LA CUENCA
Para determinar la retención de la cuenca, previamente se
determina el almacenamiento hídrico.

Almacenamiento Hídrico
El almacenamiento hídrico de una cuenca, está dado por tres
tipos de almacenes naturales; los acuíferos, las lagunas y
pantanos y eventualmente las zonas nevadas.
La manera de obtener el almacenamiento hídrico, es
determinando la lámina de agua que ingresa a cada una de
las partes que actúan como almacenes para finalmente hacer
una sumatoria de la lámina total retenida en la cuenca.
Teniendo en cuenta el año promedio se estima que cada tipo
de almacén logra retener las lluvias de acuerdo al siguiente
Cuadro:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
86
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
CONTRIBUCION A LA RETENCION
TIPO
LAMINA ACUMULADA (mm/año)
PENDIENTE DE LA CUENCA (S)
ACUIFERO DE LA
NAPA FREATICA
LA = 315 – 750 x 
LAGUNAS Y PANTANOS
NEVADOS
2%
8%
15%
300
250
500
500
200
Los resultados de la lámina acumulada de agua anual y el
almacenamiento hídrico anual resultante se encuentran
respectivamente en los siguientes cuadros:
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia.
Fuente: Elaboración Propia.

Retención de la Cuenca
La retención total de la cuenca para el año promedio, por
definición es igual al gasto total (G) durante la estación seca
e igual al abastecimiento (A) durante la estación lluviosa.
Cuyo resultado se muestra en el Cuadro siguiente:
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
87
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.3.2.4
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE AGOTAMIENTO
Cuando las lluvias dejan de ser suficientes para alimentar el flujo en
el cauce existen reservas que drenan hacia él con caudales que van
disminuyendo conforme pasa el tiempo.
Para la determinación del coeficiente de agotamiento existen varias
ecuaciones que son utilizadas cuando la retención de la cuenca es
alta (arriba de 100 mm/año) y con vegetación mezclada:
a1 = - 0.00252 * ln (AR) + 0.034
a2 = - 0.00252 * ln (AR) + 0.030
a3 = - 0.00252 * ln (AR) + 0.026
a4 = - 0.00252 * ln (AR) + 0.023
Dónde:
a j:
Coeficiente de agotamiento.
AR: Área de la cuenca (Km2).
En el caso que las retenciones de la cuenca sean menores a
100 mm/año, se puede utilizar la ecuación empírica
desarrollada sobre la base de 19 cuencas en el Perú con un
coeficiente de regresión r = 0.86, la cual se indica:
a5 = 3.1249E67*AR-0.1144*ETP-19.336*TD-3.369*R-1.429
Dónde:
a:
AR:
ETP:
TD:
R:
Coeficiente de agotamiento.
Área de la cuenca (Km2).
Evapotranspiración potencial anual (mm/año).
Duración de la temporada seca (días).
Retención total de la cuenca (mm/año).
En el siguiente Cuadro, se aprecia la comparación de los
coeficientes de agotamiento siendo el "a1" el más apropiado
para la microcuenca en estudio.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
88
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia
3.3.2.5
DETERMINACION DEL GASTO DE RETENCION
Para obtener la lámina de descarga para cada mes en función a la
retención total de la cuenca, previamente se hallan las relaciones de
descarga entre el mes actual y el mes anterior.

Relación de descarga
Los caudales durante la estación seca son relacionados al
caudal del mes anterior mediante la siguiente expresión:
bi = e (- a * t)
Dónde:
bi:
e:
a:
t:

Relación entre la descarga del mes actual y del
mes anterior.
Base de los logaritmos neperianos.
Coeficiente de agotamiento.
Tiempo en días, a partir del primer mes de la
estación seca.
Gasto de Retención
La retención total de la cuenca durante los meses de la
estación seca, está dada por la siguiente relación:
bi
Gi = R * ------S bi
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
89
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Dónde:
Gi:
bi:
S bi:
R:
3.3.2.6
Gasto de la retención para el mes "i" en "t" días de
iniciada la estación seca (mm/mes).
Factor de descarga correspondiente al mes "i".
Sumatoria de los "bi" parciales de la estación seca.
Retención total de la cuenca (mm/año).
DETERMINACION DEL ABASTECIMIENTO DE RETENCION
La lámina de agua que es retenida durante la época de lluvias entra
en los almacenes naturales conforme estas van llegado a la cuenca,
por ello es necesario establecer durante qué meses y en qué
cantidades son depositados para servir luego al cauce y está
expresada por la siguiente ecuación:
Ai = %ai*R
Dónde:
Ai:
%ai:
R:
Abastecimiento de la retención mensual
(mm/mes).
Porcentaje de abastecimiento según el mes de
lluvia.
Retención de la cuenca (mm/año).
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia
3.3.2.7
GENERACION DE CAUDALES MENSUALES PARA EL AÑO
PROMEDIO
Los caudales mensuales generados para el año promedio (CMi) se
calculan haciendo uso de la ecuación del balance hídrico y luego se
convierten a caudales mensuales (Qt) considerando el área de
influencia de la cuenca aportante quebrada Tioyacu, para el caso
de la captación por gravedad proyectada, tal como se muestra en el
siguiente cuadro:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
90
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia.
3.3.2.8
GENERACION DE CAUDALES MENSUALES PARA PERIODOS
EXTENDIDOS
El modelo para la generación de series mensuales de caudal
consiste en una combinación de un proceso Markoviano de primer
orden con una variable de impulso. El elemento constitutivo del
modelo Markoviano es la autoregresión del evento en el tiempo t
con el mismo evento en tiempo anterior t-1.
La variable de impulso para descargas es la precipitación efectiva.
Para aumentar el rango de los valores generados y obtener una
aproximación adecuada a la realidad, se considera además una
variable aleatoria z.
La ecuación integral para la generación de caudales combinando
los componentes anteriormente descritos es:
Qt = B1 + B2*Qt-1 + B3*PEt + Z*S*(1 - r)1/2
Dónde:
Qt:
Qt-1:
PEt:
B1:
B2:
B3:
r:
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
Caudal del mes "t" generada (mm/mes).
Caudal del mes anterior (t-1) (mm/mes).
Precipitación efectiva del mes "t" (mm/mes).
Factor constante (Caudal básico).
Factor de influencia del valor Qt-1.
Factor de influencia del valor PEt.
Coeficiente de regresión.
91
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
S:
Z:
Sesgo o desviación de residuos.
Variable aleatoria tipo con los parámetros con
media igual a cero y desviación igual a uno de las
variables aleatorias empleadas.
Los valores de B1, B2, B3, r y S se obtienen por un cálculo de
regresión triple con el caudal generado como valor
dependiente, el caudal del mes anterior y la precipitación
efectiva del mismo mes durante el año promedio.
Las fórmulas estadísticas y el proceso de cálculo de estos
parámetros de regresión triple para la microcuenca a nivel de
captación proyectada Tioyacu, se aprecian en el Cuadro
siguiente:
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia.
Para iniciar el proceso de simulación de la serie sintética
extendida, es necesario elegir un valor inicial, el mismo que
puede hacerse de acuerdo a alguno de los siguientes
criterios:



Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
Empezar el cálculo en el mes para el cual se dispone
de un aforo, ó
Empezar con el caudal promedio anual de los
caudales generados, ó
Empezar con el caudal cero, calcular un año y tomar el
último valor como Qo.
92
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
En nuestro caso partiremos del promedio mensual de
caudales generados para el año promedio.
Finalmente, en la aplicación de la fórmula general para la
simulación de caudales se tomarán en cuenta los siguientes
parámetros estadísticos de la regresión triple, la precipitación
efectiva generada para PEi, el coeficiente aleatorio Z y el
caudal base calculado como el promedio anual de la serie
generada.
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia
3.3.2.9
CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO
Los resultados de la simulación de los caudales serán generados
para los períodos registrados: 1980 – 2014 y extendidos hasta el
2,021. Sin embargo, los resultados deben ser ajustados con valores
de condiciones de contorno. Estos deben ser datos reales de
campo.
Para el presente estudio Hidrológico, se han trabajado con datos de
aforo tomados en la sección transversal de la captación proyectada
(por gravedad), el día 12 de febrero del año 2021. El caudal aforado
fue de 0.805 m3/s para la quebrada Tioyacu.
De acuerdo a versiones de los pobladores aledaños, este volumen
es un poco menor del que la quebrada mantiene comúnmente en
este mes en promedio, el cual según el ciclo hidrológico estimado y
según la estacionalidad, pertenece al periodo de estiaje de la
misma.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
93
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Aforo en quebrada Tioyacu, zona de captación proyectada (12-02-2021).
Como dato adicional se tiene que al día 12-02-21 en el presente
mes solo se ha tenido precipitaciones la primera semana de dicho
mes (dato versión recopilado en campo con los beneficiarios del
proyecto, de la localidad de Atumplaya), por lo que es asumiremos
como valor representativo del caudal medio mensual para el mes
de febrero 2021, el valor aforado de 0.805 m3/s (valor
conservador). Este valor se tomará en cuenta como dato de
calibración del método estocástico desarrollado para la generación
de caudales. Se ajustaron los valores de la tabla Qt-1 hasta obtener
en el mes de febrero del año 2021 como caudal medio mensual a
este valor, dando por finalizada la calibración.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
94
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
95
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia.
Los resultados de la simulación de los caudales y calibración
del método serán generados para los períodos registrados
(1,980 - 2,014), y extendidos hasta el año 2,021, se muestran
a continuación.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
96
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Microcuenca de captación por gravedad Tioyacu:
Fuente: Elaboración Propia.
Se observa que la calibración de la serie ha sido dada, al caudal de aforo mencionado (0.805 m3/s).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
97
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.3.3
ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS
3.3.3.1
MICROCUENCA
APORTANTE
QUEBRADA
CAPTACION PROYECTADA POR GRAVEDAD
TIOYACU,
La determinación de la máxima avenida de acuerdo a un período de
retorno establecido es de suma importancia para la seguridad de las
obras hidráulicas, ya que puede ocasionar la falla de dichas obras o
daños mayores.
La falta de registros de caudales máximos y mínimos en la zona de
estudio, nos obliga a emplear metodologías empíricas para el
cálculo indirecto de caudales extremos.
En el presente estudio utilizaremos el método del Hidrograma
Unitario del Soil Conservation Service of U.S., apoyado en el
método de Momentos Indirectos con las distribuciones extremas de
Gumbel, Log-Normal y Log - Pearson de tres parámetros, para la
data de precipitaciones máximas diarias de las estaciones CONaranjillo, CO-Soritor y CO-Rioja, periodo 1,987 – 2,019.
El Método del Hidrograma Unitario S.C.C. U.S., es utilizado con
buenos resultados para cuencas de hasta 1,000 Km2 de superficie
y con un coeficiente de escorrentía que pueden variar entre 0.20 a
0.95, la misma que es calculada por las Ecuaciones de Kirpich y del
SCS US. La máxima avenida se determinará mediante las
siguientes expresiones:
Tb = 2.67*Tp
Tp = 0.5*D + 0.6*Tc
qp = 0.208*A/Tp
Qp = qp*Pp.efec.
donde :
2
A: Área de la cuenca en Km
D: Duración de la lluvia en horas
Tc: Tiempo de concentración
Tb: Tiempo base del Hidrograma Unitario en horas
Tp: Tiempo pico al Qmáx. en horas
3
qp: Caudal pico al Tp. en m /s/mm
3
Qp: Caudal en m /s
Donde, el caudal máximo en la zona de embalse, se asumirá como
el valor pico del Hidrograma.
3.3.3.1.1
TIEMPO DE RETORNO DE LA MAXIMA AVENIDA DEL PROYECTO
El tiempo de retorno de una avenida máxima para un proyecto, está en
función al riesgo de falla que se asigna a la estructura dentro del horizonte
de la vida útil de la misma en términos de probabilidad de que el evento
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
98
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
máximo, en estas condiciones sea igualado o superado al presentarse
precipitaciones pluviales y es calculado por la fórmula de Weibull:
Tr =
1/p
J=
1 - (1 - p)n
Tr:
p:
J:
n:
Tiempo de retorno (años).
Probabilidad de un evento enésimo.
Riesgo de falla.
Vida útil del Proyecto (año).
Dónde:
Dadas las condiciones de flujo y la importancia que representa la
ubicación de la captación, se considera un porcentaje de riesgo de falla
del 22%, en la cual no causará daños mayores a personas ni propiedades
en el caso de llevarse a cabo dicho evento extraordinario, y una vida útil
que se estima en 25 años, como duración razonable para estructuras de
esta naturaleza. En el Cuadro siguiente se muestra el análisis de riesgo
para diferentes eventos de retorno.
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
VIDA UTIL DEL
PROYECTO
años
20
20
20
20
20
20
25
30
30
30
30
30
30
50
50
50
50
50
50
100
100
100
100
100
100
RIESGO DE
FALLA
%
5
10
15
20
25
30
22
5
10
15
20
25
30
5
10
15
20
25
30
5
10
15
20
25
30
PERIODO DE
RETORNO
años
390
190
124
90
70
57
100
585
285
185
135
105
85
975
475
308
225
174
141
1950
950
616
449
348
281
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
99
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.3.3.1.2
TIEMPO DE CONCENTRACION DE LAS AGUAS
El tiempo de concentración de las aguas en una cuenca, es el tiempo de
flujo desde el punto más alejado hasta la salida de la cuenca.
Para determinar el tiempo de concentración existen varias expresiones
experimentales y para el caso particular del presente estudio, se ha
elegido los métodos o ecuaciones de Kirpich y la del SCS US. Los
resultados se presentan en el cuadro Nº10.
3.3.3.1.3
CAUDAL MAXIMO DE DISEÑO
Aplicando el método del Hidrograma Unitario S.C.S. U.S., se halla el
caudal máximo de diseño y para lo cual es necesario contar con el
coeficiente de escorrentía.
El coeficiente de escorrentía fue calculado previamente mediante la
Ecuación de Justin, que relaciona los factores, tales como; pendiente
promedio de la cuenca, precipitación promedio anual y temperatura
promedio de la cuenca.
El caudal máximo de diseño consistirá en el cálculo de tres valores:
-
El primero, dado por la microcuenca aportante a nivel de captación
proyectada por gravedad Tioyacu; con él, se diseñarán las obras de
toma y protección de la bocatoma; bajo este criterio, el caudal
máximo calculado para este caso, se obtendrá igualmente con el
Hidrograma unitario S.C.S., aunado a un tránsito de dicha máxima
avenida por sobre toda la cuenca aportante de 97.626 Km2,
asumiendo una duración de tormenta de 24 horas.
En los cuadros siguientes, se muestra la secuencia de cálculo del
caudal de máxima avenida generado por el método del Hidrograma
Unitario SCS para el período de retorno TR=100 años (Vida útil del
proyecto: 25 años, Riesgo de falla de la estructura de captación:
22%).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
100
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cálculo de la precipitación efectiva respecto a la serie de precipitaciones máximas de diseño,
Microcuenca aportante de captación proyectada por gravedad, quebrada Tioyacu.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
101
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cálculo del Hidrograma Unitario SCS US
Microcuenca aportante de captación proyectada por gravedad, quebrada Tioyacu.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
102
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del Servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Cálculo del tránsito de la máxima avenida
Hidrograma de tormenta, Microcuenca aportante de captación proyectada por gravedad, quebrada Tioyacu.
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
103
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
El procedimiento considera el caudal máximo generado
para un período de retorno de 100 años, es decir, el caudal
máximo generado por la precipitación máxima obtenida del
método de momentos indirectos, la cual según el mejor
ajuste de curva considera a la distribución extrema Gumbel
EVI como la que mejor correlaciona frente a las otras dos
mencionadas mediante el ajuste de curva del método de
Nash, con la que finalmente se obtiene el caudal de
máxima avenida.
Microcuenca aportante de captación proyectada por gravedad, quebrada
Tioyacu (TR100).
Fuente: Elaboración Propia
Cuenca ap ortante
Q d a. T ioy acu
TR
Q (mcs)
10
51.6
20
73.5
50
108.8
100
138.0
500
212.9
Fuente: Elaboración propia.
Finalmente, se tiene que:
Qmáx = 138.0 m3/s. (Microcuenca aportante a nivel de captación
proyectada por gravedad, quebrada Tioyacu).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
104
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
3.3.4
ANALISIS DE CAUDALES MINIMOS
El análisis de caudales mínimos, consiste en el análisis de sequias, y se
definen generalmente como los valores mínimos anuales de los parámetros
diarios de una variable hidrológica.
En este apartado, de la misma forma, se ha determinado el caudal de estiaje
que en algún momento puede llegar a ocurrir en la cuenca aportante del
proyecto, microcuenca aportante Tioyacu.
Para el análisis de descargas mínimas, en la microcuenca de la quebrada
Tioyacu, se empleó la distribución de predicción de Gumbel, que permite
calcular probabilísticamente los valores de las descargas mínimas para los
distintos períodos de retorno (T), con una variación desde un año hasta mil
años, etc. Esta ley está dada por la siguiente ecuación:
F(Y)= E +(  - E ) e
( wx L )
Donde:
F (y):
E:
Θ:
w:
L:
e:
Probabilidad estadística dada por la curva de
caudales mínimos clasificados.
Sequía mínima.
Sequía característica.
Variable reducida.
Parámetro.
Exponente.
La información de caudales mínimos generados del período (1,980 - 2021),
para la microcuenca aportante Tioyacu, son utilizados en la distribución
Gumbel para calcular los caudales extremos mínimos, con los cuales,
encontraremos probabilísticamente las descargas mínimas de la quebrada a
nivel de la cuenca aportante de la captación proyectada
por gravedad; siendo la ecuación de predicción la siguiente:
El estudio estadístico de las sequías con fines de predicción es importante
como fuente de información para la construcción de represas, plantas
hidroeléctricas, captaciones y reservorios, siendo su papel decisivo en la
solución de problemas originados por la contaminación ambiental.
En el Cuadro siguiente se muestran los caudales mínimos generados, para la
microcuenca de captación por gravedad Tioyacu, en base a datos del período
1,980 – 2,021.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
105
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Microcuenca aportante de captación proyectada por gravedad, quebrada Tioyacu.
Fuente: Elaboración Propia
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
106
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
El caudal mínimo calculado para el estudio, a nivel de la microcuenca de la
captación por gravedad Tioyacu, para un período de retorno de 20 años, es
1.009 m3/s, lo que implica que la fuente hídrica en al menos una vez en un
periodo de 20 años, va a llegar a tener dicho caudal.
3.3.5
CAUDAL ECOLÓGICO Y CAUDAL DISPONIBLE
El concepto de caudal ecológico parte de la base de que un cauce fluvial debe
tener un caudal mínimo que garantice el desarrollo de una vida igual, o al
menos parecida a la que existía anteriormente en la zona.
Podemos denominar como caudal ecológico al mínimo caudal de referencia
que debería desaguar la presa para mantener la capacidad biogenética de la
laguna y del río aguas abajo de la misma y a niveles similares a la situación
inicial.
Esta sería una situación como ejemplo. En todo caso el caudal deberá
mantenerse en valores mínimos que aseguren la supervivencia del sistema
ecológico.
Existen diferentes criterios para determinar este caudal, los que se basan en
investigaciones científicas del comportamiento del ecosistema, y los que se
basan en cálculos estadísticos, de los cuales se ha considerado la normativa
del ANA, R.J. Nº154-2016-ANA, se describe que el caudal ecológico referencial
(teórico) se define como el caudal al 95% de persistencia.
Finalmente, considerando que el proyecto se desarrolla en la cuenca media a
baja, hablar de caudal ecológico es intrascendente, ya que a este nivel de la
misma en donde se desarrolla el proyecto, el desarrollo ecológico de todas las
especies en su mayoría se han dado cuenca arriba.
A nivel de Captación proyectada por gravedad, el proyecto teóricamente
deberá prever un caudal excedente de descarga por el cauce, no menor a los
siguientes valores mensuales, así como también, la siguiente oferta disponible:
Fuente: Elaboración Propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
107
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
4
DEMANDA HIDRICA DEL PROYECTO
4.1
INTRODUCCIÓN.
Aguas abajo de la ubicación de la captación por gravedad (o aguas arriba en el caso de
la captación por bombeo), se va a tener principalmente un tipo de uso de agua: el
agrícola. El agua de uso pecuario y energético son aguas que retornan al cauce del río,
que pueden ser aprovechadas para el uso agrícola, en otras localidades aguas abajo
de las captaciones proyectadas si sucediera el caso. Asimismo, no existen otros usos
aguas debajo de la zona de captación por gravedad, o de la captación por bombeo,
como por ejemplo el poblacional.
4.2
DEMANDA AGRÍCOLA
Para el cálculo de la demanda de agua agrícola se ha empleado la metodología
recomendada por la FAO, la cual se divide el cálculo en tres etapas: (1)
Evapotranspiración Potencial, en función de la Temperatura (Máxima, media y mínima),
la Humedad Relativa, la Velocidad del Viento y las Horas de Sol, mediante tres
metodologías: Hargreaves I (HS, R, T), Hargreaves II (HR, T) y Penman – Monteith
FAO; (2) Precipitación Efectiva y (3) La Demanda Neta o necesidades hídricas, con
información de cultivos: duración de las distintas etapas de crecimiento por cultivo
(meses), coeficiente de cultivo por etapa de crecimiento (kc), entre otros.
4.2.1
CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL
El cálculo de la evapotranspiración potencial para el área bajo riego, se ha
estimado en base a los datos de las estaciones CO-Naranjillo, CO-Moyobamba
y CO-Rioja, las cuales se presentan envolventes y cercanas a las áreas bajo
riego. Estas cuentan con registros de todos los parámetros para la aplicación
del método Penman Monteith, utilizado por la FAO, y de los métodos de
Hargreaves descritos; es decir que cuentan con información de temperaturas
mensuales medias, máximas y mínimas, humedad relativa media mensual,
velocidad del viento media mensual, insolación u horas de sol y precipitación
total mensual.
a) Precipitación:
La variación de la precipitación regionalizada promedio total mensual en
la zona agrícola a beneficiar, período 1980 – 2014, varía de 59.5 mm, en
el mes de Julio a 186.1 mm en el mes de marzo, concentrándose la
mayor incidencia en los meses de octubre a mayo. El promedio anual es
de 1,452.4 mm. Sin embargo, las características de sus periodos
estacionales varían muy regularmente de un mes a otro, predominando
los periodos de estiaje.
En el Cuadro siguiente, se describe su variación mensual, así como
también se puede observar la precipitación efectiva obtenida a través del
método del Boreau of Reclamation de los EE.UU (USBR).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
108
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración propia.
b) Temperaturas Medias, máximas y mínimas:
La temperatura media mensual varía desde 27.9ºC en el mes de mayo a
29.4ºC en el mes de octubre, y un valor medio multianual de 28.4ºC. La
temperatura máxima varía desde 38.4ºC en el mes de junio a 29.5ºC en
el mes de mayo. La temperatura mínima varía desde 18.2ºC en el mes
de abril a 15.1ºC en el mes de julio.
c) Humedad Relativa:
La humedad relativa media mensual varía desde 78.5% en el mes de
agosto a 84.3% en los meses de febrero y marzo, con un promedio
multianual de 82.3%.
d) Velocidad del Viento:
La velocidad del viento media mensual varía desde 41.6 Km/d en el mes
de diciembre a 68.3 Km/d en el mes de abril, con un promedio
multianual de 55.3 Km/d.
e) Horas de Sol
Las horas de sol diarias efectivas medias mensuales varían desde 2.6
horas en el mes de febrero a 6.1 horas en el mes de agosto, con un
valor medio multianual de 4.4 horas diarias, estos valores son normales
en las épocas de lluvias; las horas de sol diarias son más bajas en
relación al período de avenida.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
109
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Elementos Meteorológicos en la zona de áreas a irrigar con el proyecto
PARAMETROS
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
NOV
DIC
Tmax (ºC)
29.9
29.8
30.4
35.3
29.5
38.4
36.9
32.2
31.8
30.7
31.5
31.4
Tmin (ºC)
17.6
17.6
18.1
18.2
17.8
16.5
15.1
15.2
16.2
17.3
18.0
18.0
HR media (% )
83.8
84.3
84.3
84.0
83.0
82.5
81.0
78.5
79.5
80.8
81.5
83.7
HR min (% )
54.06
54.58
54.52
45.10
54.96
35.86
35.00
41.36
44.75
49.79
50.23
51.92
Vel. del Viento (km/d)
48.7
52.6
52.6
68.3
51.8
51.8
52.6
66.0
62.1
66.8
48.7
41.6
Horas de Sol
3.49
2.61
3.04
4.22
4.51
5.05
5.15
6.14
5.11
5.07
4.72
3.48
Descripción
Tem peratura Media Mensual.
und
ºC
Ene
Feb
28.6
28.5
Mar
28.1
Abr
28.1
May
Jun
27.9
Jul
28.1
Ago
28.0
28.3
Sep
28.9
Oct
29.4
Nov
28.6
Fuente: Elaboración propia.
Para el cálculo de la evapotranspiración potencial se han utilizado los métodos
indirectos de Hargreaves I (HS, R, T), Hargreaves II (HR, T) y el método de
Penman Monteith modificado por la FAO.
De acuerdo a los resultados, se ha optado por el promedio de los métodos
descritos, descartando para este caso los otros dos métodos, por presentar
valores extremos.
4.2.2
CALENDARIO DE SIEMBRA Y CÉDULA DE CULTIVOS
En el calendario de siembra y cedula de los cultivos, considera como único
cultivo al más predominante y el que más aptitudes de desarrollo tanto por la
demanda del mercado como expectativa a futuro cuenta: El Arroz.
El área que se atenderá con el proyecto, según la oferta disponible, será de
2,042.11 ha para la Primera Campaña y 1,025 ha para la Segunda Campaña.
En la siguiente Figura, se presenta el área de siembra.
Área Bajo Riego a beneficiar
CULTIVO
ÁREA
%
ARROZ (1ra Campaña)
2,042.11
Ha
66.6%
ARROZ (2da Campaña)
1,025.00
Ha
33.4%
3,067.11 Has.
100.0%
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
110
Dic
28.2
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Calendario de Siembra y Cedula de Cultivo del Área Bajo Riego a beneficiar
C ALE ND ARIO D E INTE NC IÓN D E S IE MBRA
ÁREA
CULTIVOS BASE
MES ES
(Has)
E
F
M
A
M
J
J
ARROZ (1ra Campaña)
2,042.11 ======== ======== ======== ======== ======== ========
ARROZ (2da Campaña)
1,025.00
TOTAL
3,067.11
A
S
O
N
D
CULTIVOS DE
ÁREA
ROTACIÓN
(Has)
======== ======== ======== ======== ======== ========
2,042.1
.
2,042.1
.
2,042.1
.
CULTIVO BASE
.
.
2,042.1
2,042.1
2,042.1
1,025.0
1,025.0
.
.
.
.
========
.
.
.
CULTIVO ROTACIÓN
.
.
.
1,025.0
.
.
1,025.0
1,025.0
.
.
---------------.
.
.
1,025.0
-
.
.
.
.
Fuente: Elaboración propia.
4.2.3
COEFICIENTES DE USO CONSUNTIVO (KC).
Para la determinación de los coeficientes del cultivo se ha tenido en
consideración las etapas de crecimiento de los cultivos de acuerdo al
documento bibliográfico FAO 24. Las fases o períodos vegetativos de las
plantas son: Inicio, desarrollo, mediados y final. En el siguiente cuadro, se
presentan los valores calculados (Ver proceso de cálculo en anexos) del Kc de
los cultivos señalados en la cédula del proyecto.
C É D ULA D E C ULTIVO
CULTIVOS BASE
ÁREA
Ha
Modalidad de Cultivo
%
ARROZ (1ra Campaña)
2,042.11
66.58%
ARROZ (2da Campaña)
1,025.00
33.42%
3,067.11
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
B
B
B
B
B
B
100.00% 2,042.1
.
Fuente: Estudio Agologico.
.
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
B
B
B
B
B
B
2,042.1
2,042.1
2,042.1
2,042.1
2,042.1
1,025.0
1,025.0
1,025.0
1,025.0
1,025.0
1,025.0
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Ene
1 ARROZ (1ra Campaña)
2 ARROZ (2da Campaña)
12
0.48
0.48
Feb
1.02
1.02
Mar
1.08
1.08
Abr
1.09
1.09
May
0.98
0.98
Jun
Jul
CULTIVOS DE
ÁREA
ROTACIÓN
Ha
-
.
CULTIVOS DE
Uso Consuntivo
CULTIVOS BASE
Kc ponderado
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
ROTACIÓN
0.45
0.45
0.48
1.02
1.08
1.09
0.48
1.02
1.08
1.09
0.98
0.45
0.98
0.45
Fuente: Elaboración propia.
4.2.4
REQUERIMIENTO HÍDRICO DE LOS CULTIVOS.
Con la información climática y de cultivos: ETP, cédula de cultivos, inicio de
siembra y final, coeficientes de cultivos y sus características de desarrollo y
porcentajes de siembra en función del área total, se procedió al cálculo de los
requerimientos netos de agua de los cultivos en las 2,042.11 ha y 1,025.00 ha
de la Primera y Segunda Campaña a beneficiar.
Se ha estimado una eficiencia de riego de 40% (riego por superficie), y una
eficiencia del sistema de 32.4%, que es un valor promedio para un proyecto
que involucra el mejoramiento de la infraestructura primaria (captación y
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
111
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
conducción) y el riego por superficie, con capacitación y asistencia técnica. Los
requerimientos de agua bruto de los cultivos se han obtenido a partir de los
requerimientos netos. En los cuadros siguientes se presentan los
requerimientos brutos de agua, para las tres modalidades de cálculo de
evapotranspiración potencial.
5.85
Eficiencia de Riego:
32.4%
(Asumido, 90% Efic.Captacion; 90% Efic.Conduccion; 40% Efic.Aplicacion)
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
112
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Demanda Hídrica de los cultivos – Eto Hargreaves I (HS, RE, T)
DEMA NDA D E A G UA CO N PR ECIPIT A C IÓ N EFECT IVA A L 75%
3
( En miles m )
E
Precipitación Efectiva Mensual al
75%
CULTIVOS BASE
Área Cultivada
ARROZ (1ra Campaña)
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
124.04
98.09
114.58
123.79
120.80
119.32
126.67
148.04
141.02
152.01
139.80
121.57
mm
61.99
101.03
121.83
81.39
42.31
16.40
12.96
18.83
31.54
77.91
81.76
78.26
mm
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
Has
120.75
3,387.27
4,820.25
2,350.38
1,513.49
4,158.04
3,820.52
2,784.92
1,762.42
-
-
-
ARROZ (2da Campaña)
CULTIVOS DE
Evapotranspiración Potencial
F
DMA - TOTAL
-
-
120.75
3,387.27
4,820.25
2,350.38
1,513.49
4,158.04
3,820.52
2,784.92
1,762.42
-
1,000 m 3
Q 24 hrs
-
-
0.045
1.307
1.800
0.907
0.565
1.552
1.474
1.040
0.680
-
m 3/seg
Mr - Módulo de Riego
-
-
0.02
0.64
0.88
0.44
0.55
1.51
1.44
1.01
0.66
-
l/seg/Ha
1.80
m 3/seg
1,800
l/seg
Caudal de Diseño
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
113
ROTACIÓN
Método de Hargreaves Modificado, en función a Porcentajes de Horas de Sol Posibles, Radiación Extraterrestre y Temperatura.
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Demanda Hídrica de los cultivos – Eto Hargreaves II (HR, T)
DEMA NDA DE A G UA C O N PR EC IPI T A CI Ó N EFECT I VA A L 75%
3
( En miles m )
Precipitación Efectiva Mensual
al 75%
CULTIVOS BASE
Área Cultivada
ARROZ (1ra Campaña)
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
138.41
122.37
130.39
118.04
113.55
106.59
119.39
136.56
142.95
151.97
143.41
137.52
mm
61.99
101.03
121.83
81.39
42.31
16.40
12.96
18.83
31.54
77.91
81.76
78.26
mm
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
ha
280.22
1,460.98
1,196.99
2,991.63
4,370.92
1,989.39
1,403.03
3,789.26
3,886.23
2,783.54
1,874.69
-
ARROZ (2da Campaña)
CULTIVOS DE
Evapotranspiración Potencial
E
DMA - TOTAL
280.22
1,460.98
1,196.99
2,991.63
4,370.92
1,989.39
1,403.03
3,789.26
3,886.23
2,783.54
1,874.69
-
1,000 m 3
Q 24 hrs
0.105
0.604
0.447
1.154
1.632
0.768
0.524
1.415
1.499
1.039
0.723
-
m 3/seg
Mr - Módulo de Riego
0.05
0.30
0.22
0.57
0.80
0.38
0.51
1.38
1.46
1.01
0.71
-
l/seg/Ha
1.63
m 3/seg
1,632
l/seg
Caudal de Diseño
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
114
ROTACIÓN
Método de Hargreaves, en función a Humedad Relativa y Temperatura.
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Demanda Hídrica de los cultivos – Eto Pennman Monteith FAO
D EMA ND A D E A G UA CO N PR ECI PIT A C I Ó N EFEC T IVA A L 75%
3
( En miles m )
Método de Penman - Monteith modificado por la FAO.
Precipitación Efectiva Mensual
al 75%
CULTIVOS BASE
Área Cultivada
ARROZ (1ra Campaña)
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
87.61
78.86
95.83
113.63
101.95
115.93
118.51
122.66
111.48
109.80
96.93
86.76
mm
61.99
101.03
121.83
81.39
42.31
16.40
12.96
18.83
31.54
77.91
81.76
78.26
mm
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
2,042.11
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
1,025.00
ha
2,688.30
3,652.12
2,254.43
1,389.69
3,343.11
2,811.10
1,327.33
428.89
-
-
-
-
ARROZ (2da Campaña)
CULTIVOS DE
Evapotranspiración Potencial
F
DMA - TOTAL
-
-
-
2,688.30
3,652.12
2,254.43
1,389.69
3,343.11
2,811.10
1,327.33
428.89
-
1,000 m 3
Q 24 hrs
-
-
-
1.037
1.364
0.870
0.519
1.248
1.085
0.496
0.165
-
m 3/seg
Mr - Módulo de Riego
-
-
-
0.51
0.67
0.43
0.51
1.22
1.06
0.48
0.16
-
l/seg/Ha
1.36
m 3/seg
1,364
l/seg
Caudal de Diseño
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
115
ROTACIÓN
E
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
DMA
(MM3)
MÉTODO
DEMANDA - Eto HARGREAVES I (TF, RMM, S):
m3/s
4,820.25
1.80
l/s
DTA
(MM3)
1,799.67
24,718.03
DEMANDA - Eto HARGREAVES II (HR, T):
4,370.92
1.63
1,631.91
26,026.87
DEMANDA - Eto PENMAN/MONTEITH FAO:
3,652.12
1.36
1,363.54
17,894.96
Método elegido:
Promedio de Demandas Eto Hargreaves I, Eto Hargreaves II y Eto Penman - Monteith FAO.
Se tiene finalmente:
DDA
(m3/s)
DDA
(l/s)
DDA
(MM3/año)
1.60
1,598
22,879.96
Fuente: Elaboración propia.
4.2.5
OTRAS DEMANDAS EXISTENTES
Las localidades de Atumplaya y aledañas, cuentan con el servicio de agua
potable, pero la fuente hídrica no es la quebrada Tioyacu.
Aguas arriba de la captación proyectada por gravedad, sobre la quebrada
Tioyacu, no existe derivación alguna, solo algunos usuarios clandestinos que
bombean a su predio agrícola el recurso. Por consiguiente la demanda de usos
existentes afectada al proyecto, es nula.
4.2.6
DEMANDA TOTAL
La demanda total viene a ser la adición de todas las demandas en la zona del
proyecto las cuales utilizan el agua de las fuentes hídricas. Al no existir otra
actividad de uso del recurso hídrico que el agrícola, la demanda total viene a
ser numéricamente igual a la demanda agrícola calculada, según lo descrito en
el ítem 4.2.4. En el cuadro siguiente se muestra dicha demanda.
FACTOR
DEMANDA TOTAL
DE USOS AGRÍCOLAS (MMC)
DEMANDA TOTAL
DE USO POBLACIONAL Y OTROS (MMC)
DEMANDA HIDRICA TOTAL (M3/S)
MESES
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
NOV
DIC
93.41
486.99
439.25
3,022.40
4,281.09
2,198.07
1,435.40
3,763.47
3,505.95
2,298.60
1,355.33
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.035
0.201
0.164
1.166
1.598
0.848
0.536
1.405
1.353
0.858
0.523
0.000
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
116
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
5
BALANCE HIDRICO DEL PROYECTO
5.1
GENERALIDADES
El Balance hídrico se ha realizado al compatibilizar la serie hidrológica de las cuencas
de captación proyectadas, de la quebrada Tioyacu, relacionada a las descargas medias
mensuales en el periodo 1980 - 2021 (42 años), y la Demanda Hídrica Total del
Proyecto, que corresponde finalmente solo a la demanda agrícola. Asimismo, el caudal
ecológico está asegurado en la situación más desfavorable, tal y como se indicó
anteriormente.
-
En la situación del proyecto, captación por gravedad quebrada Tioyacu, se puede
apreciar que existe una brecha o demanda no satisfecha de 0.00 MMC anuales.
La disponibilidad hídrica de la cuenca aportante a nivel de la captación
proyectada por gravedad, al 75% de persistencia es de 61,565.13 MMC
anuales totales, por lo que la demanda SI puede ser cubierta en su totalidad
con el agua captada, para las 2,042.11 ha de la Primera Campaña y 1,025.00
ha de la Segunda Campaña.
Si se quisiera igualar la cantidad de área bajo riego de la Segunda a la Primera
Campaña se tendría que cubrir dicho déficit con otra fuente hídrica, que puede
ser el Rio Mayo, o en su defecto, cambiar de tipo de cultivo y de sistema de
riego.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
117
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
118
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
119
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
120
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba – provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Fuente: Elaboración propia.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
121
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
6
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 El bloque de riego “Tioyacu”, que es beneficiado en su totalidad por el Canal de
derivación Tioyacu – La Unión, ya cuenta con un volumen otorgado según el
estudio de aprovechamiento hídrico (2015) de la FODUA en la Cuenca de Alto
Mayo. Esta información se tomará como referencial, debido a que este estudio no
fue realizado de manera detallada en este apartado.
 La serie de caudales medios mensuales generados a nivel de captación
proyectada por gravedad quebrada Tioyacu es la siguiente:
 El caudal de oferta de la quebrada Tioyacu, el caudal ecológico y la oferta disponible se
resume en el siguiente cuadro:
 Según el balance hídrico, el rendimiento de la microcuenca quebrada Tioyacu no
puede abastecer plenamente la demanda de las 2,042.11 ha de cultivos en dos
campañas similares, bajo un sistema de riego por superficie, con una eficiencia
del sistema de 32.4%. Para que la fuente hídrica pueda cubrir la demanda
plenamente debería reducirse la Segunda Campaña a 1,025.00 ha.
 El caudal de estiaje de la quebrada Tioyacu, calculado para un periodo de retorno
de 20 años, es de 1.009 m3/s.
 El caudal de máxima avenida fue calculado para un periodo de retorno de 100
años, con un riesgo falla de las estructuras de captación del 22% y considerando
una vida útil del proyecto de 25 años.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
122
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
Dicha descarga resulto ser de 138.0 m3/s, estimado a nivel del punto de
Captación proyectada.
 Se recomienda para el diseño de la Captación y Canal de Conducción, un caudal
de diseño de 1.60 m3/s, equivalente al gasto de máxima demanda (mes de mayo).
 Se recomienda realizar estudios posteriores de aprovechamiento desde el rio
Mayo, para igualar la demanda de las 2,042.11 ha en la Segunda Campaña (julio a
diciembre). Según el trabajo de campo, el punto de captación por gravedad para
incrementar la oferta del canal Tioyacu – La Unión en el periodo descrito se
encontraría cercano a la localidad de San Francisco (18 Km).
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
123
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
7
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- ALIAGA ARAUJO, Eduardo Vito, Tratamiento de Datos Hidrometeorológicos, Lima,
1983.
- APARICIO MIJARES, Francisco Javier, Fundamentos de Hidrología, México D.F.,
1992.
- CHOW, MAIDMENT, MAYS, Hidrología Aplicada, Bogotá, Mc-Graw Hill Interamericana,
1994.
- CHOW, VenTe, Open Channel Hydraulic, New York, Mc-Graw Hill, 1959.
- COLLINS David – RANZI Roberto – DE JONG Carmen, Climate and Hidrology in
Mountain Areas, Londres, 2005.
- Estudio Hidrológico del Perú, IILA – SENAHMI – UNI, 1980.
- FAO, Guia para la Determinación de los Requerimientos de Agua en los Cultivos.
- LINSLEY, KHOLER, PAULHUS, Hidrología para Ingenieros.
- MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE DE ESPAÑA, Anexo II – Análisis de los
Caudales Diferidos en los Ríos, Valladolid, 2007.
- ONERN, Inventario y Evaluación Nacional de Aguas Superficiales, Lima, 1980.
- PALACIOS GALINDO Eugenio Sebastián, Modelo para manejo de la incertidumbre
hidrológica en la planificación de la operación del SIC, UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS, DEPARTAMENTO DE
INGENIERÍA ELÉCTRICA, octubre 2004.
- ROBB, Luis Diccionario Para Ingenieros Inglés – Español, CECSA, 2000.
- SALAS J., TABIOS G., BARTOLINI P., “Aproaches to Multivariate Modeling of Water
Resourses Time Series”, Water Resourses Bulletin, Vol 21 Nº4, 1985.
- STREETER, WYLIE Mecánica de los Fluidos, McGraw – Hill, 1979.
- UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN – CHILE, Balances hidrológicos para estimar
recarga de acuíferos en el Secano Interior, Chile, Setiembre 2003.
- UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA, Generación Automática del Número
de Curva con Sistemas de Información Geográfica, Noviembre 1995.
- VALLARINO, Eugenio Tratado Básico de Presas Tomo II, Madrid, 1998.
- VILLÓN BEJAR, Máximo Hidrología Estadística, Lima, 2005.
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
124
Proyecto de Inversión Pública
Nivel de Perfil
Mejoramiento del servicio de agua para riego del Canal Tioyacu – La Unión en el distrito de Moyobamba –
provincia de Moyobamba – departamento de San Martín
ANEXOS
Estudio Hidrológico
PEAM – Dirección de Estudios y Proyectos
125
Descargar