1er Simposium Internacional sobre la Gestión Integrada de Cuencas en el Perú

Simulación Hidrológica del Planeamiento Hidráulico del Sistema Vilavilani II - Proyecto Especial Tacna

MSc.Eduardo A.Chávarri Velarde

PEAE-INADE

IntroducciónLa presente exposición tiene por objeto el presentar un ejemplo de modelo de simulación realizado de manera particular para el Planeamiento Hidráulico del Proyecto Especial Tacna (PET), que el INADE viene ejecutando en el departamento de Tacna.

Particularmente, el programa de cómputo está referido al Proyecto Vilavilani II Etapa, el cual contempla la construcción de infraestructura hidráulica orientada a propósitos múltiples, cubriendo los aspectos de suministro de agua potable para la ciudad de Tacna, el abastecimiento de agua de riego para los valles de Magollo y Uchusuma así como para la incorporación de áreas nuevas a la agricultura en La Yarada y el desarrollo hidroeléctrico de la región sur del país.Bajo éstas circunstancias y para la consecución del planeamiento hidráulico, se ha visto por conveniente realizar la simulación de la operación futura del sistema considerando la incorporación de nuevas obras con el objeto de evaluar su factibilidad técnica.

El programa de cómputo desarrollado tiene como premisas las condiciones iniciales y de frontera de cada componente del planeamiento hidráulico del Proyecto Vilavilani que sea considerado a voluntad por el usuario.

Por lo tanto, el programa de cómputo, producto del estudio en cuestión, ayudará en la planificación futura del proyecto, permitiendo la toma de decisiones en el desarrollo de la segunda etapa del Proyecto Vilavilani.

Objetivos• Identificar la factibilidad de componentes que pudieran ser parte del planeamiento hidráulico del Proyecto Vilavilani II.

•Generar series de caudales medios mensuales de los ríos tributarios al sistema, en base a la información meteorológica e hidrométrica registrada recientemente.

•Simular el contenido de Boro y Arsénico mediante la utilización de ecuaciones de mezcla, producto de la incorporación de fuentes hídricas, evacuación de flujos contaminantes y operación de embalses sobre el río Maure.

•Obtener las mejores alternativas técnicas de planeamiento hidráulico.

La recolección de información fue de tres tipos :

• Información hidrométrica y meteorológica de las cuencas Huenque, Maure, Alto Uchusuma y Caplina.

• Información relacionada y disponible en gabinete• Control de calidad de agua del río Maure, Proyecto Especial Tacna,

Diciembre 1999.• Descontaminación del río Maure - Estudio de Factibilidad, ATA, Noviembre

1999.• Rehabilitación y Mejoramiento de la Infraestructura de riego Sector Uchusuma

– Magollo, Programa Subsectorial de riego PER/95/007/C/01/99 – BID.• Información otorgada por EPS Tacna de la zona de explotación aguas

subterráneas El Ayro, Dirección de Estudios – PET, 1999.• Plan de Desarrollo Agropecuario para Tacna 1995 – 2015, Proyecto de

Propósitos Múltiples Vilavilani II, Estudio de Factibilidad, Enero – 1993.• Programa de implementación del abastecimiento hídrico para la ciudad y valle

de Tacna.• Calidad del agua de los pozos del Ayro.• Planos y mapas en general.

Información meteorológica

La información meteorológica utilizada para calcular la evaporación neta desde los embalses Paucarani y Coypa Coypa fue la siguiente:

•Precipitación total mensual en la estación El Ayro (Cuenca : Uchusuma Alto).•Evaporación total mensual en la estación El Ayro (Cuenca : Uchusuma Alto).

Para el cálculo de la demanda agrícola de los valles de Uchusuma y Magollo se utilizó la evaporación total mensual de la Estación Jorge Basadre G., y para las áreas nuevas en La Yarada, la estación La Yarada.

Información hidrométrica

La información de las estaciones hidrométricas utilizadas en el estudio fueron las mostradas en el siguiente cuadro :

CUENCA ESTACIÓN NORTE UTM ESTE UTM ALTITUD (msnm) Años

PIEDRA BLANCA 8012800 374300 800 1939-1999

PTE.UCHUSUMA 8056500 434150 4200 1991-1998

PATAPUJO 8056800 433700 4220 1991-1998

BCA.UCHUSUMA 8056800 433700 4220 1963-1998

CHICHILLAPI 8130000 422000 4030 1964-1997

COYPA COYPA 8125000 409500 4420 1989-1997

CHILA 8129000 411500 4350 1990-1997

CHALLAPALCA 8095700 418800 4230 1964-1973

KOVIRE 8098500 403800 4350 1988-1997

CHILICULCO 8099580 423520 4400 1989-1996

OJOS COPAPUJO 8092330 435330 4235 1990-1996

CHUAPALCA 8088000 433000 4170 1963-1998

ENTRADA KOVIRE 8088000 433000 4170 1996-1997

ESTACIONES HIDROMÉTRICAS UTILIZADAS EN EL ESTUDIO

UCHUSUMA

ILAVE

MAURE

Información de la explotación del agua subterránea en el AyroLa información proporcionada por el PET sobre la explotación del agua subterránea del Ayro consistió en los datos de los caudales medios de explotación a nivel mensual y el número de días explotados.

MES DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s) DIAS Q(m3/s)Enero 21 0.055 16 0.054 15 0.068 23 0.066 18 0.138 16 0.035 7 0.080 26 0.109 14 0.092

Febrero 13 0.055 19 0.053 21 0.067 11 0.064 22 0.137 16 0.043 23 0.080 18 0.109 3 0.080Marzo 21 0.055 22 0.054 4 0.068 25 0.064 25 0.136 28 0.041 31 0.080 20 0.109 23 0.091Abril 24 0.057 19 0.056 3 0.068 24 0.066 24 0.138 23 0.037 19 0.078 20 0.109 29 0.091Mayo 23 0.055 27 0.055 7 0.069 22 0.063 24 0.114 20 0.038 20 0.079 20 0.109 1 0.131Junio 20 0.062 23 0.056 17 0.067 18 0.064 21 0.137 18 0.038 13 0.083 30 0.109Julio 20 0.056 27 0.056 18 0.066 27 0.067 29 0.119 18 0.039 13 0.079 30 0.109

Agosto 26 0.049 20 0.057 20 0.062 28 0.063 22 0.136 15 0.030 29 0.079 28 0.109Setiembre 28 0.058 30 0.056 19 0.065 27 0.067 26 0.135 29 0.038 25 0.109Octubre 29 0.061 30 0.056 31 0.068 29 0.069 29 0.138 30 0.036 17 0.085 20 0.109

Noviembre 26 0.061 29 0.056 22 0.068 27 0.066 22 0.137 27 0.035 27 0.081 22 0.109 6 0.080Diciembre 25 0.061 31 0.056 11 0.068 27 0.066 24 0.136 30 0.036 27 0.082 20 0.109 29 0.082

MES V(m3) V(m3) V(m3) V(m3) V(m3) V(m3) V(m3) V(m3) V(m3)Enero 97985.5 74904.2 88764.9 128723.7 217618.1 48384.0 48384.0 244857.6 111456.0

Febrero 63250.5 86941.5 123001.6 59886.5 256966.7 58752.0 158977.0 169516.8 20737.0Marzo 98263.5 103546.9 20563.5 135927.2 295895.2 99021.8 214272.0 188352.0 180792.0Abril 117444.5 89430.1 17626.0 137353.7 285769.6 72613.5 124794.6 188352.0 228744.0Mayo 110049.4 130880.2 41886.0 122458.1 231973.2 65942.2 132600.0 188352.0 11340.0Junio 108041.9 111855.5 96691.2 101463.4 252597.3 59169.1 89100.0 282528.0 0.0Julio 96016.5 128542.6 100311.3 157713.7 296326.8 58726.5 88416.0 282528.0 0.0

Agosto 110765.8 98118.3 106338.0 152584.8 255249.7 38327.8 198144.0 263692.8 0.0Setiembre 140663.0 144602.3 104586.0 153361.2 301465.2 94774.1 0.0 235440.0 0.0Octubre 152383.1 143659.5 182131.0 174147.9 345694.6 93366.0 124128.0 188352.0 0.0

Noviembre 138022.7 139628.8 129254.0 154654.7 259723.7 82656.0 188928.0 207187.2 41472.0Diciembre 131151.3 147070.8 66531.2 152844.9 282388.4 92736.0 191232.0 188352.0 205056.0

TOTAL(m3) 1364037.8 1399180.5 1077684.7 1631119.8 3281668.6 864469.1 1558975.6 2627510.4 799597.0Qmáx(m3/s) 0.056 0.055 0.058 0.063 0.122 0.037 0.078 0.108 0.082Qmed(m3/s) 0.043 0.044 0.034 0.052 0.104 0.027 0.049 0.083 0.025Qmín(m3/s) 0.031 0.031 0.007 0.031 0.086 0.017 0.010 0.068 0.000

PA-13PA-6 PA-9 PA-10 PA12PA-1 PA-2 PA-3 PA-4

PROMEDIO DE DIAS Y CAUDAL EXPLOTADO A NIVEL MENSUAL DE LOS POZOS UBICADOS EN EL AYROPA-1 PA-2 PA-3 PA-4 PA-6 PA-9 PA-10 PA12 PA-13

Maure Fase N°01•Derivación de las aguas del manantial ‘Ojos Copapujo’.•Fuentes hídricas locales subterráneas (SK-2, PK-8, Chiluyo, etc).•Canal de Evitamiento•Canal Calachaca – Huaylillas Sur.Maure Fase N°02•Descontaminación del río Maure•Canal de Evacuación de flujos difusos•Presas Maure y Ancomarca y Estación de bombeo Chuapalca•Línea de transmisión Aricota Chuapalca•Explotación del Agua Subterráneade la zonade Kallapuma.

•Explotación del Agua SubterráneaSan José

de Ancomarca

BOCATOMA Y CANALDE EVITAMIENTOLAGUNAS DE

EVAPORACION

TUBERIA DE CONDUCCIONA LAS POZAS DEEVAPORACION

TUBERIA DEEVACUACION

POZAS DEEVAPORACION

PRESAS MAURE YANCOMARCA

PLANTA DE BOMBEOCHUAPALCA

TRATAMIENTOBIOLOGICO

MANEJO DE PASTOS

Caracterización del sistema hidráulico

La planificación del sistema hidráulico Vilavilani II se caracteriza por la captación de recursos hídricos superficiales y subterráneos de las cuencas del río Huenque, Maure y Uchusuma para trasvasarlos a la cuenca del Caplina, con el objeto de cubrir las necesidades hídricas de la población y valle de Tacna.

Huenque Fase N°01•Canal Ancoaque –Chiliculco•Canal Chiliculco –Coypa Coypa•Embalse Coypa CoypaHuenque Fase N°02•Canal Coypa Coypa - Putijane

BOCATOMA Y CANALDE EVITAMIENTOLAGUNAS DE

EVAPORACION

TUBERIA DE CONDUCCIONA LAS POZAS DEEVAPORACION

TUBERIA DEEVACUACION

POZAS DEEVAPORACION

PRESAS MAURE YANCOMARCA

PLANTA DE BOMBEOCHUAPALCA

TRATAMIENTOBIOLOGICO

MANEJO DE PASTOS

Simulación Hidrológica del Esquema Hidráulico

El programa de cómputo se realizó en lenguaje de programación Visual Basic V.6.0, por considerarlo muy versátil y adecuado para el trabajo principalmente por la facilidad que tiene para relacionarse con el MS-Excel y MS-Access.

Debe mencionarse que el programa tiene valores por defecto que pueden ser variados por el usuario a su libre criterio.

.Caudales Ecológicos que debe tener el cauce para mantener su ecosistema.Los valores se indican en los casilleros de color verde.

•Capacidad de conducción de los canales, registrados en los casilleros naranjas.

•Características del embalse Coypa Coypa

•Regla de operación de la bocatoma Ancoaque, definida por 03 relaciones lineales, según el caudal que llegue a dicha bocatoma.

•Capacidades de conducción de los canales involucrados y caudal bombeado desde la Estación Ancomarca, los cuales se deben registrar en los casilleros amarillos.Caudal ecológico para el cauce del río Uchusuma Alto, registrado en el casillero verde.Aporte de aguas subterráneas desde los pozos de Ancomarca y kallapuma.

Los embalses Maure y Ancomarca tendrán como propósitos principales la regulación de los caudales derivados desde el sistema Huenque, así como también el permitir realizar la mezcla de las concentraciones de boro y arsénico de las diferentes fuentes hídricas que convergen al embalse Maure.

Qda

.Kal

lapu

ma

Ancom

arca

Chiliculco

Flujos Másicos considerados para el balance de Boro y Arsénico en los embalses Maure y

AncomarcaC

anal

Kov

ire

Tún

el K

ovir

e

R.C

hili

culc

o

Qda

.Kal

lapu

ma

R.A

ncom

arca

Canal Evitamiento

Borateras

Man.Copapujo +PK-2

Embalses Maure y Ancomarca

Canal Calachaca

Ancoaque y Huenque Borateras

Man

.Cop

apuj

o

Leyenda :

FLUJOS MASICOS CONSIDERADOS = Volumen (litros) * Concentración (mg/l)

El otro propósito de los embalses Maure y Ancomarca es el de permitir la mezcla de las concentraciones de Boro y Arsénico de las fuentes hídricas que convergen a los embalses, según se esquematiza en la siguiente figura. Las concentraciones de boro y arsénico monitoreadas en la zona de estudio, se muestran en el siguente cuadro.

Ancoaque Borateras sin Borateras con Chiliculco Copapujo Kallapuma sin Kallapuma con Ancomarca Ingreso Emb.MaureTratamiento Tratamiento (*) Tratamiento Tratamiento con c.evacuador

Ene 0.076 54.000 4.539 0.002 0.002 18.360 2.600 0.002 0.090Feb 0.084 55.019 4.539 0.002 0.002 18.360 2.600 0.002 0.090Mar 1.486 63.282 4.539 0.002 0.002 18.360 2.600 0.002 0.090Abr 0.381 65.388 4.539 0.002 0.002 18.360 2.600 0.002 0.090May 0.300 53.200 3.418 0.200 0.002 18.360 2.600 1.000 0.025Jun 0.800 78.800 3.418 1.000 0.002 18.360 2.600 1.200 0.025Jul 0.300 36.600 3.418 1.000 0.002 18.360 2.600 2.200 0.025Ago 0.100 77.600 3.418 1.100 0.002 18.360 2.600 3.200 0.025Set 0.100 53.700 3.418 0.400 0.002 18.360 2.600 2.500 0.025Oct 0.100 50.900 3.418 0.700 0.002 18.360 2.600 1.900 0.025Nov 0.100 63.200 3.418 0.500 0.002 18.360 2.600 4.000 0.025Dic 0.100 56.000 4.539 0.800 0.002 18.360 2.600 4.700 0.090

Prom. 0.327 58.974 3.885 0.476 0.002 18.360 2.600 1.726 0.052

Ancoaque Borateras sin Borateras con Chiliculco Copapujo Kallapuma sin Kallapuma con Ancomarca Ingreso Emb.MaureTratamiento Tratamiento Tratamiento Tratamiento con c.evacuador

Ene 0.026 7.800 2.108 0.002 0.001 8.460 0.960 0.002 0.006Feb 0.036 8.968 2.108 0.002 0.001 8.460 0.960 0.002 0.006Mar 0.081 8.390 2.108 0.002 0.001 8.460 0.960 0.002 0.006Abr 0.031 5.800 2.108 0.002 0.001 8.460 0.960 0.002 0.006May 0.005 10.300 0.680 0.033 0.001 8.460 0.960 0.046 0.046Jun 0.050 11.200 0.680 0.036 0.001 8.460 0.960 0.070 0.046Jul 0.046 3.604 0.680 0.025 0.001 8.460 0.960 0.037 0.046Ago 0.062 12.200 0.680 0.046 0.001 8.460 0.960 0.055 0.046Set 0.038 6.552 0.680 2.163 0.001 8.460 0.960 0.070 0.046Oct 0.053 9.108 0.680 0.005 0.001 8.460 0.960 0.063 0.046Nov 0.420 11.708 0.680 0.048 0.001 8.460 0.960 0.071 0.046Dic 0.067 9.936 2.108 0.055 0.001 8.460 0.960 0.110 0.006

Prom. 0.076 8.797 1.275 0.202 0.001 8.460 0.960 0.044 0.029 (*) Considerando Parcelas de Evaporación

CONCENTRACIONES DE BORO (mg/l)

CONCENTRACIONES DE ARSENICO (mg/l)

Vol.Aliv.Maure

Vol.Aliv.Ancomarca

Vol.Sal.Maure

Vol.Bomb.AncomarcaFlujo Másico Ancomarca

Flujo Másico Maure

Flujo Másico Sal.Maure

Cambio Volumen

almacenado Maure

Cambio Volumen

almacenado Ancomarca

Vol.Evap.Maure

Vol.Evap.Ancomarca

Flujo Másico Sal Maure

Cambio Volumen almacenado Maure

+ Vol.Aliv.Maure + Vol.Sal.Maure

Concentración en el tiempo j =

Concentración en el tiempo j-1-

Flujo Másico Maure

Cambio Volumen almacenado Maure

+ Vol.Aliv.Maure + Vol.Sal.Maure

Concentración en el tiempo j =

Concentración en el tiempo j-1-

+ Flujo Másico Ancomarca

El efecto de regulación de las series de caudales que presentan los registros en el canal Patapujo y Bocatoma Uchusuma, son producto del almacenamiento y descarga de la laguna Casiri y embalse Paucarani respectivamente, sin embargo la falta de información acerca del caudal de ingreso para ambos embalses y la curva Altura – Volumen – Area de la Laguna Casiri, determinaron que no se pueda simular su operación, por lo tanto, el análisis realizado consistió en obtener series mensuales de caudales relacionados a elevadas probabilidades de ocurrencia que sin duda son producto de la regulación realizada.De esta manera el usuario podrá indicar el nivel de persistencia de ocurrencia deseada en cada uno de los formularios para Paucarani y Casiri.

Para considerar la persistencia de los caudales aportados por Paucarani se hace uso de otro formulario denominado ‘Aporte Hídrico Embalses Paucarani y Condorpico’, por medio del cual se define el caudal de descarga de diseño de Paucarani en función a la persistencia de ocurrencia a elegir entre el 5%, 25%, 50%, 75% y 95%.Asimismo el usuario podrá indicar el rango entre los volúmenes almacenados en Paucarani para que la descarga de diseño concuerde con la descarga con persistencia de ocurrencia elegida.Cabe indicar que el aporte de Paucarani se dará hasta que el volumen en el embalse sea mayor o igual al volumen mínimo (0.095 MMC).Asimismo también el programa calcula la pérdida o ganancia de volumen por evaporación neta a partir de la información de precipitación y evaporación registrada en la Estación El Ayro.

El formulario permitirá definir los pozos que serán utilizados en la simulación, los meses en que cada pozo será operado y el caudal de extracción para condiciones de operación máxima, media y mínima.

Determinación de la demanda hídrica poblacional e industrialSiendo la tasa media de crecimiento poblacional entre los años 1941 a 1993 de 3.6%, se realizó la proyección de la población a los años 1999 y 2005, utilizando el método geométrico con la siguiente ecuación:

Pf = Pi (1+alfa) ^ TDonde :

Pf : Población FinalPi : Población InicialAlfa: Tasa de crecimiento utilizada 3.6 % T: Tiempo en años entre la población inicial y población final

Luego de determinada la población dentro del ámbito del proyecto, el programa tiene las siguientes opciones :

•Ingreso del módulo diario (l/d/hab)Porcentaje que demanda la actividad comercial en función a la demanda poblacional.Porcentaje que demanda la actividad industrial en función a la demanda poblacional.Porcentaje para la actividad estatal en función a la demanda poblacional.

Con todos estos componentes, se determina la demanda total neta expresada en m3/dia y l/s, y para determinar la demanda total bruta el programa tiene las siguientes opciones:• Factor de seguridad•Pérdidas en el sistema (%)El valor de demanda bruta obtenida es a nivel anual, para la corrección a nivel mensual se han utilizado los siguientes factores para los meses.

Demanda Hídrica Poblacional de Tacna

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Años

Cau

dal (

m3/

s)

Cálculo de la demanda hídrica agrícola del Valle de Tacna

Para estimar las demandas de agua se determinó la evapotranspiración potencial (ETO), empleando la fórmula de Penman-Monteith con los datos climáticos promedios mensuales de temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y horas de sol de la Estación Climatológica Jorge Basadre Grohman, que se presentan en el siguiente cuadro.

Temperatura media Temperatura media Velocidad Humedad Horas de Sol ETP.Pot.(mm/día)máximal (°C) mínima (°C) Viento (Km/día) Relativa (%) (horas/día) Penman-Monteith (*)

Ene 27.8 17.6 224.6 70.3 7.0 3.81Feb 28.2 17.5 293.8 69.2 8.3 4.72Mar 27.3 16.9 259.2 71.2 8.2 4.72Abr 25.2 15.3 224.6 74.7 8.0 4.41May 22.9 13.4 207.4 77.8 7.2 3.90Jun 20.4 11.5 172.8 79.7 5.9 3.30Jul 19.3 10.9 190.1 79.5 6.2 3.25Ago 20.0 11.2 224.6 80.0 5.9 3.28Sep 21.5 11.8 224.6 79.2 6.7 3.46Oct 23.2 13.1 241.9 75.5 7.5 3.65Nov 24.6 14.4 241.9 73.0 8.1 3.62Dic 26.0 15.8 259.2 72.2 7.1 3.59

Prom. 23.9 14.1 230.4 75.2 7.2 3.81Años 1993-1998 1993-1998 1993-1998 1993-1998 1993-1998

Fuente: Reporte de Datos de estaciones hidrometeorológicas (Junio-1999) - Dirección de Estudios -PET.(*) Calculado con Cropwat 4.3 de la FAO

Variables Meteorológicas y Evapotranspiración Potencial

Latitud Sur : 18°01´ Longitud Oeste : 70°15' Altitud : 560 msnmEstación Jorge Basadre Grohman

Areas nuevas en La Yarada

En vista que el PET tiene 3735 ha de tierras reservadas en las pampas de La Yarada, se vio por conveniente que el programa de cómputo tenga en cuanta la posibilidad de que en el futuro se pueda abastecer de agua a dichas tierras mediante riego presurizado utilizando energía potencial.Según los estudios de suelos, la distribución de las 3735 ha disponibles, era la siguiente •Suelos Normales 931 ha•Suelos Salinos 1893 ha•Suelos Sódicos 43 ha•Suelos Salinos y Sódicos 868 ha

Es así que el área neta aprovechable se ha estimado en 2824 ha (Suelos Normales y Salinos), descartándose los suelos sódicos y salinos sódicos.Por otro lado, los datos climatológicos utilizados para la determinación de la demanda hídrica de riego pertenecen a la Estación La Yarada.Es así que el módulo hídrico propuesto fue de 0.5 l/s/ha, siendo el cultivo principal el olivo.El sistema de riego propuesto, utilizará la energía potencial (30.0 m aproximadamente), para lo cual se utilizará un reservorio por cada 600 ha en promedio, una tubería principal de asbesto cemento y cada hidrante servirá a parcelas mayores a 50 ha.En el siguiente formulario se señalan los 04 sectores de riego, los cuales deberán ser elegidos indistintamente por el usuario e indicado el año de incorporación de las tierras a la agricultura.

Los módulos de riego brutos para los valles de Uchusuma y Magollo se han estimado en 14500 m3/ha y el módulo de riego bruto para las áreas nuevas en 11000 m3/ha respectivamente.

(m3/s)Uchusuma (540 ha) 0.25Magollo (991 ha) 0.46

Total 0.71Demanda Agrícola áreas nuevas

(m3/s)Sector A (872 ha) 0.30Sectores A+B (1462 ha) 0.51Sectores A+B+C (1894 ha) 0.66Sectores A+B+C+D (2716 ha) 0.95

Demanda Agrícola total(m3/s)

Valles+Sector A 1.01Valles+Sectores A+B 1.22Valles+Sectores A+B+C 1.37Valles+Sectores A+B+C+D 1.65

Demanda Agrícola de los valles

Criterios de Satisfacción de las Demandas Hídricas

• Indice de Balance 1Ind.Bal. 01 = (1/N) * ∑ (Oferta Hídrica mensual / Demanda hídrica mensual)

N : Número de meses simuladosSe espera que el Ind.Bal.01 debe tender a 1.0 para aceptar como conveniente la simulación.•Indice de Balance 2Ind.Bal.02 = (1/N) * ∑ [ ( Oferta - Demanda ) / Demanda ]

N : Número de meses simuladosSe espera que el Ind.Bal.02 debe tender a 0.0 para aceptar como conveniente la simulación.•Indice de Déficit 1Planteado por el US. Army Corps of Engineers, el cual se expresa por la siguiente ecuación:Ind.Def.01 = (1/N) * ∑ ( Déficit mensual / Demanda mensual )N : Número de meses simulados con déficitEste indicador es complementario y sirve para impedir que Ind.Def.01 se concentre en pocos meses lo cual podría ser determinante para perder una campaña agrícola.•Indice de Déficit 2Se expresa por la siguiente ecuación:Ind.Def.02 = (1/N) * ∑ ( Déficit mensual / Demanda mensual )2

N : Número de meses simulados con déficit.Este indicador penaliza los déficits muy grandes aunque ocurran en pocos meses, mientras que pequeñas deficiencias en varios años no tienen importancia.

El formulario permite elegir mediante barras de desplazamiento horizontal, el año de incorporación de cada una de las obras al sistema, previamente definido el escenario general de la simulación.

Asimismo, se ha colocado en el formulario, el costo aproximado de cada una de las obras en miles de dólares, con el objeto de calcular el costo por m3 de agua incorporado al sistema.

El costo unitario por m3 de agua fue calculado en base al volumen adicional producido por la incorporación de las nuevas obras entre el costo total de dichas obras.

Definición de Casos :

OfertaMaure N°01 Maure N°02 Maure N°02(*) Maure N°02(**) Maure N°02(***) Huenque N°01 Huenque N°02 Actual

Caso N°01 0.870 0.000 0.000 0.000 0.870 1.4 2.270Caso N°02 0.870 0.000 0.561 0.000 1.431 1.4 2.831Caso N°03 0.870 0.665 0.561 0.000 2.096 1.4 3.496Caso N°04 0.870 0.520 0.561 0.000 1.951 1.4 3.351Caso N°05 0.870 0.635 0.561 0.000 2.066 1.4 3.466Caso N°06 0.870 0.490 0.561 0.000 1.921 1.4 3.321Caso N°07 0.870 0.000 0.561 0.155 1.586 1.4 2.986Caso N°08 0.870 0.665 0.561 0.155 2.251 1.4 3.651Caso N°09 0.870 0.520 0.561 0.155 2.106 1.4 3.506Caso N°10 0.870 0.635 0.561 0.155 2.221 1.4 3.621Caso N°11 0.870 0.490 0.561 0.155 2.076 1.4 3.476

(*) Maure N°02 sin Explotación del Agua Subterránea de Kallapuma(**) Maure N°02 sin Explotación del Agua Subterránea San José de Ancomarca(***) Maure N°02 sin Explotación de las Aguas Subterráneas de Kallapuma ni San José de Ancomarca

Caudales medios mensuales (m3/s)Subsistema Maure Subsistema HuenqueCasos SubTotal Total

Los costos directos para cada caso analizado fueron actualizadosconsiderando un interés anual del 12% y teniendo en cuenta el año de vigencia de cada uno de los casos

Fases Costo Directo Vigencia Interes Pago anual Caudal Vol. Anual Costo Agua(Mill. $ US) años (decimas) (Mill. $ US) (m3/s) (Hm3/año) ($/m3)

Caso 1 M I 34.7 21 0.12 (4.58) 0.870 27.44 0.167Caso 2 M I + H I 50.7 28 0.12 (6.34) 1.431 45.13 0.141Caso 3 M I + M2 + H I 87.5 32 0.12 (10.79) 2.069 65.25 0.165Caso 4 M I + M2 + H I 86.8 30 0.12 (10.77) 1.951 61.53 0.175Caso 5 M I + M2 + H I 84.6 31 0.12 (10.46) 2.066 65.15 0.161Caso 6 M I + M2 + H I 83.9 29 0.12 (10.45) 1.921 60.58 0.173Caso 7 MI + H I + H2 61.2 28 0.12 (7.66) 1.586 50.02 0.153Caso 8 MI + M2 + H I + H2 98.0 34 0.12 (12.02) 2.251 70.99 0.169Caso 9 MI + M2 + H I + H2 97.3 32 0.12 (11.99) 2.106 66.41 0.181Caso 10 MI + M2 + H I + H2 95.1 34 0.12 (11.65) 2.221 70.04 0.166Caso 11 MI + M2 + H I + H2 94.3 31 0.12 (11.67) 2.076 65.47 0.178

Los costos de operación y mantenimiento son los siguientes:

Unidad Costo FaseAgua Subterránea Altiplano US $/m3 0.0340 Situación actualPlantas Bombeo Copapujo (1) Mill $/año 0.2929 Maure I Incluye costos de O& M de linea de transmisiónCanal Calachaca -Hualillas Sur Mill $/año 0.2987 Maure IReservorio Cerro Blanco Mill $/año 0.0070 Situación actualCanal Ancoaque - CoypaCoypa (2) Mill $/año 0.0380 Huenque I 50% por ser obra comun con Afianz. Lag. AricotaPlanta Bombeo Chuapalca (1) Mill $/año 1.3687 Maure 2Presas Maure y Ancomarca Mill $/año 0.0750 Maure 2Canal Coypa Coypa - Putijane (2) Mill $/año 0.0214 Huenque 2 50% por ser obra comun con Afianz. Lag. AricotaDescontaminación río Maure Mill $/año 0.6752 Maure 2

Costo Operación y Mantenimiento ($/m3)Descripcion Observaciones

Fases O& M anual Q.Super. Vol. Anual C.Superficial Q.Subterr. C.Subterranea Costo Agua(Mill. $ US) (m3/s) (Mill. M3/año) $/m3 (m3/s) $/m3 $/m3

Caso 1 M I 0.59512 0.370 11.668 0.152 0.5 0.034 0.0844Caso 2 M I + H I 0.63316 0.931 29.360 0.135 0.5 0.034 0.0997Caso 3 M I + M2 + H I 2.75202 1.069 33.712 0.159 1.0 0.034 0.0986Caso 4 M I + M2 + H I 3.91295 1.151 36.298 0.169 0.8 0.034 0.1139Caso 5 M I + M2 + H I 2.75202 1.566 49.385 0.156 0.5 0.034 0.1264Caso 6 M I + M2 + H I 3.91295 1.621 51.120 0.166 0.3 0.034 0.1456Caso 7 MI + H I + H2 0.65452 1.086 34.248 0.147 0.5 0.034 0.1113Caso 8 MI + M2 + H I + H2 4.01795 1.251 39.452 0.166 1.0 0.034 0.1072Caso 9 MI + M2 + H I + H2 4.01795 1.306 41.186 0.176 0.8 0.034 0.1220Caso 10 MI + M2 + H I + H2 2.76270 1.721 54.273 0.163 0.5 0.034 0.1339Caso 11 MI + M2 + H I + H2 4.01795 1.776 56.008 0.173 0.3 0.034 0.1530

Costo Operación y Mantenimiento ($/m3)

Considerando un porcentaje por gastos administrativos del orden del 10% del costo directo

Fases O& M anual C.directo Gasto Adm. Costo Agua$/m3 $/m3 $/m3 $/m3

Caso 1 M I 0.0844 0.167 0.0167 0.268Caso 2 M I + H I 0.0997 0.141 0.0141 0.254Caso 3 M I + M2 + H I 0.0986 0.165 0.0165 0.280Caso 4 M I + M2 + H I 0.1139 0.175 0.0175 0.307Caso 5 M I + M2 + H I 0.1264 0.161 0.0161 0.303Caso 6 M I + M2 + H I 0.1456 0.173 0.0173 0.335Caso 7 MI + H I + H2 0.1113 0.153 0.0153 0.280Caso 8 MI + M2 + H I + H2 0.1072 0.169 0.0169 0.293Caso 9 MI + M2 + H I + H2 0.1220 0.181 0.0181 0.321Caso 10 MI + M2 + H I + H2 0.1339 0.166 0.0166 0.317Caso 11 MI + M2 + H I + H2 0.1530 0.178 0.0178 0.349

Costo del agua ($/m3)

Casos

Para ayudar al análisis de los resultados, se procedió a realizar la comparación entre los caudales totales (m3/s), Vigencia del caso analizado (años), Costo Unitario ($/m3) y Concentraciones de Boro y Arsénico en Bocatoma Chuschuco (mg/l).

Oferta Total Dem.Agr.Valles Dem.Agr.A.Nuevas Dem.Pob. Año Conc.B. Conc.As Costo Unitario(m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) Vigencia Chuschuco (mg/l) Chuschuco (mg/l) ($/m3)

1 2270 706 304 1260 2021 0.251 0.163 0.2682 2831 706 510 1615 2028 0.284 0.134 0.2547 2986 706 661 1619 2028 0.285 0.132 0.2803 3469 706 947 1816 2032 0.382 0.090 0.2804 3351 706 947 1698 2030 0.470 0.096 0.3075 3466 706 947 1813 2031 0.382 0.090 0.3036 3321 706 947 1668 2029 0.291 0.126 0.3358 3651 706 947 1998 2034 0.391 0.090 0.2939 3506 706 947 1853 2032 0.391 0.090 0.32110 3621 706 947 1968 2034 0.391 0.090 0.31711 3476 706 947 1823 2031 0.391 0.090 0.349

1531 ha 872 ha1462 ha1894 ha2716 ha

Leyenda

Casos

Por lo tanto se puede concluir que la secuencia de incorporación de los subsistemas recomendada es la siguiente:

Caso 1 (Maure Fase N°1)Caso 2 (Maure Fase N°1 y Huenque Fase N°1)Caso 3 (Maure Fase N°1, Huenque Fase N°1 y Maure Fase N°2)Caso 8 (Maure Fase N°1, Huenque Fase N°1, Maure Fase N°2 y Huenque Fase N°2)

ConclusionesA. La secuencia de incorporación de las fases o subproyectos y su aporte hídrico al Planeamiento Hidráulico del PET será el siguiente:

•Maure Fase N°01 : 870 l/s•Huenque Fase N°01 : 561 l/s•Maure Fase N°02 : 638 l/s•Huenque Fase N°02 : 182 l/s

Siendo en total : 2251 l/s adicionales a la oferta hídrica actual.

B. El abastecimiento hídrico poblacional e incorporación de nuevas tierras en La Yarada será:

Subproyectos Abast.Pob.(Años) Areas nuevas (ha)M1 2021 872

M1 + H1 2028 2716M1+ H1 + M2 2032 2716

M1+ H1 + M2 + H2 2034 2716M1 : Maure Fase N°01H1 : Huenque Fase N°01M2 : Maure Fase N°02H2 : Huenque Fase N°02

Conclusiones

C. Las Concentraciones de Boro y Arsénico en Bocatoma Chuschuco serían las siguientes:

Subproyectos Boro (mg/l) Arsénico (mg/l)M1 0.251 0.163

M1 + H1 0.284 0.134M1+ H1 + M2 0.382 0.090

M1+ H1 + M2 + H2 0.391 0.090M1 : Maure Fase N°01H1 : Huenque Fase N°01M2 : Maure Fase N°02H2 : Huenque Fase N°02