CARAL INVESTIGACIONES SOBRE RECURSOS DEL SUELO Y DEL AGUA

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ESTUDIO HIDROLOGICOCUENCA DEL RIO QUECHUARAGRACONSTRUCCION DEL SISTEMA DEL RIEGO ANRA - CASCAY

RESUMEN EJECUTIVOEl objetivo del presente estudio es evaluar y sustentar la disponibilidad del recurso hdrico superficial del ro Quechuaragra y el represamiento de las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha; para fines de riego de los sectores Anra y Cascay, esta evaluacin comprendi determinar la disponibilidad media mensual a nivel del punto de captacin y zonas de represamiento en cantidad y oportunidad.

La cuenca del ro Quechuaragra se encuentra comprendido aproximadamente entre las coordenadas 8 981 959N, 285 332E y 8 970 197N, 298 912E, referidas al sistema WGS8, variando entre una altitud entre 2300 y 5000 msnm, el rea de esta cuenca es de 43 km2, su curso principal es de 7,68 km, presenta una pendiente del orden del 14,2 %, y una altitud media de 4178 msnm.El punto de captacin de la bocatoma est planteado en las coordenadas 8 977 761N y 290 577E a una altitud de 3241 msnm, y el represamiento de las lagunas Atacocha(8 979 888N y 294 128E), Quenguacocha (8 976 560N, 295 093E) y Yanacocha(8 976 337N y 295 992E), respectivamente; polticamente se ubica en la provincia de Huaylas, distrito de Anra, localidad de Anra y Cascay, regin Ancash.Se efecta una evaluacin de la geomorfologa ro Quechuaragra y de las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha; aspectos ecolgicos, anlisis de las variables meteorolgicas y precipitacin, disponibilidades hdricas y anlisis de persistencia de caudales al 50%, 75% y 95%, mximas avenidas y balance hdrico.Se determinado la disponibilidad hdrica para la subcuencas del ro Quechuaragra, lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, mediante el modelo del Balance Hidrolgico Lutz, para el periodo 1964-2012, habindose calibrado el modelo en funcin de los caudales aforados, as mismo se efecto el anlisis de persistencia de caudales, mediante la frmula de Weibull para el 50%, 75% y 95% en el tiempo.

As mismo se ha determinado la disponibilidad hdrica aprovechable para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, siendo estos de 260 842 m3, 10 714 m3 y 101 866 m3 anuales que podrn ser reguladas, y utilizadas en poca de estiaje para el riego complementario.

Teniendo en consideracin la curva altura-rea-volumen, se puede regular volmenes conservadoramente en la Laguna Atacocha de 260 000 m3, para una altura de 5 m de presa, para la Laguna Quenguacocha de 10 000 m3, para una altura de 6 m de presa y para la Laguna Yanacocha 100 000 m3, para una altura de 5 m de presa.

Se ha determinado el caudal de diseo (m3/s), para el ro Quechuaragra y al pie de las lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha para los periodos de retorno 20, 50, 100 y 200 aos.

El Balance Hdrico determinado entre la oferta hdrica total al 75% de la Quebrada Quechuaragra, y la regulacin de las Laguna Atacocha, Quenguacocha y la demanda de riego para la zona Anra Cascay, cubre las 380 ha planteadas en poca de avenida y en promedio en estiaje de 189 ha.

I. ASPECTOS GENERALES

1.1 Introduccin

El rea de estudio corresponde al sector de Anra y Cascay, se est planteando la construccin del Sistema de Riego Anra Casca, para lo cual ha sido necesario efectuar el Estudio de Aprovechamiento de Recursos Hdricos con fines agrcolas, en la Cuenca del Ro Quechuaragra y la regulacin de las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, el cual permitir mejorar el riego de 380 ha, que se ubican en las localidades de Anra, Cascay y Cascay Alto.

Una opcin de manejo eficiente con el desarrollo del proyecto, consiste en la utilizacin del recurso hdrico del ro Quechuaragra y la regulacin y almacenamiento de las Lagunas Atacocha(260 000 m3), Quenguacocha (10 000 m3 ) y Yanacocha(100 000 m3), las cuales servirn para la atencin en poca de estiaje principalmente, siendo la superficie total bajo de riego total de 380 ha en avenidas y 189 ha en promedio en estiaje, cuyos cultivos principales son de pan llevar, teniendo en consideracin que la poblacin se dedica exclusivamente a la agricultura; es decir la puesta en marcha del proyecto permitir la utilizacin de este recurso hdrico en forma eficiente y sostenible, satisfaciendo en el tiempo y en el espacio la necesidad de agua de la demanda agrcola.El planteamiento hidrulico consiste en la utilizacin del recurso hdrico superficial del ro Quechuaragra, mediante la construccin de una bocatoma ubicada en la cota 3241 msnm, cuya captacin en promedio 380 l/s y conducido mediante un canal principal y distribucin, as como el represamiento de pequeas lagunas en la cabecera de la cuenca denominadas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha.El presente estudio comprende la evaluacin de los recursos hdricos de la Laguna Poches, para fines agrcolas; comprende la caracterizacin de la cuenca, el aspecto climatolgico, determinacin de la oferta, demanda, balance hdrico, anlisis de mximas avenidas.1.2 Objetivos del Estudio

Evaluar la disponibilidad hdrica en la Cuenca Quechuaragra y las lagunas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha con fines de uso de agua para riego, en cantidad y oportunidad para el Proyecto Construccin del Sistema de Riego Anra Cascay.

Objetivos Especficos

Evaluar la disponibilidad hdrica en la subcuenca del ro Quecharagra, en cantidad y oportunidad con el objeto de ser utilizados con fines agrcolas. Evaluar la disponibilidad hdrica de las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha con fines de represamiento. Evaluar la demanda de agua del proyecto.

Efectuar el balance hdrico entre oferta y demanda de agua.

Determinar las mximas avenidas con fines de diseo.1.3 Justificacin

El planteamiento hidrulico consiste en la utilizacin de los recursos hdricos superficiales en la subcuenca del ro Quechuaragra, con fines de uso de agua para riego, en cantidad y oportunidad, mediante la construccin de una bocatoma ubicada en la cota 3241 msnm y el represamiento de pequeas lagunas denominadas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha.La evaluacin del recurso hdrico en cantidad y oportunidad, a travs de un balance hdrico entre la oferta y demanda para fines agrcolas permitir hacer uso del recurso hdrico de manera sostenible, ms an considerando que es una zona donde la poblacin se dedica exclusivamente a la actividad agrcola y pecuaria.1.4 Recopilacion de informacin bsicaLa informacin bsica recopilada para el presente trabajo ha sido la siguiente:1.5.1. Informacin Cartogrfica

Mapa Fsico Poltico del Per, escala 1/1000000 Instituto Geogrfico Nacional (IGN). Mapa Ecolgico del Per a escala 1/100 000 de la Oficina Nacional de Recursos Naturales ONERN, 1972. Carta Nacional a escala 1/100000 del Instituto Geogrfico Nacional, hoja 19I-19J, Huari - Singa.1.5.2. Informacin HidrometeorolgicaLa informacin meteorolgica bsica ha sido obtenida de los registros del SENAMHI. El Cuadro N01 muestra la ubicacin de las estaciones en la zona de estudio.Cuadro N01

1.5.3. Informacin de Campo

La informacin de campo que se ha obtenido del reconocimiento efectuado en la zona de estudio, ha sido la siguiente:

Caractersticas fsicas e hidrogrficas de la subcuenca del ro Chechuaragra, afluente del ro Puchka, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, cobertura vegetal, ubicacin de la fuente de agua, punto de captacin. Aforos en el punto de captacin de la bocatoma en la subcuenca ro Chechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha. Reconocimiento de las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha

Inspeccin rea bajo riego en los sectores de riego Anra y Cascay.1.5.4. Diagnstico General

La subcuenca ro Chechuaragra, es un afluente del ro Puchka por su margen izquierda, se ubica aproximadamente sobre los 2300 msnm, en sus nacientes se ubican las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, por encima de los 4000 msnm.Esta zona, la poblacin se dedica a la agricultura, y depende del recurso hdrico, para ello tiene un conjunto de canales, siendo el principal el canal antiguo que abarca un conjunto de sectores en la parte alta del distrito de Anra, sin embargo de acuerdo al reconocimiento de campo las reas agrcolas de los sectores de Anra y Cascay se encuentran por encima de las 500 has y su aprovechamiento es limitado y se realiza en poca de secano; en ese sentido la comunidad requiere el aprovechamiento sostenido de este recurso hdrico.

Adems, en la parte alta de esta sucuenca, se encuentran ubicadas las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha que pueden ser represadas, aunque son pequeas serviran para su uso en poca de estiaje, como riego complementario, dado que aportan un flujo mnimo base durante el periodo de estiaje, el cual no viene siendo utilizado, de ah la importancia de evaluar este recurso hdrico, que hasta la fecha no ha sido tomado en cuenta.

Este recurso hdrico es utilizado por los pobladores del distrito de Anra y sectores de Cascay y Anra, para uso agrcola y especficamente pastizales.

En Anexo se muestran las fotos ms importantes producto del diagnstico de la Lagunas y subcuenca que ella la conforma.II. EVALUACIN HIDROLGICA

2.1. DESCRIPCIN GENERAL DE LA CUENCA

2.1.1. Ubicacin y Demarcacin de la Unidad Hidrogrfica del punto de captacin

(Geogrfica y Poltica)

El rea de cuenca se encuentra entre las coordenadas, referidas al sistema WGS84 entre 8 981 959N, 285 332E y 8 970 197N, 298 912E, variando entre una altitud entre 2300 y 5000 msnm.

El punto de captacin de la bocatoma se encuentra ubicada en las coordenadas 8 977 761N y 290 577E a una altitud de 3241 msnm, y el represamiento de las lagunas Atacocha(8 979 888N y 294 128E), Quenguacocha (8 976 560N, 295 093E) y Yanacocha(8 976 337N y 295 992E), respectivamente; polticamente se ubica en la provincia de Huaylas, distrito de Anra, localidad de Anra y Cascay, regin Ancash.Ubicacin Geogrfica

La cuenca del ro Quechuaragra, nace en las lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha sobre los 4500 msnm, tiene una direccin noreste, hasta desembocar en el ro Puchka, el cual es afluente por la margen izquierda del ro Maran. Esta subcuenca, limita por el norte con la cuenca del ro Maran, por el sur con el ro Maran, por el este con el ro Maran, y por el oeste con la cuenca del ro PuchkaUbicacin Poltica

Polticamente, la subcuenca en estudio se encuentra ubicada en la regin de Ancash, en la provincia de Huari, distrito de Anra, Localidad de Anra y Cascay. En la Lmina N1 se muestra la ubicacin poltica, departamental y mbito de estudio.2.1.2 Accesibilidad Vas de Comunicacin

La va de acceso a la zona del proyecto desde la ciudad de Lima es por va terrestre a travs de la Panamericana Norte hasta Hauraz con tiempo aproximado de 8 horas; al lugar del proyecto se accede desde Huaraz mediante:

Huaraz Catac va asfaltado 36 km

Catac Pomachaca va asfaltada 96,4 km.

Pomachaca Allpash carretera afirmada 27,6 km

Allpash Anra trocha carrozable 22 km

Siendo el total de recorrido de 182,0 km aproximadamente desde Huaraz hasta Anra.

Lmina N1

Ubicacin Poltica

2.1.3. Aspectos Socio-Econmicos

El Distrito de Anra se encuentra ubicado en el departamento de Ancash, en la Provincia de Huari, a 3,203 msnm. La superficie territorial del Distrito de Anra es de 80.31 km2 constituyendo aproximadamente el 2, 89% de la superficie total de la Provincia de Huari, la poblacin censada en el distrito de Anra en ao 2007 fue de 1800 habitantes(INEI, 2007), y a nivel de Huari 62 598 habitantesLa actividad agrcola es de subsistencia y se desarrolla bajo riego natural y en secano, no existe asistencia tcnica y financiera, y se desarrolla sin desarrollo tecnolgico, con bajos rendimientos de produccin, debido a la carencia de infraestructura de riego que permita incrementar la eficiencia de riego, tambin el uso de semillas de mala calidad gentica ahonda el problema, el uso del recurso hdrico en la poblacin depende de la subcuenca del ro Quechuaragra.El nivel educativo en el mbito del proyecto, es rural, siendo la educacin inicial desarrollada en su mayor numero en las zonas rurales, mientras que a nivel primario en las zonas urbanas.La actividad econmica principal a la que se dedican es la agricultura basado en la produccin de cereales y la ganadera.

La actividad pecuaria o ganadera se desarrolla de subsistencia, pero en menor proporcin que la agrcola; orientada mayormente a la crianza de ganado vacuno para produccin lechera y engorde, de otro lado gran parte de la poblacin rural se dedica a la crianza de animales menores para su propio consumo.

La infraestructura y servicios, se da mediante trochas carrozables en estado de conservacin y mantenimiento, poseen sistema de agua, servicio de energa elctrica y otros servicios de carcter comercial, financiero a nivel de la provincia de Huari.2.1.4. Geomorfologa

Considerando la informacin existente impresa y digital de las cartas nacionales a escala 1/100,000, y las cartas que abarcan la cuenca del ro Puchka y su afluente el ro Quechuaragra, este abarca las hojas 19I-19J, Huari Singa, a partir del cual evaluaron los principales parmetros geomorfolgicos (Forma y Relieve) de la cuenca del ro Quechuaragra y Lagunas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha, las cuales se presentan en el Cuadro N2.

Cuadro N2

Una descripcin breve se muestra a continuacin de las caractersticas fisiogrficas:

rea de la cuenca

La superficie de la cuenca delimitada por el divisor topogrfico en km2, corresponde a la superficie de la misma proyectada en un plano horizontal; y su tamao influye en forma directa sobre las caractersticas de los escurrimientos fluviales y sobre la amplitud de las fluctuaciones; para subcuenca del ro Quechuaragra es de 43 km2, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha son de 0,72 km2, 0,26 km2 y 0,72 km2 respectivamente.Permetro de la cuenca

El permetro de la cuenca en km, est definido por la longitud de la lnea de divisin de aguas y que se conoce como el parte aguas o Divortium Aquarium, para subcuenca del ro Quechuaragra el permetro es de 29,4 km, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha son de 3,11 km, 1,98 km y 3,20 km respectivamente.Longitud de Cauce Principal

Es la distancia entre el extremo inicial y final del cauce principal de mayor longitud, para subcuenca del ro Quechuaragra la longitud de cauce es de 7,68 km, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacoha y Yanacocha son de 0,95 km, 0,50 km y 0,87 km respectivamente.Coeficiente de Compacidad

El Coeficiente de Compacidad, o ndice de Gravelius, constituye la relacin entre el permetro de la cuenca y el permetro de una circunferencia cuya rea - igual a la de un crculo es equivalente al rea de la cuenca en estudio. Su frmula es la siguiente:

Kc = P / (2 ( * A))

Kc = 0.28 * (P / A)

Siendo:

Kc=Coeficiente de Compacidad;

P=Permetro de la cuenca, en km;

A=rea de la cuenca, en km2.

El valor determinado para la subcuenca del ro Quechuaragra el coeficiente de compacidad es de 1,26, mientras que para las Lagunas Atacocha(1,03), Quenguacoha(1,09) y Yanacocha(1,12) respectivamente.Factor de Forma

El Factor de Forma de una cuenca, determina la distribucin de las descargas de agua a lo largo del curso principal o cursos principales, y es en gran parte responsable de las caractersticas de las crecientes que se presentan en la cuenca, se expresa por la siguiente relacin:

Ff = Am/L = A/L2

Donde:

Ff = Factor de forma

Am = Ancho medio de la cuenca (km)

L = Longitud del curso mas largo (km)

El valor determinado para la subcuenca del ro Quechuaragra el factor de forma es de 0,73, mientras que para las Lagunas Atacocha(0,80), Quenguacoha(1,04) y Yanacocha(0,95) respectivamente.Altitud Media de la Cuenca

La Altitud Media de una cuenca es importante por la influencia que ejerce sobre la precipitacin, sobre las prdidas de agua por evaporacin y transpiracin y, consecuentemente sobre el caudal medio. Se calcula midiendo el rea entre los contornos de las diferentes altitudes caractersticas consecutivas de la cuenca; en la altitud media, el 50% del rea est por encima de ella y el otro 50% por debajo de ella. La expresin de la Altitud Media, H es la siguiente:

H = ( (hi * Si) / A

La altitud media determinada para la subcuenca del ro Quechuaragra es de 4178 msnm, mientras que para las Lagunas Atacocha(4322 msnm), Quenguacoha(4394 msnm) y Yanacocha(4336 msnm) respectivamente.Pendiente Media del Curso Principal

Es la relacin entre la diferencia de altitudes del cauce principal y la proyeccin horizontal del mismo. Su influencia en el comportamiento hidrolgico se refleja en la velocidad de las aguas en el cauce, lo que a su vez determina la rapidez de respuesta de la cuenca ante eventos pluviales intensos y la capacidad erosiva de las aguas como consecuencia de su energa cintica, se ha determinado la pendiente del cauce principal para la subcuenca del ro Quechuaragra de 14,2%, mientras que para las Lagunas Atacocha(27,4%), Quenguacoha(2%) y Yanacocha(7,1%) respectivamente.2.1.5. Aspectos Ecolgicos de la Cuenca

La ecologa de la cuenca se ha determinado en funcin al Sistema de Clasificacin de Zonas de Vida propuesto por el Dr. Leslie R. Holdridge, informacin que fue obtenida de la Base de Datos de Recursos Naturales de Infraestructura, del departamento de Lima, la Oficina de Gestin Ambiental Transectorial, Evaluacin e Informacin de Recursos Naturales del Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA).

En la subcuenca del ro Quechauragra se han identificado los siguientes pisos ecolgicos: pramo muy hmedo - Subalpino Tropical (pmh SaT), bosque muy hmedo Montano Tropical y bosque hmedo Montano Tropical, cuya descripcin se muestra a continuacin, as mismo en la Lamina N2 se presenta la ecologa de la cuenca.Lamina N2ECOLOGIA DE LA CUENCA

III. CLIMATOLOGIA

3.1. Variables climticas

En el mbito de estudio, no se cuenta con estaciones climatolgicas que nos permitan conocer el comportamiento de las principales variables como la temperatura y humedad relativa que sirvan de base para calcular la evapotranspiracin potencial, en ese sentido se hizo uso de la tesis "Generacin Medias Mensuales en Subcuencas de la cuenca del ro Santa, de Lutz Scholz, elaborada por el Ingeniero Nicianceno Edilberto Tarazona Santos, el ao 2005, a partir del cual se obtuvo la informacin de estas variables.

3.1.1. Temperatura

Para determinar la temperatura media en la zona de estudio se hizo uso de la tesis "Generacin Medias Mensuales en Subcuencas de la cuenca del ro Santa, de Lutz Scholz, elaborada por el Ingeniero Nicianceno Edilberto Tarazona Santos, el ao 2005, en el cual se presenta un conjunto de ecuaciones a nivel mensual para determinar estos valores. En ese sentido, haciendo uso de estas ecuaciones y considerando la altitud promedio del rea bajo riego (2900 msnm), se estimo la temperatura media mensual, el cual se muestra en el Cuadro N3 la variacin de la temperatura media mensual, mientras que en el Grfico N1 la variacin mensual de esta variable.Cuadro N3

De esta informacin se puede establecer que la variacin de la temperatura media mensual presenta un promedio multianual de 14,1C, variando entre 13,6C y 14,4C(julio y abril-mayo).

Grfico N1

3.1.2. Humedad Relativa

Esta variable fue analizada a nivel mensual, en funcin a la estacin Huaraz, informacin que ha servido para conocer el comportamiento esta variable, informacin que es mostrada en el Cuadro N4, mientras que en el Grfico N2 la variacin mensual.

Cuadro N4

Del Cuadro N4, se puede apreciar que el promedio multianual es de 68,7%, con un mximo valor del 76%, que se presenta en el mes de marzo, mientras que valor mnimo del 61% en el mes de agosto.Grfico N2

IV. ANLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACIN PLUVIOMETRICALa informacin pluviomtrica utilizada correspondi a los registros histricos del Senamhi y correspondieron a las estaciones Chavin, Cahuis, Llata y Pomabamba (Cuadro N01), los cuales se presentan en los Cuadros N05 al 8 y que forman parte del Anexo; as mismo en la Lamina N03 se muestra la ubicacin de las mismas en relacin al rea de estudio; esta informacin fue sometida a un anlisis de consistencia y completacin.4.1. Anlisis de la Consistencia de la Informacin

Este anlisis consisti en detectar y eliminar posibles inconsistencias y no homogeneidades, previa evaluacin estadstica de las series histricas para obtener registros ms confiables y de menor riesgo, para ello se realiz el anlisis grfico, doble masa y estadstico de las estaciones Chavin, Cahuis, Llata y Pomabamba.

4.1.1. Anlisis GrficoA fin de detectar posibles saltos y/o tendencias se elaboraron histogramas de precipitacin a nivel mensual y anual de las estaciones Chavin, Cahuis, Llata y Pomabamba ubicadas en el mbito de influencia del estudio, lo cual permiti establecer visualmente si existe la presencia de ciertos datos y/o perodos, cuyos valores no concuerdan con el comportamiento de la variable analizada.

Los histogramas histricos de precipitacin total mensual y anual de cada estacin se muestran en los Grficos N03 al 10.

4.1.2. Doble Masa

Para determinar si los saltos detectados en el anlisis grfico son producto de fenmenos naturales o han sido ocasionados por errores sistemticos, se realiz el anlisis de doble masa para cada una de las estaciones Chavin, Cahuis, Llata y Pomabamba.En los Grficos N11 al 13, se muestran el diagrama de doble masa analizado para las estaciones Chavin, Cahuis, Llata y Pomabamba; de acuerdo a la informacin analizada grficamente y el doble masa, la serie histrica de precipitacin media mensual son consistentes, no siendo necesarios efectuar las pruebas estadsticas.

Grfico N11

Grfico N12

Grfico N13

4.2. Completacin y Extensin de la Informacin HidrometeorolgicaPara contar con series de un periodo comn y de suficiente longitud muestral, en la zona de estudio, se realizo la completacin y extensin de los registros pluviomtricos, para ello se utiliz el software HEC4 desarrollado por el Centro de Ingeniera Hidrolgica (HEC) del Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos (USACE), de aplicacin en el rea de hidrologa; as, se obtuvieron series homogneas y completas para el periodo 1964-2012, cuya informacin se presenta en los Cuadros N9 al 12 para las estaciones Chavin, Cahuis, Llata y Pomabamba.

4.3. Gradiente de precipitacin altitud

Se determino la relacin precipitacin altitud en funcin a las tres (03) estaciones de precipitacin que se encuentran dentro del mbito de estudio, el cual se muestra en el Grfico N 14, donde se muestra la ecuacin de regresin obtenida (P=0,1865H +136,29), as como el coeficiente de correlacin obtenida que fue del orden del 0,91, el que indica una dependencia entre la precipitacin y altitud.

Grfico N 14

V. DISPONIBILIDADES HDRICASLa determinacin de las disponibilidades de agua se ha determinado a nivel de la subcuenca del ro Quechuaragra y las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, se realiz empleando el modelo de Balance Hidrolgico, desarrollado por la Misin Tcnica Alemana en el Per en el ao de 1980 y mediante el cual es posible obtener la escorrenta media mensual conociendo la precipitacin y las caractersticas fsicas de la cuenca.

Este modelo fue elaborado en el ao de 1979 por el Ing. Alemn S. Lutz, integrante de una misin alemana de asistencia tcnica al Programa Nacional de Pequeas y Medianas Irrigaciones (PN-PMI) del Ministerio de Agricultura.El modelo fue calibrado en base a aforos efectuados en los puntos de inters para la poca de estiaje y trabajos de campo realizados.5.1. Precipitacin en la subcuenca subcuenca del ro Quechuaragra y las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y YanacochaLa precipitacin total mensual en el rea en estudio se ha obtenido afectando los registros de la estacin Chavin, por un factor producto 1,12 para la subcuenca del ro Quechuaragra, y para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, este factor es conservadores, teniendo en cuenta la relacin precipitacin altitud.

En los Cuadros N13 al 16 se muestran la precipitacin total mensual determinada, para la subcuenca del ro Quechuaragra, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, mientras que en la Lmina N4 se presentan la red hidrogrfica y la microcuenca materia del estudio.5.2. Determinacin de los Componentes del Balance Hidrolgico

Los componentes del Balance Hidrolgico para el ao promedio son:

CMi = PEi + Ri = PEi + (Gi-Ai)

Donde:

CMi = Escurrimiento mensual (mm.)

PEi = Precipitacin efectiva mensual (mm.)

Gi = Gasto de retencin (mm.)

Ai = Abastecimiento de la retencin (mm.)

Ri = Retencin de la cuenca (mm.)

1.-Coeficiente de Escorrenta

El coeficiente de escorrenta se ha calculado siguiendo la Naturales(ONERN), desarrollado en el Inventario Nacional de Aguas Superficiales, de acuerdo a las zonas ecolgicas identificadas, y reconocimiento de campo se ha establecido un valor de 0,53 para la subcuenca del ro Quechuaragra, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, fue de 0,45Cuadro N13

2.-Clculo de la Precipitacin Efectiva

La precipitacin efectiva en la cuenca, se ha determinado con la siguiente ecuacin polinmica:PE=a0+a1*P+a2*P2+a3*P3+a4*P4+a5*P5

Donde:

PE

= Precipitacin efectiva mensual (mm.)

P

= Precipitacin total mensual (mm.)

a0...a5 = Coeficientes del Polinomio

Los coeficientes del polinomio son determinados del Cuadro siguiente, en el que aparecen sus valores para tres curvas (I, II y III) que estn en funcin del coeficiente de escorrenta comprendido en el rango de dichas curvas.

Los valores PE obtenidos con las curvas, se ajustan a condiciones de escorrenta de la cuenca mediante la siguiente relacin:

PE = C1*PEII+C2*PEIII=Ce*P

Donde:

C1

=(Ce*P-PEIII)/(PEII-PEIII)

C2

=(Ce*P-PEII)/(PEII-PEIII)

C1 y C2=Coeficiente ajuste: C1+C2=1

Ce

=Coeficiente escorrenta de la cuenca

P

=Precipitacin total anual (mm.)

PEI-PEIII=Precipitacin efectiva calculada para una de las Curvas II y IIIEn los Cuadros N17 al 20 se presenta la precipitacin efectiva en la cuenca para el perodo 1964-2012, para la subcuenca del ro Quechuaragra, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha.Cuadro N17

3.-Clculo del Gasto y Abastecimiento de la Retencin

a.-Retencin de la Cuenca(R)

De acuerdo a las caractersticas de la zona se considerado un valor de 85 mm/ao para la subcuenca del ro Quechuaragra, mientras que para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, fueron de 60, 20 y 60 mm/ao respectivamente.

b.-Coeficiente de Agotamiento

El coeficiente de agotamiento se determin con la siguiente expresin:

a=-0.00252*Ln(AR)+0.030

Donde:

a=Coeficiente de agotamiento

AR=rea de la cuenca(km2)

c.-Gasto de la Retencin (Gi)

Viene dada por la siguiente expresin:

Gi = Rbi/ bi

bi = b0

b0 =e-a*t

Donde:

b0 =Relacin entre la descarga del mes actual y del mes anterior

t =Tiempo en das del mes

a =Coeficiente de agotamiento

Un resumen de los parmetros utilizados fueron los siguientes:

Remplazando los valores de a, t, bo y R se obtienen los valores de Gi, que se presentan en los Cuadros N21 al 24 para la subcuenca del ro Quechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha.Cuadro N20

d.-Clculo del Abastecimiento de la Retencin (Ai)

El abastecimiento a la retencin se produce en la poca de lluvias en decir entre noviembre - abril.El abastecimiento a la retencin se determin mediante la siguiente expresin:

A = ai*R

Donde:

Ai =Abastecimiento mensual a la retencin (mm.)

ai =Coeficiente de abastecimiento(%)

R =Retencin de la cuenca (mm./ao)

Los valores de Ai se muestran en el Cuadros N21 al 24 para la subcuenca del ro Quechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha.4.-Clculo de la Escorrenta promedio mensual

La escorrenta para el ao promedio se calcul con la ecuacin del Balance Hidrolgico:

CMi = PEi + Gi - Ai

Sus componentes han sido determinados anteriormente y los resultados se presentan en los Cuadros N25 al 28 para la subcuenca del ro Quechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha.Cuadro N25

5.3. Disponibilidad Hdrica a Nivel Mensual

La ecuacin utilizada para generar los caudales medios mensuales en la subcuenca del ro Quechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, se ha aplicado el modelo siguiente:Qt =B1+B2*Qt-1+B3*PEt+S*(1-R2)0.5*ZtDonde:

Qt

=Caudal del mes actual

Qt-1

=Caudal del mes anterior

PEt

=Precipitacin efectiva del mes t

B1,B2,B3=Parmetros del modelo

S

=Desviacin standard

R

=Coeficiente de correlacin

Zt

=Variable aleatoria distribuida normalmente

Los parmetros se calculan mediante regresin lineal mltiple considerando como variable dependiente a Qt y como variables independientes a Qt-1 y PEt, tal como se muestra en los Cuadros N25 al 28 para la subcuenca del ro Quechuaragra y las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha.Mientras que en los Cuadros N29 al 32 se presenta las descargas medias mensuales obtenidas con el modelo de generacin para la subcuenca del ro Quechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha.Cuadro N29

5.4. Determinacin del Caudal Ecolgico

En la determinacin del Caudal Ecolgico, se ha utilizado la metodologa propuesta por el Ministerio de Obras Pblicas y de Transportes de Espaa (MOPT-1989), que indica que el Caudal Ecolgico propiamente dicho es similar al 10% del caudal medio anual del ro, la cual ha sido adaptada considerando en este caso el 10% del caudal medio mensual para tener en cuenta su variabilidad durante todo el ao.

As la determinacin del caudal ecolgico de la Quebrada Quechuaragra ha consistido en obtener el 10% de cada mes para el periodo 1964-2012, y restando a la serie original obtenindose una nueva serie de caudales medios mensuales netos, la cual se presenta en el Cuadro N33, informacin que servir en el anlisis de persistencia a que a continuacin se presenta.Cuadro N33

5.5. Anlisis de Persistencia de Probabilidad de Ocurrencia de Caudales

La disponibilidad hdrica para la zona de estudio a niveles de persistencia para la subcuenca del ro Quechuaragra, Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, se ha calculado mediante la formula de Weibull para persistencias de caudales al 50%, 75% y 95% en el tiempo, cuya expresin es la siguiente:

donde i es el orden del evento, siendo i = 1 para el primer valor y n es el nmero de aos del registro.En los Cuadros N34 al 37 se presenta el anlisis de frecuencia relativas de caudales para las persistencias del 50%, 75% y 95%, expresado en m3/s. Un resumen se presenta a continuacin.

5.6. Disponibilidad Hdrica con Fines de Represamiento

La disponibilidad hdrica con fines de aprovechamiento y represamiento para el rea del proyecto para las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha ha sido obtenida a partir de la generacin de caudales medios mensuales (Cuadros N30 al 32), y la evaporacin que se presentara en el embalse, para lo cual se calculo la evaporacin neta en el embalse y volumen evaporado, cuyo resumen se muestra en los Cuadros N38 al 40:Cuadro N38

Cuadro N39

Cuadro N40

En consecuencia la disponibilidad hdrica aprovechable en las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, quedan definidas de la siguiente manera, informacin que se muestra en los Cuadros N41 al 43:Cuadro N41

Cuadro N42

Cuadro N43

Teniendo en consideracin la curva altura-rea-volumen, se puede regular los siguiente volmenes conservadoramente:

Laguna Atacocha: Volumen de 260 000 m3, para una altura de 5 m de presa.

Laguna Quenguacocha: Volumen de 10 000 m3, para una altura de 6 m de presa.

Laguna Yanacocha: Volumen de 100 000 m3, para una altura de 5 m de presa.

La operacin mensual de las lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha ser como mximo 2 meses para el riego complementario y su distribucin se muestra en el Cuadros N44 de la siguiente manera:

Cuadros N44

5.7. Anlisis de Precipitaciones Mximas en 24 Horas

Dentro del rea de influencia de estudio no existe una estacin de aforos que registre los caudales mximos, en tal sentido ha sido necesario establecer una metodologa indirecta que permita la determinacin de caudales mximos con fines de diseo, para lo cual, se selecciono la estacin de Chavin, como representativa del comportamiento de la precipitacin, el cual cuenta con informacin de precipitacin mxima en 24 horas dentro del rea de influencia del estudio. En el Cuadro N45 se presenta esta la informacin.

Cuadro N45

Las series de precipitacin mxima en 24 horas se ajustaron a funciones tericas de probabilidad (Distribucin Normal de 2 Parmetros, Distribucin Log-Normal de 2 Parmetros, Distribucin Log-Normal de 3 Parmetros, Distribucin Extremo Tipo I Gumbel, Distribucin Pearson Tipo III y Distribucin Log-Pearson Tipo III), hacindose uso del Programa LFREQ, seleccionndose aquella que tenia menor error estndar, y esta correspondi a la Gumbel. Los resultados de los parmetros obtenidos se muestran en el Cuadro N46 de precipitaciones mximas para diferentes periodos de retorno, mientras que en el Cuadro N47 la precipitacin para diferentes periodos de retorno.Cuadro N46

Cuadro N47

5.8. Anlisis de Mximas Avenidas

Ante la ausencia de una estacin de aforos que registre los caudales mximos, ha sido necesario utilizar una metodologa indirecta que permita la determinacin de caudales mximos con fines de diseo, la informacin de precipitacin ha correspondido a Chavn (precipitacin mxima en 24 horas), y desagregado mediante la relacin de Dick & Peschke: Pd=P24(D/1440)^0.25; donde Pd=Precipitacin para una duracin d (mm), P24=Precipitacin mxima en 24 horas (mm) y D=Duracin de la precipitacin (minutos), y las caractersticas fsicas de la cuenca, y haciendo uso de la Formula de Mac Math, se ha determinado el caudal mximo para la Quebrada Quechuaragra y las Lagunas Atacocha, Quenguacocha y Yanacocha, cuyo resumen se muestra a continuacin, mientras que en los Cuadro N48 al 51 se muestran los clculos correspondientes y forman parte del Anexo

VI. USOS Y DEMANDAS DE LAS AGUAS

6.1.Calculo de la Evapotranspiracin PotencialEs la cantidad de agua consumida, durante un determinado perodo de tiempo, en un suelo cubierto de una vegetacin homognea, densa, en plena actividad vegetativa y con un buen suministro de agua, se expresa en mm/m.Para el clculo de la evapotranspiracin potencial, se ha utilizado el mtodo de Hargreaves y cuya ecuacin es la siguiente:

ETP = MF * TMF * CH * CE

Donde:

ETP= Evapotranspiracin potencial (mm/mes)

MF= Factor mensual de latitud

TMF= TC media mensual (F),

CH= Factor de correccin de la humedad relativa

CE= Factor de correccin para altura o elevacin del lugar

CH= 0.166 *(100-HR)0.5

Donde:

HR= Humedad relativa media mensual (%)

La frmula anterior se emplea para valores de HR mayores a 64%., para HR