tesis para obtener el título profesional de ingeniero civil

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Identificación de zonas críticas de inundación por avenidas

extraordinarias y el proyecto de defensas ribereñas en el rio moche

tramo puente moche hasta 3.5km aguas abajo, Trujillo 2019

TRUJILLO - PERÚ

2021

TESIS

PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

AUTOR : Br. Rodríguez Orbegoso Deybi Abel

ASESOR : Ing. Villar Quiroz Josualdo Carlos

CO ASESOR : Ing. Narváez Aranda Ricardo

i

DEDICATORIA

En primer lugar, a Dios todopoderoso por ser mi

guía y llevarme de la mano en cada momento de mi

vida, por darme la fuerza, la salud y voluntad para

seguir adelante alcanzando mis metas soñadas.

A mis padres Simón y Esmeralda, que me han

sabido llevar por el buen camino, gracias por sus

consejos, compresión, tolerancia, paciencia, cariño,

amor y sobre todo por brindarme su apoyo y estar

presente cuando más los he necesitado.

ii

AGRADECIMIENTOS

A mis Hermanos Edwin y Noemi, por haberme

acogido en momentos cruciales de mi vida para

poder lograr mis metas y sobre todo porque han sido

mi guía con sus consejos y apoyo en todo momento.

A mis padres Simón y Esmeralda, por su apoyo

incondicional y por haber creído en mí en todo momento y en

cada circunstancia de mi vida y también un agradecimiento

especial a mi prima Lilia Agustín la cual considero como a

una segunda madre ya que puso todo su esfuerzo en verme

crecer sano y salvo.

Al Sr. Julián Razón y Sra. Estrella alegre, por ser mis

ángeles de la guarda que siempre han estado en los momentos

más difíciles de mi vida universitaria, y sobre todo por sus

consejos y paciencia para hacer de mi un hombre de bien.

iii

RESUMEN

Esta investigación tuvo como objetivo principal determinar la relación entre la identificación de

las zonas críticas de inundación frente avenidas extraordinarias y la propuesta de un proyecto

de defensas ribereñas en el río Moche tramo puente moche hasta 3,5km aguas abajo 2019; por

ello para cumplir tal fin se procedió al levantamiento de data topográfica así como la data

hidrológica, lo cual fue la base para el análisis y posterior desarrollo de la tesis usando el método

Gumbel para el análisis estadístico con el software Hyfran y apoyándonos en herramientas SIG

de los softwares Civil 3D, Hec Ras, QGIS y ArcGis para obtener las secciones transversales

más vulnerables de acuerdo a las líneas de energía, la lámina de agua y al tirante critico según

el flujo de cada tramo inter sección, luego del análisis de la data asumiendo tiempos de retorno

de 5 años, 29 años, 50 años y 100años con sus respectivos caudales resultando que los caudales

de los últimos periodos de retorno provenían de una avenida extraordinaria ya que superaban el

límite de caudal 307m3/s a partir del cual, se considera un caudal extraordinario, así mismo se

determinó mediante resultados que las zonas de inundación provienen del desborde lateral del

río, debido a que su cauce está lleno de material de sedimentación, también de determino los

mapas de inundación mediante simulación para los diferentes tiempos de retorno.

Determinándose que la estructura de defensa ribereña más adecuada es el muro gavión tipo

colchón y cajón y no el muro de concreto armado, debido a que cumplió distintos criterios para

su selección. Es así como se concluye que para una avenida extraordinaria de un caudal de

385m3/s con una frecuencia de ocurrencia de 100 años según estimación, ocasionaría el

desborde y la inundación del 55% del tramo en estudio, pero que el puente Moche no se vería

afectado con desborde del cuerpo de agua y que el muro de gavión tipo colchón y caja, entre

otros sistemas estructurales es el más apropiado, ya que es una estructura construida con

materiales de la zona y flexibles que cumplen con los requerimientos y criterios establecidos y

puede adecuarse a deformaciones una vez puesta en funcionamiento y además se adapta a la

naturaleza del lugar en su zona agrícola y zona urbana del tramo del río en estudio.

PALABRAS CLAVE: zonas críticas, inundación, avenidas extraordinarias, defensas ribereñas.

iv

ABSTRAC

The main objective of this research was to determine the relationship between the identification

of critical flood zones in front of extraordinary avenues and the proposal of a riverine defenses

project in the Moche River, the Moche bridge section up to 3.5km downstream 2019; For this

reason, to fulfill this purpose, topographic data was collected as well as hydrological data, which

was the basis for the analysis and subsequent development of the thesis using the Gumbel

method for statistical analysis with the Hyfran software and relying on GIS tools. of Civil 3D,

Hec Ras, QGIS and ArcGis softwares to obtain the most vulnerable cross sections according to

the power lines, the water sheet and the critical tie according to the flow of each inter-section

section, after data analysis assuming return times of 5 years, 29 years, 50 years and 100 years

with their respective flows resulting that the flows of the last return periods came from an

extraordinary avenue since they exceeded the flow limit 307m3 / s from which, it is considered

an extraordinary flow, likewise it was determined by results that the flood zones come from the

lateral overflow of the river, because its channel is full of mat sedimentation wasteland, I also

determined the flood maps by simulation for the different return times. Determining that the

most suitable riparian defense structure is the mattress and box type gabion wall and not the

reinforced concrete wall, due to the fact that it met different criteria for its selection. This is how

it is concluded that for an extraordinary avenue with a flow of 385m3 / s with a frequency of

occurrence of 100 years according to an estimate, it would cause the overflow and flood of 55%

of the section under study, but that the Moche bridge would not be seen. affected with overflow

of the body of water and that the mattress and box-type gabion wall, among other structural

systems, is the most appropriate, since it is a structure built with local and flexible materials that

meet the established requirements and criteria and can adapt to deformations once put into

operation and also adapts to the nature of the place in its agricultural area and urban area of the

section of the river under study.

KEY WORDS: critical areas, flooding, extraordinary avenues, riverine defenses.

v

ÍNDICE GENERAL

DEDICATORIA .............................................................................................................................. i

AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................ii

RESUMEN .................................................................................................................................... iii

ABSTRAC ...................................................................................................................................... iv

ÍNDICE GENERAL ....................................................................................................................... v

ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................vii

ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................... x

ÍNDICE DE GRAFICOS .............................................................................................................. xi

ÍNDICE DE ANEXOS .................................................................................................................. xi

CAPÍTULO I .................................................................................................................................. 1

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1

1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA: .................................................................................. 2

1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................................... 6

1.3. HIPÓTESIS ...................................................................................................................... 7

1.4. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................ 8

1.5. OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN ............................................................................ 9

1.5.1. OBJETIVO GENERAL. ......................................................................................... 9

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................. 9

CAPÍTULO II ............................................................................................................................... 10

MARCO TEÓRICO .................................................................................................................... 10

2.1. ANTECEDENTES ......................................................................................................... 11

2.2. BASES TEÓRICAS ....................................................................................................... 14

2.2.1. Cuencas Hidrográficas. .......................................................................................... 14

2.2.2. Precipitaciones ........................................................................................................ 16

2.2.3. Inundaciones. .......................................................................................................... 18

2.2.4. Ríos. ......................................................................................................................... 21

2.2.5. Zonas críticas de inundación. ................................................................................ 24

2.2.6. Mapa de inundaciones. .......................................................................................... 25

2.2.7. Mitigación de daños por inundaciones. ................................................................ 27

2.2.8. Medidas Estructurales de mitigación de daños por inundación. ....................... 28

2.2.9. Defensas Ribereñas. ............................................................................................... 30

CAPÍTULO III ............................................................................................................................. 48

vi

MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................................... 48

3.1. OBJETO DE ESTUDIO ............................................................................................... 49

3.1.1. Universo ................................................................................................................... 50

3.1.2. Población. ................................................................................................................ 50

3.1.3. Muestra. .................................................................................................................. 50

3.1.4. Unidad de Estudio. ................................................................................................. 50

3.2. MÉTODOS Y TÉCNICAS ........................................................................................... 50

3.2.1. Diseño de investigación. ......................................................................................... 50

3.2.2. Técnica de recolección de datos. ........................................................................... 52

3.2.3. Instrumento de recolección de datos. ................................................................... 52

3.2.4. Procedimientos de recolección de datos. .............................................................. 53

3.2.5. Técnicas, Métodos e instrumentos de Análisis de Datos. .................................... 53

3.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL .................................................................... 57

3.3.1. Ubicación e información de la zona de estudio. ................................................... 60

3.3.2. Levantamiento, procesamiento y replanteo de planos. ....................................... 62

3.3.3. Análisis de caudales máximos diarios con Hyfran .............................................. 65

3.3.5. Modelamiento con el Programa ArcGis ............................................................... 68

3.3.6. Modelamiento con el Programa Hec Ras ............................................................. 70

3.3.7. Propuesta estructural para el proyecto de defensa ribereña ............................. 95

CAPÍTULO IV ........................................................................................................................... 104

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................................ 104

4.1. Caudales y Descargas Hidrológicas Históricas. ........................................................ 105

4.2. Zonas de inundación .................................................................................................... 108

4.3. Modelamiento de los niveles de inundación según la zona. ..................................... 117

4.1. Estructura para el proyecto de defensa ribereña ..................................................... 124

CAPÍTULO V ............................................................................................................................. 125

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................................... 125

5.1. Conclusiones. ................................................................................................................ 126

5.2. Recomendaciones. ........................................................................................................ 127

CAPÍTULO VI ........................................................................................................................... 129

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. .................................................................................... 129

CAPÍTULO VII .......................................................................................................................... 132

ANEXOS ..................................................................................................................................... 132

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1Delimitación de la red hídrica de la cuenca moche .......................................................... 14

Figura 2 Partes de una Cuenca Hidrográfica .................................................................................. 15

Figura 3 Si AG<Ah entonces se presenta inundación .................................................................... 24

Figura 4 Mapa de Peligro de inundaciones (Roberto Matellanes, 2013) ....................................... 26

Figura 5 Obra de Regulación – Presa de Mequinenza ................................................................... 28

Figura 6 Obra de Rectificación del arroyo Aguadulcita................................................................. 29

Figura 7 Obra de Protección del Rio Santiago ............................................................................... 29

Figura 8 Muestra de una obra longitudinal .................................................................................... 31

Figura 9 Secciones típicas de protección de márgenes con enrocados .......................................... 32

Figura 10 Representación de un Gavión tipo caja .......................................................................... 34

Figura 11 Representación de un Gavión Tipo Colchón ................................................................. 36

Figura 12 Representación de un gavión tipo saco .......................................................................... 37

Figura 13 Muros de encauzamiento, Según Linsley y Franzini ..................................................... 39

Figura 14 Componentes de la Ecuación de Energía ...................................................................... 41

Figura 15 Parámetros que considera el HEC-RAS cuando la sección es compuesta..................... 43

Figura 16 Grafica de la forma de obtener la Energía Promedio ..................................................... 44

Figura 17 : Energía especifica mínima para cada sección transversal ........................................... 47

Figura 18 Definición de Variables. ................................................................................................ 51

Fuente: Elaboración propia. ........................................................................................................... 51

Figura 19 Representación virtual de la estación de Quirihuac ....................................................... 53

Figura 20 Prueba de hipótesis y significancia de la data con el método Kendall .......................... 54

Figura 21 Prueba de Chi Cuadrado ................................................................................................ 54

Figura 22 Ejemplo de la tabla de Frecuencia ................................................................................. 55

Figura 23 Ejemplo de un gráfico tipo Histograma ......................................................................... 55

Figura 24 Ejemplo de un gráfico tipo Ojiva ................................................................................... 56

Figura 25 Ejemplo de un gráfico tipo Polígono ............................................................................. 56

Figura 26 Representación esquemática del procedimiento experimental ...................................... 57

Figura 27 Ubicación Satelital de la zona en estudio ...................................................................... 61

Figura 28 Cuerpo de agua en el río Moche .................................................................................... 62

Figura 29 Mapa de la parte baja de la cuenca Moche .................................................................... 63

Figura 30 Plano en planta del puente de Moche hasta 3.5km aguas abajo .................................... 63

Figura 31 Plano de perfil transversal en la progresiva km 3+520.00, según el Civil 3D ............... 64

Figura 32 Plano en planta en la progresiva km 3+500.00 donde se ubica el puente Moche. ........ 64

viii

Figura 33 Modelo Gamma para verificar la confianza y significancia de la data hidráulica ......... 65

Figura 34 Plano de ubicación de la zona en estudio....................................................................... 68

Figura 35 Modelado de la inundabilidad en el año 2017 ............................................................... 69

Figura 36 Perfil de agua longitudinal a lo largo de su trayectoria ................................................. 72

Figura 37 Zona de inundabilidad del km 0+00.00 hasta el km 0+040.00 ...................................... 73

Figura 38 Primer tramo de inundabilidad que llega hasta el km 1+040.00.................................... 73

Figura 39 Sección transversal donde existe desborde del caudal y colmatación. .......................... 74





Figura 44 Simulación del cuerpo de agua en el rio moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas

abajo ............................................................................................................................................... 77

Figura 45 Perfil longitudinal del cuerpo de agua a lo largo de los 3.5 km en estudio. .................. 77


Figura 47 Sección transversal donde existe desborde del caudal y colmatación ........................... 78







Figura 54 Simulación del cuerpo de agua que transita por el tramo del rio moche en estudio. ..... 82

Figura 55 Perfil longitudinal del caudal que transcurre por el rio moche en el tramo en estudio.. 82






Figura 61 ........................................................................................................................................ 85





ix

Figura 66 Simulación de la inundabilidad en el rio moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas

abajo. .............................................................................................................................................. 88

Figura 67 Perfil del cuerpo de agua que transcurre cada 100 años por el rio moche tramo puente

moche hasta 3.5km ......................................................................................................................... 88











Figura 78 Sección transversal cerca al puente moche, donde no existe desborde del caudal. ....... 94

Figura 79 Modelamiento del transporte del caudal cada 100 años en el rio moche en el tramo en

estudio ............................................................................................................................................ 94

Figura 80 Representación de los muros gavión en el río Moche ................................................. 100

Figura 81 Representación de la elaboración de los muros de defensa ribereña con gavión en

colchón y caja ............................................................................................................................... 100

Figura 82 Gavión de Caja y Colchón de distinta medida según al área a proteger ...................... 101

Figura 83 Altura de desborde del cuerpo de agua de 1.73 metros ............................................... 103

Figura 84 Primer Tramo de inundabilidad, más de 1040.00 metros de desborde lateral del cauce

...................................................................................................................................................... 109

Figura 85 Segundo Tramo de inundabilidad, se extiende por más de 360 metros, de desborde

lateral ............................................................................................................................................ 110

Figura 86 Tercer Tramo de inundabilidad, se extiende por más de 120 metros, de desborde

lateral. ........................................................................................................................................... 110

Figura 87 Primer tramo de inundabilidad, se extiende hasta 1040 metros aguas arriba de desborde

...................................................................................................................................................... 111

Figura 88 Segundo tramo de inundabilidad, se extiende a más de 360 metros de desborde aguas

arriba ............................................................................................................................................. 111

Figura 89 Tercer tramo de inundabilidad, con desborde de más de 160 metros aguas arriba ..... 111

Figura 90 Cuarto tramo de inundabilidad, con desborde de más de 40 metros aguas arriba ....... 112

Figura 91 Primer tramo de inundabilidad, se extiende por más de 1040 metros de desborde en el

cauce. ............................................................................................................................................ 112

x

Figura 92 Segundo tramo de inundabilidad, se extiende por más de 360 metros de desborde en el

cauce ............................................................................................................................................. 113

Figura 96 Tramo de inundabilidad, se extiende por más de 1040 metros de desborde del cauce.

...................................................................................................................................................... 114

Figura 101 Lugar de no inundabilidad, cerca al puente Moche. .................................................. 116

Figura 102 Zona de inundación real en el año 2017 con un alcance de hasta 2.6km aguas arriba

...................................................................................................................................................... 117

Figura 103 Plano de perfil longitudinal con su respectivo cuadro de magnitudes topográficas,

donde nos indica que la pendientes es débil ................................................................................. 119

Figura 104 Simulación de inundación en el año 2017, año que ocurrió el fenómeno del niño

costero. ......................................................................................................................................... 120

Figura 105 Simulación de inundación con un caudal que se considera el umbral máximo a partir

del cual se considera la existencia de una avenida extraordinaria, que se hace presente cada 29

años. .............................................................................................................................................. 121

Figura 106 Simulación del cuerpo de agua que discurre en el río Moche, con un caudal de

342m3/s que se proyecta su acontecimiento cada 50 años. .......................................................... 122

Figura 107 Simulación del cuerpo de agua que fluye por el río Moche con un caudal de 385m3/s

proyectado su existencia cada 100 años. ...................................................................................... 123

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Resumen de la hipótesis ...................................................................................................... 7

Tabla 2 El Fenómeno el niño en los últimos 150 años ................................................................... 16

Tabla 3 Características de los mapas de inundación ...................................................................... 26

Tabla 4 Ventajas y Campo de Aplicación de los Gaviones tipo Caja ............................................ 34

Tabla 5 Dimensiones del gavión tipo caja...................................................................................... 35

Tabla 6 Dimensiones del gavión tipo Colchón .............................................................................. 36

Tabla 7 Valores de coeficiente de contracción y expansión .......................................................... 46

Tabla 8 Operacionalización de las variables. ................................................................................. 49

Tabla 9 Clasificación de las Variables ........................................................................................... 52

Tabla 10 Caudales maximos historicos .......................................................................................... 66

Tabla 11 Coeficientes de manning ................................................................................................. 70

Tabla 12 Criterios para determinar las zonas de inundación.......................................................... 71

Tabla 13 Criterios de comparación para elegir una propuesta estructural de proyección ribereña 96

Tabla 14 Comparación económica para un tramo en las mismas condiciones .............................. 97

Tabla 15 Dimensiones del gavión tipo colchón ........................................................................... 101

Tabla 16 Calculo del ancho estable del cauce .............................................................................. 102

xi

Tabla 17 Resumen de las zonas inundación según secciones transversales................................. 109

Tabla 18 Pendientes en el cauce del río Moche tramos puente Moche hasta 3.5km aguas abajo.

...................................................................................................................................................... 118

Tabla 19 Progresivas para el escenario más crítico de inundación .............................................. 124

ÍNDICE DE GRAFICOS

Gráfico 1 Caudales máximos anuales y el Umbral máximo a partir del cual se considera una

avenida extraordinaria, Q=280m3/s ............................................................................................. 105

Gráfico 2 Cantidad de Agua que discurría por el río Moche tramo puente Moche hasta 3,5km

aguas abajo en relación con el tiempo. ......................................................................................... 106

Gráfico 3 Caudales Instantáneos con respecto a los días del mes de marzo del 2017 en tres

distintos horarios, año en que ocurrió el fenómeno del niño costero. .......................................... 107

Gráfico 4 Análisis de persistencia de volúmenes de las descargas medias mensuales (hm3) río

Moche - Estación Quirihuac. ........................................................................................................ 108

ÍNDICE DE ANEXOS

A. Formato de los instrumentos de recolección de data de descargas (Anexo 01) ................... 133

B. Formato del instrumento de recolección de data topográfica. (Anexo 02) .......................... 133

C. Planilla De Registro De Caudales Instantáneos (Anexo 3) .................................................. 134

D. Panel fotográfico en el río Moche (Anexo 3’) ..................................................................... 135

E. Imagen de curvas de nivel dentro del cauce del rio Moche y Zona Critica (Anexo 04) ...... 136

F. Curvas de nivel según el levantamiento topográfico proyectado aguas arriba y aguas abajo a

partir del puente moche. (anexo 05) ............................................................................................. 137

G. Replanteo De Planos En Perfil. (Anexo 06) ......................................................................... 139

H. Data de descargas medias mensuales en la estación Quirihuac. .......................................... 141

(Anexo 07) .................................................................................................................................... 141

I. Procedimiento De Análisis De Caudales Máximos Diarios De La Estación Quirihuac.

(Anexo 08) .................................................................................................................................... 142

1

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

2

1.1.REALIDAD PROBLEMÁTICA:

Desde tiempos remotos y aún más en estos últimos tiempos el campo de la ingeniería hidráulica

se ha tornado muy importante en las vidas de los seres vivos, ya que su estudio y entendimiento,

hace posible vivir en armonía y con tranquilidad en un mundo globalizado y con un alto índice de

calentamiento global, porque nos ayuda a construir proyectos de defensas ribereñas sostenibles en

el tiempo y de prevención ante fenómenos naturales adversos.

En Ecuador, en el río Pescadillo, Manabí la problemática asociada a las inundaciones es

compleja ya que implica la intervención de múltiples factores por ende la difícil identificación de

zonas críticas inundables, en la cual, la vulnerabilidad aumenta en zonas muy intervenidas, donde

las evidencias físicas del cauce son borradas por la acción del hombre debido a la no existencia de

algún tipo de medida de mitigación mediante defensas ribereñas; además la ubicación geográfica

del río Pescadillo, favorece las crecidas de caudal durante el periodo lluvioso de la región en

algunos sectores agrícolas. (Cartaya & Eduarte, 2016)

En la república de Maldova, dada la importancia que representa la cuenca del río Dniéster y su

riesgo de inundación a las poblaciones en zonas críticas por inundación, con mayor magnitud en

tiempo de invierno por las crecidas de su caudal, se considera importante tomar medidas

implementadas para la protección contra las inundaciones tal como embalses y otro tipo de defensas

ribereñas.(Jeleapov et al., 2014)

En Chile, se estudió el riesgo de inundaciones en la quebrada San Ramón, en la comuna de La

Reina, Santiago; zona crítica que se ha observado especialmente susceptible ante eventos

hidrometeorológicos extremos originados por tendencias de cambio en las condiciones climáticas

a nivel mundial, además existe un desconocimiento de las zonas críticas por inundación y por ende

la no prevención con defensas ribereñas o de otra índole ante un evento de avenidas extraordinarias

en esta cuenca. (Pérez Jara & Vargas Mesa, 2011)

En el río Camillaqui del centro poblado de Ancomaya de la microcuenca Zapatilla Provincia de

Collao – Puno; se planteó la determinación de zonas críticas mediante la simulación de

inundaciones con el software HEC-RAS para su prevención realizando un tipo de defensa ribereña

para el encauzamiento estratégico de este río previa determinación de las características físicas y

topográficas e hidráulicas. (QUIZA, 2014)

3

En Perú, departamento de La Libertad; el Fenómeno El Niño es un cambio climático anómalo

que afecta principalmente Sudamérica y en nuestro país especialmente al norte del Perú, en tres

oportunidades 1983, 1998 y 2017 se ha presentado el evento hidrometeorológicos con una

magnitud extraordinaria, este último fenómeno conocido como El Niño Costero a su vez se

desarrolla a lo largo de las costas peruanas y ecuatorianas siendo un evento meteorológico local,

desarrollando fuertes lluvias, los cuales provocaron huaycos, desbordes de ríos, escasez de recursos

básicos e inundaciones en zonas críticas, debido a la falta de prevención estructural con defensas

ribereñas. (Rodriguez & Juarez, 2017)

En Perú, La Libertad, Trujillo; Se encontró que el cauce del río Moche, cerca al puente

Quirihuac, se ha venido estrangulándose, eso sucede porque en los últimos años, se ha invadido el

cauce del río para sembrar, es decir algunas personas han aprovechado que el río ha colmatado la

margen derecha e izquierda para sembrar, lo que representa zonas críticas de inundación y no

permiten que se haga la debida descolmatación al río, esto genera que al tener menor sección de

cauce para mantener su capacidad de transporte; el cuerpo de agua aumente su energía generando

una mayor socavación debido a la no existencia de alguna defensa ribereña para este puente de

fierro (Rodriguez & Juarez, 2017)

La identificación de las zonas críticas de inundación se realizara mediante la simulación y el

modelamiento hidráulico de un área en estudio, y esto se hace posible gracias a los diversos

softwares relacionados a la hidráulica e hidrología que hoy en día existen, como es de uso común

el HEC RAS, RIVER, QGIS y ArcGIS; estos tienen su fundamento y base en el Sistema de

Información Global (SIG) los cuales están siendo constantemente monitoreados por las entidades

de cada país que tengan que ver con la visualización constante de los Satélites.

En la investigación de (Pérez Jara & Vargas Mesa, 2011) nos explica la extensión y la magnitud

de las inundaciones según la condición climática asociadas a distintos periodos de retorno y se ha

plasmado como mapas de riesgo de inundación, superponiendo los mapas de peligro de inundación

y el de vulnerabilidad el cual se desarrolló paralelamente mediante modelamiento Hidráulicos.

Según (Asdak et al., 2018) encontraron que la inundación en Yakarta se está convirtiendo en un

evento regular y que muestra una tendencia a aumentar en magnitud, así como en frecuencia en

lugar de disminuir y esto hace que haya más zonas de inundación a pesar de una serie de esfuerzos

de ingeniería que se han realizado para controlarlo mediante defensas ribereñas.

4

Según (Zevallos, 2015) encontró que debido a las intensas y prolongadas precipitaciones

pluviales que provienen de las zonas altas de su cuenca que generan grandes elevaciones del nivel

de caudal del rio, situación que pone en riesgo la infraestructura y las vidas humanas entonces

planteó que en ese tramo estudiado se necesita la construcción de defensas ribereña y que deben

ser diseñadas acorde a esta realidad porque se ha encontrado que existen algunas defensas ribereñas

que no se adaptan a las características y exigencias del río.

Según investigaciones realizadas, citadas en los párrafos anteriores, podemos observar que,

debido al cambio climático, algunas zonas en las cuencas tienden cada vez más a estar propensas

a grandes precipitaciones y por ende a elevaciones súbitas en su caudal aumentando el nivel del rio

lo que genera extensas inundaciones en diferentes grados y/o magnitudes a lo largo de un tramo de

un rio, ocasionando daños estructurales en las edificaciones, pérdidas de vidas humanas y

económicas; a raíz de esta realidad nace la idea de realizar una propuesta de defensas ribereñas

para mitigar estos daños en zonas críticas de inundación.

Dentro de sus responsabilidades el ministerio del medio ambiente del Perú en coordinación y

colaboración de los órganos adscritos al MINAM, realizo un mapa de susceptibilidad física del

Perú, lo cual identifica zonas propensas a inundaciones y deslizamientos en la costa y sierra frente

a la ocurrencia de eventos hidrometeorológicos extraordinarios, en la ocurrencia probable de un

fenómeno el niño y para un mejor ordenamiento territorial. (Ministerio del Medio Ambiente del

Perú, 2015)

El rio Chijra, en Argentina pasa por medio del pueblo donde las casas están situadas a pocos

metros de la orilla del rio y en la temporada de lluvias aumenta su nivel, lo que representa un

verdadero peligro para los habitantes de este pueblo, debido a esta problemática la empresa

MACCAFERRI Realizo obras de defensa ribereña en las márgenes del rio, con el objetivo de

proteger y permitir el desarrollo social de la región. El proyecto consistió en la protección de 800m

en ambos lados del rio. (Salvador & Jujuy, 2016)

La cuenca del rio moche (2,115km2) es una de las más grandes del Perú, donde sus aguas

desembocan en las playas de la provincia de Trujillo; debido a su gran tamaño, en tiempo de

precipitación discurre gran cantidad de agua mediante sus microcuencas e intercuenca norte

(670km2), debido a la confluencia hídrica se genera un cauce principal que según las lluvias

ocurridas en cierto año elevan el nivel del caudal de este río.

5

En una avenida extraordinaria hay un incremento súbito en el nivel del caudal estándar, como

en el caso del Fenómeno El Niño Costero, el cual ocasiona que el cauce del rio moche se expanda

y se habrá nuevos cursos o retome su curso original ocasionando inundaciones tanto en el sector

agrícola como graves daños estructurales en las edificaciones que se han construido en épocas de

estiaje en zonas muy cercanas al cauce o en el cauce mismo y a los asentamientos urbanos que se

encuentran ubicados en la zonas críticas de inundación, lo que hace que exista un mayor peligro.

El río Moche atraviesa la ciudad de Trujillo, específicamente por el distrito de Laredo y es un

delimitante entre los distritos de Moche, Trujillo y Víctor Larco Herrera por donde se constituye

uno de sus principales cuerpos de agua de toda la cuenca de moche y debido a las características

topográficas de pendiente suave el rio deposita gran cantidad de material que lleva en suspensión

lo cual tiende a cambiar su geometría en su cauce, formando pequeños meandros, los cuales

representan un peligro para un gran cuerpo de agua que es ocasionado por una avenida

extraordinaria.

Según su geografía y cauce del río Moche en su parte baja, está expuesto a desbordamientos y

posibles inundaciones de las zonas aledañas cuando las precipitaciones son en gran cantidad,

generando uno de los mayores cuerpos de agua que atraviesa en este sector. Durante la época de

estiaje este cauce permanece con un caudal mínimo, compuesto en su totalidad casi con agua de

manantiales que vienen de la sierra liberteña, aprovechando el área libre que queda en dicho cauce,

las personas empiezan a invadir para realizar sus labores agrícolas y otros para hacer sus viviendas.

Existe una estrecha relación entre el Fenómeno del Niño, las precipitaciones extremas, los

desbordamientos y las inundaciones en la parte inferior del cauce del río Moche, además el

desconocimiento de áreas críticas de inundación y la no existencia de ningún tipo de defensa

ribereña hace vulnerable a la población a sufrir los estragos de este fenómeno, debido a que no

podemos advertir ni prevenir con exactitud.

Debido a las avenidas extraordinarias, la franja marginal del río Moche en la parte de pendiente

suave se ve afectada y más aún cuando la gente invade esta área para la utilización agrícola y para

edificación de sus viviendas, esto se refleja en el incremento de asentamientos humanos debido al

desconocimiento de las zonas de alto riesgo de inundación y ningún sistema estructural de defensa

ribereña para la protección y prevención de las consecuencias de estos fenómenos naturales.

6

La no identificación de zonas críticas de inundación ocasionadas por avenidas extraordinarias;

como por ejemplo en la ocurrencia de un Fenómeno El Niño, es un gran problema; porque no

tenemos un conocimiento amplio de este tramo del río Moche, que nos garantice la preservación

de las vidas humanas y la mitigación de los daños económicos y estructurales que ocasionan este

tipo de eventualidades al no existir defensas ribereñas.

La existencia de un mapa de riesgos de inundación generada por avenidas extraordinarias como

en un Fenómeno El Niño y en distintos grados de precipitaciones reflejadas también en los caudales

en el curso inferior del río Moche; aportaría el conocimiento necesario para identificar las zonas

más críticas de inundación para posteriormente poder plantear algún tipo de prevención mediante

algún proyecto de defensas ribereñas.

La importancia de tener zonificado y/o mapeado las áreas críticas de inundación nos garantiza

prevención y mitigación de daños mediante defensas ribereñas realizadas con criterio técnico, que

es de vital importancia para salvaguardar la integridad de las personas que se encuentran ubicadas

en los asentamientos humanos y otras que viven en los extremos del cauce del río Moche y para

una posible evacuación de las aguas que discurren de otras cuencas vecinas que en tiempo de lluvias

hacen colapsar la ciudad de Trujillo.

Las consecuencias de no investigar sobre este tema; representa un problema, ya que las

inundaciones se ve agravado por falta de guías para plantear una prevención sustancial contra los

riesgos intrínsecos y por falta de defensas ribereñas; siendo consientes también que no se tienen

estudios realizados para el análisis de las inundaciones en toda esta zona de influencia, ya que este

tipo de eventos anómalos (Fenómenos El Niño) se registra con un periodo extenso y es por ello

que no se da la importancia necesaria, ya que si se tomara cartas en el asunto significaría ahorros

económicos importantes.

1.2.FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cuál es la relación que existe entre la identificación de zonas críticas de inundación por

avenidas extraordinarias y el proyecto de defensas ribereñas en el río Moche tramo puente

Moche hasta 3,5km aguas abajo?

7

1.3.HIPÓTESIS

Con esta investigación podremos visualizar que la identificación de zonas críticas de inundación

por avenidas extraordinarias tiene relación inversa con la propuesta del proyecto de defensas

ribereñas, ya que a mayor cantidad de defensas ribereñas existirá menor zonas de inundabilidad

en las zonas aledañas al río Moche tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo lo que

generaría un crecimiento tanto en rubro constructivo, así como agrícola. Trujillo 2019.

Tabla 1 Resumen de la hipótesis

Fuente: Elaboración propia

HIPÓTESIS

COMPONENTES METODOLÓGICOS

COMPONENTES

REFERENCIALES

Existe una relación

inversa entre las

zonas críticas de

inundación por

avenidas

extraordinarias y la

propuesta

estructural de

defensas ribereñas,

en el río Moche

tramo puente

Moche hasta 3,5km

aguas abajo,

Trujillo 2019.

Variables Unidad de

análisis

Conectores

lógicos

El espacio El

tiempo

1. Identificación

de zonas

críticas de

inundación por

avenidas

extraordinarias.

2. Proyecto de

defensas

ribereñas

Río Moche,

tramo

puente

moche

hasta

3,5km

aguas

abajo.

Según

Lo cual

Y

Así como

además

Río Moche

Año

2019

8

1.4.JUSTIFICACIÓN

El propósito de este trabajo de investigación fue definir las zonas críticas de inundación debido

a avenidas extraordinarias para tener un conocimiento técnico y amplio con la finalidad de

realizar la prevención mediante la propuesta de un proyecto de defensas ribereñas a lo largo del

tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo del río Moche, para prevenir las pérdidas

humanas y económicas ocasionada por inundaciones, así como, recuperar suelos de los cauces

para beneficio de la población tanto para sus labores agrícolas como para realizar sus viviendas

de manera segura.

Así mismo, esta investigación fue de gran importancia debido a que nos proporcionó detalles

en el ámbito de la zonificación de zonas críticas de inundación en el río Moche tramo puente

Moche hasta 3,5km aguas abajo con la finalidad de conocer qué tipo de defensas ribereñas es

la más adecuada para cada zona critica, además nos ayudó a tener una especie de guía para que

las entidades correspondientes puedan conceder los permisos para la construcción de viviendas

y la extensión o restricción de los asentamientos humanos.

Además, el motivo de este estudio es que sirve como una herramienta de información de las

zonas críticas de inundación para la prevención de las comunidades que se sitúan cerca o en la

franja marginal del río Moche tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo, con la finalidad

que estos puedan desarrollar su vida con normalidad sin exponerse a riesgos de perdidas

agrícolas, económicas, estructurales y de sus propias vidas; mediante la propuesta del proyecto

de defensas ribereñas.

Ya que esta investigación cuenta con la característica fundamental de poder brindar

información de la identificación de zonas críticas de inundación, causa que conlleva a proponer

el proyecto de defensas ribereñas para una prevención estructural lo que mitigara daños de

diferente índole, cualidad que se resalta porque gracias a esto los asentamientos humanos y

áreas agrícolas estarán salvaguardadas frente a cualquier eventualidad natural de tipo

hidrometeorológica.

9

Así mismo, la presente investigación contribuirá a los futuros investigadores para verificar y

plantear nuevas metodologías de defensa ribereña y para realizar un sistema de prevención

frente a desastres de inundación ocasionadas por avenidas extraordinarias (Fenómeno El Niño)

y para evaluar la posibilidad de hacer ingresar más caudal al río Moche, haciendo confluir las

aguas de la cuenca de San Idelfonso u otras que en eventualidades de gran precipitación

ocasionan daños irreparables en la ciudad de Trujillo.

1.5.OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN

1.5.1. OBJETIVO GENERAL.

Determinar la relación entre la identificación de zonas críticas de inundación frente

avenidas extraordinarias y la propuesta de un proyecto de defensas ribereñas en el río

Moche tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo,2019.

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analizar las características topográficas del río Moche tramo puente Moche hasta 3,5km

aguas abajo.

• Realizar el procesamiento de data y visualizar las áreas de inundación en los planos.

• Analizar la avenida histórica según la estación hidráulica de Quirihuac.

• Realizar el modelamiento del tramo en estudio del río Moche mediante el Software

HEC-RAS y ArcGIS

• Realizar una zonificación por riesgos a inundación basándonos en el modelamiento y

simulación de este tramo del río frente a avenidas extraordinarias.

• Analizar una propuesta estructural para un proyecto de defensas ribereñas según la

zonificación por riesgos a inundación.

• Determinar qué relación existe entre mis variables de estudio.

10

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

11

2.1.ANTECEDENTES

En el artículo, “Análisis de riesgos por inundación: metodología y aplicación a la cuenca

Atemajac.” Cuyo objetivo es desarrollar una metodología de análisis de riesgo por

inundación aplicable a cuencas urbanas del rio Atemajac para mitigar daños, La

metodología se fundamenta en dos vertientes que son complementarias: la del enfoque

determinista, basado en modelación numérica y determinación de daños; y la del enfoque

paramétrico, donde se tratan de homologar los factores que intervienen en la vulnerabilidad,

a través de índices adimensionales normalizados por los componentes de índoles social,

económico, físico y ambiental, Los resultados muestran las zonas de riesgo y de alta

vulnerabilidad por tramos del río Atemajac, definidos de acuerdo con las características que

presenta el río a lo largo de su cauce, A partir del modelo determinista se generaron mapas

de inundación y daños para 50 y 100 años de periodo de retorno, donde se identifican las

zonas que se encuentran en riesgo de moderado a alto a lo largo del río (Ernesto, 2015).

Este estudio aportó a esta investigación con un análisis de un rio que lo desarrolla con una

metodología particular, de tal manera que permitió identificar zonas de vulnerabilidad

frente a inundaciones y la creación de mapas de inundación y daños para determinados

periodos de retorno, lo cual nos ayuda a enfocar con más claridad a nuestro estudio en el

río Moche tramo puente Moche hasta 3.5km aguas abajo.

En el artículo, “Identificación de zonas en riesgo de inundación mediante la simulación

hidráulica en un segmento del río pescadillo, Manabí, Ecuador.” Cuyo objetivo es

identificar zonas de inundación mediante simulación de crecidas anuales en un segmento

de la cuenca baja del río Pescadillo, que se ubica dentro de una matriz agrícola homogénea,

en la provincia de Manabí de Ecuador. Se realizó simulaciones hidráulicas y el

levantamiento del canal mediante softwares Hec-Ras y Hec-GeoRas respectivamente. Este

río de régimen permanente tiene un caudal de 61.4 m3/s y escasa pendiente (0.0025), de

acuerdo a la simulación del flujo la zona con riesgo a desbordamientos anuales está

precisamente donde es más amplia la planicie aluvial (secciones transversales 4, 5, 9 y 23)

y ocupando aproximadamente 18.79 Km2. Los datos generados son de utilidad porque

brindan información sobre la extensión, profundidad y ubicación de las machas de

inundación, con muy buena precisión, a pesar de la carencia de datos hidrológicos. La

información obtenida se puede validar con los datos in situ (Cartaya & Eduarte, 2016).

12

El aporte de esa investigación radica en la obtención de secciones transversales que nos

muestran las zonas vulnerables a riesgos por inundación para que, de acuerdo a las visitas

de campo y según la simulación se proponga con precisión, la construcción de obras

hidráulicas en los lugares de pendiente suave con una amplia planicie y con un cauce

colmatado.

En la tesis, “Análisis del riesgo por inundación utilizando herramientas SIG para la

cuenca del rio Quito”, Analiza los riesgos por inundación utilizando herramientas SIG

para la cuenca del Río Quito, se realizó una metodología de tipo aplicativo mediante el

procedimiento de búsqueda de metodologías y la posterior transformación de las fuentes de

información y aplicación de herramientas espaciales, que mediante dichas herramientas

espaciales se obtuvo mapa de pendientes, mapa de Geología, Mapa de Geomorfología,

mapas de conflictos de uso y la susceptibilidad de la cuenca del rio quito. En el estudio se

presentó sobre el valle fluvial de la cuenca del río Quito, una clasificación de amenaza baja,

influenciado principalmente por las bajas pendientes que predominan en esta zona; sin

embargo, es recomendable realizar estudios hidrológicos, hidráulicos y fluviales para

estimar las inundaciones en las zonas ribereñas, dadas las condiciones de asentamientos de

las comunidades negras e indígenas que viven en la zona (Moreno & Bermúdez, 2016).

El aporte que esta investigación nos da, es ver la importancia y la precisión de los resultados

que nos arrojan las herramientas SIG, además nos da la metodología que se pueden usar

para procesar los datos de información espacial y datos obtenidos en campo, con la finalidad

de obtener resultados y conclusiones que ayudan a plantear propuestas de defensa ribereña

que garanticen una solución sustancial frente a la problemática de las inundaciones en la

parte baja de la cuenca.

En la tesis, “Evaluación hidráulica del río Moche tramo puente de fierro, longitud 1

km” El objetivo fue elaborar el análisis hidráulico en el río Moche en el tramo puente de

fierro 1km, con la finalidad de prevenir posibles inundaciones en la zona de Quirihuac,

mediante el método de Listchvan y Levediev se determinó la altura de socavaciones, se

procedió a evaluar las simulaciones con los diferentes periodos de retorno, de 50 años, 100

años y 500 años; de esta manera poder identificar posibles zonas inundadas, en el periodo

de retorno de 50 años se tomó el caudal máximo que se estableció en 370.56m3/s. Según la

13

información proporcionada por el SENAMHI, se puede decir que el río Moche tiene

mayores caudales entre los meses febrero y abril, entre julio y octubre es la época de estiaje

(Rodriguez & Juarez, 2017).

El aporte de este estudio científico es muy relevante ya que nos da un amplio conocimiento

funcional del río Moche y las características de la variación tanto en su tipográfica como

en su intensidad de precipitaciones, ocasionando un grado determinado de cuerpo de agua,

además nos muestra dos épocas bien marcadas de estiaje y precipitación, con lo cual sugiere

a las entidades públicas y privadas a realizar un ordenamiento territorial y poblacional de

manera responsable en base a esta investigación.

En la Tesis; “Diseño hidráulico y estructural de defensa ribereña del río Chicama tramo

puente punta moreno – pampas de Jaguey aplicando el programa river.” Su objetivo fue

realizar el proyecto diseño hidráulico y estructural de defensa ribereña del río Chicana,

tramo Puente Punta Moreno – Pampas de Jaguey aplicando el programa River. La

metodología de análisis de datos se usará el software RIVER el cual se fundamenta en el

método estadístico, empírico e instantáneo para su posterior simulación. Se determinó el

cálculo y diseño de defensas ribereñas de tipo defensas enrocadas con la ayuda de

softwares. Se utilizó el programa river para encontrar el caudal de diseño y posterior

simulación (Alvaro & Henríquez, 2014).

El aporte de esta tesis a mi investigación es de gran importancia ya que nos brindó una

metodología de análisis mediante la simulación hidráulica para distintos escenarios,

mediante el software river; que gracias a ello se puede diseñar diferentes tipos de defensas

ribereñas en el tramo longitudinal del río Moche delimitado con el puente Moche hasta

3,5km aguas abajo.

En la Tesis: “Inundaciones en zonas urbanas. medidas preventivas y correctivas,

acciones estructurales y no estructurales.” Cuyo objetivo fue elaborar un documento que

integre acciones estructurales y no estructurales para el control y manejo de inundaciones

en zonas urbanas. Aquí nos presentan diferentes acciones estructurales y no estructurales

que pueden ser de manera preventiva o correctiva. Se incluyen igualmente, nuevas

tecnologías que ayudan en el control de inundaciones, además de un grupo de acciones que

pueden ser implementadas por los que toman decisiones. Se observó que las inundaciones

14

no son un fenómeno reciente muy por el contrario ya es un hecho de antigüedad, que en

estos últimos tiempos se ha visto incrementado el impacto de estos fenómenos, debido

principalmente al crecimiento de la población de manera descontrolada. A pesar que se ha

visto un incremento en la cantidad de desastres provocados por inundación, ya no se tienen

grandes cantidades de pérdidas de vidas humanas, esto se puede atribuir a las acciones

preventivas que se han implementado de manera exitosa (VILLANUEVA, 2012).

El aporte de esta tesis nos brindó un panorama realmente claro de que el estudio y la

investigación de estos temas son de vital importancia ya que nos ayudan a tener siempre

presenta la ocurrencia de los fenómenos naturales y su perjuicio que ocasionaría en la

población si no se prevé algún tipo de defensa y protección ya sea Estructural como son las

defensas ribereñas o no estructural como son los planes preventivos y la concientización a

la gente.

2.2.BASES TEÓRICAS

2.2.1. Cuencas Hidrográficas.

2.2.1.1.Definición.

Una cuenca hidrográfica desde el punto de vista hidrológico. (Vásquez at al.,

2015) afirman: “Es un área geográfica natural o espacio de territorio delimitada

por una divisoria topográfica (Divortium Aquarum), que capta las

precipitaciones y drena el agua de escorrentía hacia un colector común,

denominado río principal” (p.15).

Figura 1Delimitación de la red hídrica de la cuenca moche

Fuente: SEDALIB, 2018

15

2.2.1.2.Tipos.

Las cuencas hidrográficas de acuerdo con (Vision, 2004) se pueden dividir en

los siguientes tipos, según:

a. Su Tamaño Geográfico. Las cuencas hidrográficas pueden ser grandes,

medianas o pequeñas relativamente según la zona.

b. Su Ecosistema. Según la condición natural donde se encuentran, tenemos

cuencas áridas, cuencas tropicales, cuencas húmedas y cuencas frías.

c. Su objetivo. Según su objetivo podemos dividirlo en las siguientes clases:

hidroenergéticas, para agua poblacional, agua para riego, agua para

navegación, ganaderas, hortícolas y municipales.

2.2.1.3.Partes

Las cuencas hidrográficas están compuestas por tres partes principales a lo largo

y ancho de su área, Según el criterio de:

a. Su Altitud: En donde podemos encontrar la parte Alta, Media y Baja en

función de los rangos de altura que tenga la cuenca.

b. Su Topografía: Según su geografía hallamos que, las partes accidentadas

forman las montañas y laderas; las partes onduladas, casi plana y planas,

forman los valles; y finalmente otra parte es la zona por donde discurre el

río principal y sus afluentes, a esta se le denomina cauce (World Vision,

2004,p.11).

Figura 2 Partes de una Cuenca Hidrográfica

Fuente: World Visión

16

2.2.2. Precipitaciones

La definición que nos da (Vásquez at al., 2015) precisa que “la precipitación está

constituida por toda el agua que es depositada en la superficie terrestre, por la

condensación del vapor de agua contenido en el aire atmosférico. La precipitación

puede ser en forma líquida (lluvia, rocío), o en forma sólida (nieve, granizo). La

forma más común, y la que mayor interés tiene en la ingeniería, es la lluvia que

viene a ser la causa de los más importantes fenómenos hidrológicos y su

cuantificación correcta es uno de los desafíos que el hidrólogo o el ingeniero

enfrentan”. (p.191)

2.2.2.1.Precipitaciones extraordinarias. (Fenómeno el niño)

En algunas épocas las precipitaciones son anómalas, aumentando su intensidad

de forma extraordinaria según estadísticas, a lo que se les denomina fenómeno

El Niño y esto está definido según (Ministerio del Medio Ambiente del Perú,

2015) como: La presencia de aguas anormalmente cálidas en la costa occidental

de Sudamérica por un periodo mayor a cuatro meses consecutivos, lo que

produce alteraciones oceanográficas, meteorológicas y biológicas, que ocasiona

una invasión de aguas cálidas desde el oeste hacia las costas americanas, cuyos

efectos pueden ser muy severos. (p.10)

Tabla 2 El Fenómeno el niño en los últimos 150 años

AÑO MANIFESTACIÓN

1856 Intenso

1885 Débil

1891 Muy intenso, similar a 1925-26. Fuertes lluvias

1911 Moderado

1921 Moderado

1925-26 Muy intenso

1931 Débil

1939 Moderado

1940-41 Intenso (inicio: setiembre

1953 Intenso

1957-58 Intenso

17

1964 Moderado

1972-73 Intenso. Inicio en costa del Perú. Cambios profundos en la

abundancia y composición de especies marinas.

1976 Moderado. Efectos sobre proceso reproductivo de peces.

1982-83 Extremadamente intenso. Apareció en junio. Galápagos en

agosto. Costa del Perú en setiembre y octubre.

1987 Moderado. Afectación agrícola.

1992 Moderado. Afectación agrícola.

1994 Moderado. Cambios ecológicos en el océano. Sin lluvias

intensas

1997-1998 Gran intensidad. Considerado como uno de los más fuertes

ocurridos sobre el Pacífico ecuatorial central y oriental en los

últimos 150 años. En el Perú, se registra la mayor inundación

del siglo, muchas lluvias y temperaturas altas.

Fuente: Congreso de la República. (2003). Data sobre el fenómeno El Niño. Centro de

Investigación Parlamentaria

2.2.2.2.Causas del Fenómeno el niño.

Hasta el momento diversos estudios científicos aún no han sido capaces de dar

un veredicto exacto de lo que en realidad origina un fenómeno el niño. Sin

embargo, según (Ministerio del Medio Ambiente del Perú, 2015) afirma: Existe

una estrecha relación entre la ocurrencia del fenómeno y la variación anómala

de las zonas de alta y baja presión atmosférica sobre los océanos, lo cual se

traduce en la manifestación de anomalías en la circulación general de la

atmósfera y de los océanos, con efectos muy variados a escala global. (p.10)

2.2.2.3.Características del Fenómeno El Niño.

A continuación, vamos a visualizar diferentes características cuando se presenta

este fenómeno anómalo denominado comúnmente “Fenómeno El Niño”:

• Incremento del nivel medio del mar, de la temperatura del mar y del aire.

• Debilitamiento de los vientos alisios, disminución de la presión atmosférica.

• Aumento de magnitud y frecuencia de lluvias.

• Debilitamiento de la Corriente Peruana.

18

• Profundización de la termoclina (zona que separa las aguas superficiales y

profundas)

• Variación en la disponibilidad y distribución de los recursos marinos.

2.2.3. Inundaciones.

2.2.3.1.Definición.

Para (Salas & Jiménez, 2014) a la inundación es: El incremento en el nivel de la

superficie libre del agua de los ríos o el mar mismo debido a avenidas

extraordinarias, oleaje, marea de tormenta, o falla de alguna estructura hidráulica,

trayendo como resultado la expansión de agua en sitios donde usualmente no la hay

y, generalmente, daños en la población, agricultura, ganadería e infraestructura.(p.5)

2.2.3.2.Avenida extraordinaria o avenidas máximas.

Una avenida extraordinaria o avenida máxima se define como “un incremento súbito

del nivel de las aguas en un río … hasta un máximo desde el cual dicho nivel

desciende a menor velocidad” (OMM/UNESCO, 1974)

Por otro lado, (Molina M, 1975) nos comenta que las avenidas máximas de un rio,

es el caudal que haya superado a todas las demás observadas durante un período de

tiempo dado. Cuando este período de tiempo es de un año, el conjunto de descargas

máximas se dice que forman serie anual. Por otra parte, se llama serie parcial a la

relación de descargas cuya magnitud es mayor que una tomada arbitrariamente de

acuerdo a los fines que se persiga al hacer la separación.

Cuando hablamos de periodo de retorno, nos referimos al tiempo que se requiere

para que un fenómeno y/o evento de cualquier índole y/o magnitud se repita, en

promedio. Donde, para realizar un cálculo del periodo de retorno de las máximas

descargas se emplea la relación.

𝑇𝑟 =n + 1

m

Donde:

𝑇𝑟 = Tiempo de retorno del evento en años.

19

𝑛 = Número total de descargas anuales observadas o sea número de años.

𝑚 = Numero de orden de la magnitud dada cuando todas las descargas son

colocadas en orden decreciente.

Cuando hablamos de las avenidas extraordinarias o máximas, nace la pregunta de;

¿cuál es el origen de dichas avenidas?, para poder dar respuesta en términos

generales, se realiza una clasificación de avenidas extraordinarias o máximas de

acuerdo a las causas que lo producen, encontrando la siguiente clasificación de

avenidas máximas:

1. De precipitaciones Líquidas.

2. De precipitaciones Sólidas.

3. Mixtas u originadas por otras causas.

Además de las causas que originan las avenidas extraordinarias o máximas existen

factores que influyen en la formación de dichas avenidas, en la que se agrupa

generalmente en factores:

1. Climáticos.

2. Geomorfológicos.

3. Extra hidrológicos y obras artificiales.

También es necesario hacer mención sobre los métodos de estimación de las

avenidas máximas, para los cuales existe muchos métodos de cálculo, los cuales lo

vamos a ordenar según su importancia creciente, como sigue:

1. Métodos empíricos

2. Métodos históricos.

3. Métodos de correlación hidrológica de cuencas.

4. Métodos directos o hidráulicos.

5. Métodos estadísticos o probabilísticos.

6. Métodos hidrológicos o de relación lluvia-escurrimiento.

20

La finalidad de estudiar las avenidas máximas o extraordinarias con los diversos

métodos existentes, está en que nos servirá para poder conocer los caudales de

diseño para obras de infraestructura hidráulica tal como: Encauzamiento de los ríos

mediante defensas ribereñas, presas, puentes, alcantarillas, etc.

2.2.3.3.Clasificaciones de las Inundaciones.

Según su causa u origen las inundaciones se pueden clasificar en.

a. Inundaciones Pluviales.

(Salas & Jiménez, 2014) nos dicen que “su origen está en la precipitación, se

presenta cuando el terreno se ha saturado y el agua de lluvia excedente comienza a

acumularse, pudiendo permanecer horas o días. Su característica fundamental es que

el agua acumulada es el agua precipitada sobre esa zona y no la que viene de alguna

otra parte” (p.15).

b. Inundaciones Fluviales.

Son ocasionadas por el desbordamiento de los ríos, lo que genera que esta agua se

deposite sobre la superficie de terreno cercano a estos. Según (Salas & Jiménez,

2014) afirma que “A diferencia de las pluviales, en este tipo de inundaciones el agua

que se desborda sobre los terrenos adyacentes corresponde a precipitaciones

registradas en cualquier parte de la cuenca tributaria y no necesariamente a lluvia

sobre la zona afectada”. (p.19).

Según el tiempo de respuesta de las cuencas: La respuesta hidrológica de una cuenca

depende de sus características fisiográficas.

a. Inundaciones Lentas.

Al ocurrir una precipitación con la capacidad de saturar el terreno, esto es,

cuando el suelo no puede seguir absorbiendo más agua de lluvia, el volumen

remanente escurre por los ríos y arroyos o sobre el terreno.

b. Inundaciones Súbitas.

Las inundaciones súbitas, son la consecuencia de precipitaciones repentinas

e intensas que ocurren en áreas específicas. Pueden ocasionar que pequeñas

corrientes se transformen, en cuestión de minutos, en violentos torrentes

capaces de causar grandes daños.

21

2.2.4. Ríos.

Es una corriente natural de agua que fluye con continuidad. Posee un caudal

determinado y desemboca en el mar, en un lago o en otro río, en cuyo caso se

denomina afluente. La parte final de un río es su desembocadura.

Para (Rocha,1998) la perspectiva que debemos de tener de los ríos son como

elementos naturales de los cuales debemos defendernos, y que las avenidas son

fenómenos naturales hidrometeorológicas, sin embargo, una inundación es producto

de la incapacidad del cauce de no poder soportar el caudal que se presenta en un

determinado momento.

La variación de caudal lo define el régimen hidrológico, estas variaciones

temporales se dan durante o después de las tormentas. En casos extremos se puede

producir la crecida cuando el aporte de agua es mayor que la capacidad del río para

evacuarla, desbordándose y cubriendo las zonas llanas próximas. El agua que

circula bajo tierra (caudal basal) tarda mucho más en alimentar el caudal del río y

puede llegar a él en días, semanas o meses después de la lluvia que generó la

escorrentía.

Cuando hay un gran cuerpo de agua, tiende a subir el nivel del caudal del río y para

controlar el nivel máximo dentro de la llanura de inundación, se deben colocar

protecciones, entre las alternativas de obras de defensas ribereñas o fluviales se

puede mencionar: Limpieza y rectificación del cauce, obras de canalización, obras

de abovedamiento, entre otras.

2.2.4.1. Clasificación de los ríos.

La clasificación que se le puede dar a los ríos tiene una única finalidad de poder

tener un conocimiento más detallado de su comportamiento fluvial.

22

Vamos a describir una de las clasificaciones más importantes que se les asignan

a los ríos: por su edad (es decir según su origen geomorfológico); en donde se

difieren tres tipos de ríos: jóvenes, maduros y viejos. Resaltamos esta

clasificación debido a que resulta muy importante para el planificador, el

proyectista y el ingeniero hidráulico en general, debido a que nos expresa no

solo la evolución fluvial a lo largo del tiempo, sino también el trabajo duro

hechos por el hombre para dominar la Naturaleza, para dominar el río y usarlo

en su beneficio (Rocha, 1998).

• Ríos jóvenes. Corresponde al estado inicial de los ríos. Cuando el

agua forma su curso inicial, éste tiene una sección en forma de V.

Son muy irregulares. Consisten de materiales fracturados. Ejemplo

típico: torrentes de montaña.

• Ríos Maduros. En esta etapa se amplía su sección transversal, el

valle es más ancho, disminuye la pendiente. El río está en estado de

equilibrio o próximo a él. La pendiente y la energía del río son

suficientes para transportar el aporte sólido que llega a él (“graded

condition”). En el río maduro hay pequeñas planicies de inundación

y algunos meandros. Existe dinamismo agrícola y urbano en las

planicies aledañas; Además, existen obras de encauzamiento que

impiden o limitan los desplazamientos laterales del río.

• Ríos Viejos. Este tipo de rio se caracteriza por que su pendiente

sigue disminuyendo, su ancho aumenta, está confinado, encauzado,

controlado. La característica principal es que existe un uso intensivo

de todo el valle, es decir, hay desarrollos urbanos, agrícolas e

industriales importantes.

2.2.4.2.Escorrentía Superficial.

La escorrentía superficial tiene su origen en la precipitación. La lluvia puede

producirse en una parte de la cuenca o en toda la cuenca, dependiendo de varios

factores, entre ellos está el tamaño de la cuenca. Pensemos en un caso hipotético o

extremo: que se produzca una lluvia generalizada sobre toda la cuenca. Este evento

23

no traerá un escurrimiento superficial generalizado; por el contrario, el agua tiende

a concentrarse en determinados cursos que se van juntando unos a otros y que

constituyen finalmente los ríos (Rocha, 1998).

Un rio actúa como un elemento de drenaje de la cuenca; sin embargo, además de

llevar agua también transportan materiales sólidos que provienen de la erosión de

la cuenca. En general, los ríos tienen fondo móvil, aunque no todos, ni siempre.

Fondo móvil (o lecho móvil) es cuando el lecho del río está conformado por

partículas sólidos no cohesivas (arena, grava), que están en movimiento, para

determinadas características del flujo se ponen en movimiento partículas de un

determinado tamaño (Rocha, 1998).

Las márgenes, las riberas, los lechos de los ríos, generalmente están compuestos de

materiales erosionables. Y debemos entender que dichos materiales son

erosionables para determinado caudal o velocidad de la corriente.

Existen algunas definiciones que nos proporciona un estudio en la cual se encuentra

descritas en el Glosario Hidrológico Internacional de la Organización

Meteorológica Mundial (OMM).

• Río con Pendiente Estabilizada. río que ha alcanzado aparentemente

un estado aproximado al de equilibrio entre transporte y aportación de

sedimentos (sólidos).

• Río Encajonado: río que ha excavado su cauce en el lecho de un valle

muy cerrado.

• Río estable: río que en su conjunto mantiene sus pendientes,

profundidades y dimensiones de cauce sin elevar o descender su lecho

• Río Fangoso: flujo de agua en el que, por estar fuertemente cargada de

agua y residuos, la masa fluyente es espesa y viscosa

• Río Kárstico: río que tiene su origen en una fuente kárstica, o que corre

por una región kárstica

24

• Río Subterráneo: masa de agua en movimiento que pasa a través de un

intersticio de gran tamaño, tal como una caverna, cueva o conjunto de

grandes intersticios en comunicación.

2.2.5. Zonas críticas de inundación.

Las zonas críticas de inundación de un río se presentarán cuando el área geométrica

(AG) o espacio es menor que el área hidráulica requerida (Ah) o permisible y se

identificarán sobre el levantamiento topográfico mediante el dibujo en planta de

éste, dibujando hasta dónde llega el nivel máximo del agua que requiere cada uno

de los gastos máximos asociado a su correspondiente periodo de retorno.

Para determinar el nivel máximo de agua para el caso donde AG<Ah será necesario

identificar mediante tanteos el tirante máximo, es decir, proponiendo tirantes

superiores T2 al que permita el área geométrica T1, y calculando el área de la nueva

sección, hasta igualar dicho valor con el del área hidráulica requerida (Ver Figura

3). Hay que recordar que estos casos representan desbordamientos, por lo que su

determinación permitirá posteriormente evaluar el riesgo en que se encuentren las

viviendas cercanas.

Figura 3 Si AG<Ah entonces se presenta inundación


En la actualidad existen modelos computacionales que nos garantizan resultados

confiables, los cuales simulan una inundación (tal como Hec Ras, IBER V2.4.2,

etc.) y evita los procedimientos aritméticos y geométricos tediosos, en

consecuencia, estos modelos nos permiten dar solución a las ecuaciones que definen

el comportamiento del fenómeno.

25

Uno de los modelos más ampliamente usados para la obtención de áreas de

inundación es el modelo HEC-RAS. Sin embargo, recientemente con apoyo de la

tecnología, se han podido realizar modelos bidimensionales, considerando una baja

inversión en la adquisición de la plataforma (Alcocer, 2012)

Las verificaciones hidráulicas teóricas, permiten realizar el pronóstico de los ejes

hidráulicos bajo diferentes condiciones de caudales. Se deberá delimitar las posibles

áreas de inundaciones en el sector de interés, asociando los períodos de recurrencia

de los eventos señalados en el análisis hidrológico con las probabilidades de

ocurrencia de estos.

2.2.6. Mapa de inundaciones.

La finalidad de un mapa de inundación es identificar las zonas de acuerdo al riesgo

hidrológico estimado en cada una, donde cuantificamos los daños potenciales bajo

diferentes escenarios y posibilitar un análisis costo-beneficio que conlleve diversas

propuestas de solución de defensas ribereñas.

Una de las acciones no estructurales en materia de prevención de inundaciones más

utilizadas, es la generación de mapas de riesgos. En dichos mapas se evalúa el

peligro asociado a una determinada vulnerabilidad, la correlación de estos

elementos permite la generación de los mapas de riesgos, mediante la delimitación

de zonas que representan peligro de inundación. (Cervantes, 2012)

En los mapas de riesgo de inundación, generalmente se basan en la representación

de una mancha hidráulica asociada a un periodo de retorno. Sin embargo,

características como el tirante y la velocidad son parámetros que sirven para

establecer el peligro para una población determinada. (Cervantes Jaimes, 2009)

26

Figura 4 Mapa de Peligro de inundaciones (Roberto Matellanes, 2013)

Fuente: http://www.comunidadism.es

Según (Cervantes Jaimes, 2009) en el Handbook on good practices or mapping in

Europe, se presenta el siguiente cuadro donde se mencionan las principales

características de los mapas de riesgo de inundación y los mapas de daños por

inundación:

Tabla 3 Características de los mapas de inundación

Mapas de amenaza de inundación Mapas de riesgo de inundación

Parámetros de inundación: Parámetros de riesgo como:

Contenido • Extensión de la inundación de

acuerdo a la probabilidad de

ocurrencia

• Inundaciones históricas

• Tirante

• Velocidad

• Velocidad de propagación

• Nivel de Peligrosidad

• Elementos expuestos

• Vulnerabilidad ante una

inundación Daños

• Daños probables

• Pérdidas probables

Uso • Planeación y gestión

territorial

• Manejo de cuencas

• Planeación de manejo de

cuencas

• Manejo de riesgo a nivel local

• Planeación y gestión de

emergencia

• Planeación de medidas

técnicas

• Prevención de daños a las

construcciones

• Base para el dialogo

político

• Establecimiento de las

prioridades

• Estrategias de gestión de

riesgo pro inundación

(prevención, mitigación)

• Prevención de daños a las

construcciones

27

Escala • Nivel local: 1:5,000 a 1:

25,000 incluyendo varios

parámetros

• Nivel nacional: 1:50,000 a

1:1,000,000 en general sólo

mostrando la extensión de

inundación

• 1:5,000 a 1: 25,000

• 1:50,000 a 1:1,000,000

Precisión • Alta: nivel catastral para

mapas detallados

• Baja: a nivel de cuenca, nivel

nacional

• Alta: nivel catastral para

mapas detallados

• Baja: a nivel de cuenca,

nivel nacional

Grupo

Objetivo • Planeación territorial,

nacional, regional o local

• Gestores de eventos de

inundación

• Servicios de emergencia

• Servicios forestales (gestión

de cuencas)

• Público en general

• Compañías aseguradoras

• Servicios de emergencia

nacionales, regionales o

locales

• Gestores de recursos

hídricos y territorio a

nivel nacional, regional o

local

Fuente: (Cervantes Jaimes, 2009) en el Handbook on good practices or mapping in Europe

2.2.7. Mitigación de daños por inundaciones.

Según (Jiménez & Salas, 2014) nos describe que para enfrentar los riesgos a los

cuales estamos expuestos día a día se pueden tomar dos tipos de estrategias,

mediante medidas estructurales (construcción de obras), o medidas no estructurales

(indirectas o institucionales).

La finalidad de las medidas estructurales es evitar o mitigar los daños provocados

por una inundación, mediante la construcción de obras hidráulicas. Por ejemplo,

para proteger unas zonas urbanas por donde pasa un río se pueden proponer como

medidas estructurales la retención, almacenamiento y derivación del agua, hacer

modificaciones al cauce (canalizarlo o entubarlo), construir bordos o muros de

encauzamiento y modificar puentes o alcantarillas.

Por otra parte, entre las medidas no estructurales se encuentran aquéllas cuya

finalidad es informar de manera oportuna y veraz a las poblaciones ribereñas de la

ocurrencia de una posible avenida extraordinaria, para que no haya muertes y se

minimicen los daños, por ende, lo que se enfatiza en esta medida es el alertamiento

y los programas de comunicación social y de difusión. (p, 27)

28

2.2.8. Medidas Estructurales de mitigación de daños por inundación.

Aquí se puede considerar como medida estructural a cualquier obra de

infraestructura hidráulica que ayude a evitar o, al menos, mitigar inundaciones

(Salas, 1999). Este objetivo se puede alcanzar de dos maneras:

a. Mantener el agua dentro del cauce.

b. Evitar que el agua, que ha salido de los cauces, alcance zonas o poblaciones de

interés.

Se puede clasificar las obras de medidas estructurales de la siguiente manera:

- Obras de Regulación.

Este tipo de obras interceptan directamente el agua que escurre por el cauce,

para almacenarla en un área previamente seleccionada y, posteriormente,

descargarla en forma controlada, es decir, sin provocar o minimizando las

inundaciones aguas abajo. Este grupo de estructuras está integrado

fundamentalmente por: presas de almacenamiento, presas rompe-picos, cauces

de alivio, etc.

Figura 5 Obra de Regulación – Presa de Mequinenza

Fuente: MAPAMA. Datos actualizados hasta semana 43 del 2018.

- Obras de Rectificación.

Su finalidad de las obras de rectificación es facilitar la conducción rápida del

agua por su cauce, dragando los ríos para conservar o incrementar su capacidad.

Algunas de las estructuras que forman parte de este grupo de obras son: la

29

rectificación de los cauces (por medio de la canalización o el entubamiento de

los ríos), o bien, el incremento de la pendiente (mediante el corte de meandros),

etc.

Figura 6 Obra de Rectificación del arroyo Aguadulcita

Fuente: Salas y Jiménez, 2014 (p, 29)

- Obras de Protección.

Estas obras de protección tienen la finalidad de confinar el agua dentro del cauce

del río (bordos longitudinales a lo largo del río, figura 7), o bien evitan que la

inundación alcance poblaciones o zonas de importancia (bordos perimetrales).

Figura 7 Obra de Protección del Rio Santiago

Fuente: Salas y Jiménez, 2014 (p, 29)

30

2.2.9. Defensas Ribereñas.

Según (Alvaro & Henríquez, 2014) afirma que “son estructuras que se construyen

con la finalidad de proteger las áreas aledañas a los ríos, contra los procesos de

erosión de sus márgenes producto de la excesiva velocidad del agua, que tiende a

arrastrar el material ribereño y la socavación que ejerce el río, debido al régimen de

precipitaciones abundantes sobre todo en época de invierno, ya que son causantes

de la desestabilización del talud inferior y de la plataforma de la carretera. Este tipo

de infraestructuras se colocan en puntos localizados, con el objetivo de proteger

algunas poblaciones y también las vías de comunicación.

Para llevar a cabo un proyecto de defensas ribereñas es indispensable contar con

una serie de información preliminar o antecedentes que permitan diagnosticar el

problema que se quiere solucionar, como: hidrológicos, topográficos y

geomorfológicos. Así también se requerirá antecedentes sobre inundaciones

anteriores, daños provocados, zonas afectadas, etc.” (p.29)

Las obras fluviales pueden ser diferenciadas básicamente en dos tipos: Defensas

ribereñas y obras transversales. Las defensas ribereñas, a su vez, se dividen en dos

sub-tipos, obras longitudinales y obras deflectoras.

Las obras longitudinales son generalmente usadas:

- Para delimitar el cauce y aprovechar los terrenos en las márgenes.

- Para proteger las orillas contra erosiones o inundaciones.

- Para recuperar terrenos ribereños.

- Y en obras de toma.

31

Figura 8 Muestra de una obra longitudinal

Fuente: www.maccaferri.com

2.2.9.1. Enrocado de protección.

Según (Maza & Carlos, 2018). Las márgenes de los ríos están constituidas

principalmente por arena y limo. Por ello, es importante mantener el agua alejada

de sus márgenes fácilmente erosionables. Esas márgenes son severamente atacadas

por las crecidas del rio, las que también aumentan los tirantes de agua y

consecuentemente aumenta la fuerza de arrastre, provocando su erosión. (p.91)

32

Figura 9 Secciones típicas de protección de márgenes con enrocados Fuente: Guía metodológica para proyectos de protección y/o control de inundaciones en áreas

agrícolas o urbanas. (MEF,2006)

2.2.9.2. Gaviones.

Los Gaviones son un conjunto de estructuras en forma rectangular, construidos a partir

de una red de malla hexagonal de doble torsión de alambre de acero con recubrimiento

de protección triple zincado, que se van a rellenar con rocas de canto rodado, formando

así una unidad constructiva continua y de buena presentación, que es capaz de soportar

el dinamismo de corrientes de agua, empuje del terreno, etc. Y donde la flora y fauna

fácilmente pueden adaptarse en su estructura.

Los gaviones son aptos para la construcción de diques de alturas no mayores a 10 m.

Tiene la cualidad de poseer flexibilidad, que permite soporte de asientos desiguales y

son armados en el lugar de su emplazamiento. (Maza & Carlos, 2018)p. 94)

33

• Partes de un Gavión.

a. Base de la Fundación. Es la parte de la obra donde se asentará la estructura y

por ende se debe de tener cuidado al momento de su proceso constructivo. La

base protege la obra de un modo eficaz contra excavaciones, constituida por

gaviones de 50 cm. de espesor como máximo, que sobre sale en su posición del

parámetro exterior formado por otros gaviones a aquellos sobre puestos.(Maza

& Carlos, 2018)

b. Cuerpo de la Obra. Constituido por gaviones de dimensiones variables,

adecuados a cada caso particular y dispuesto en una o varias hilares, según la

altura que debe alcanzar la obra y el empuje que deba soportar.(Maza & Carlos,

2018)

• Conformación del Gavión.

Los gaviones de forma rectangular están formados por un enrejado metálico. La

malla de alambre es de forma de un hexágono alargado en el sentido de una de sus

diagonales. Los diámetros de los alambres que forman la malla, varían según las

dimensiones de estas; siendo el peso por metro cuadrado de malla, prácticamente

cortante. (Maza & Carlos, 2018)

Los tipos de malla de triple torsión con los cuales se confeccionan los gaviones son

los siguientes:

- Malla 5 cm x 7 cm, con alambre No. 13 Diámetro 2.0 mm

- Malla 8 cm x 10 cm, con alambre No. 15 diámetro 2.40 mm

- Malla 12 cm x 14 cm, con alambre No. 17 diámetro 3.0 mm

• Tipos de Gaviones.

a. Gaviones Tipo Caja.

Los Gaviones Tipo caja son paralelepípedos regulares de diferentes dimensiones,

pero con un parámetro en su altura que va desde los 0.50m hasta 1.00m; su principal

uso es para la construcción de muros de contención y protección de cauces.

34

Se caracterizan por estar formados por una red de malla de hilo de acero dulce

galvanizado, amarrados en sus extremidades y vértices por hilos de mayor diámetro

y están rellenados con piedras de dureza y peso apropiado. (Maza & Carlos, 2018)

Tabla 4 Ventajas y Campo de Aplicación de los Gaviones tipo Caja

VENTAJAS CAMPO DE APLICACIÓN

Durabilidad

Flexibilidad

Permeabilidad

Versatilidad

Estética

Protección de márgenes de Ríos

Muros de contención

Presas

Estabilización de Taludes

Galerías Filtrantes

Fuente: soluciones avanzadas en ingeniería arpimix, s.a.

Figura 10 Representación de un Gavión tipo caja

Fuente: https://www.parqueygrama.com/

35

A continuación, se presenta en la siguiente tabla las dimensiones en las que

podemos encontrar este tipo de gavión.

Tabla 5 Dimensiones del gavión tipo caja

DIMENSIONES

Largo (m)

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

Ancho (m)

1.0

1.5

2.0

Alto (m)

1.0

0.5

Fuente: https://www.parqueygrama.com/

b. Gaviones Tipo Colchón.

Los Gaviones Tipo Colchón llamados también como Gaviones de Recubrimiento,

son elementos rectangulares de malla tejida que está rellenada con piedra, el

colchón es una canasta sin tapa y se diferencian de los gaviones tipo caja, en que

presentan una gran amplitud y un menor espesor; y son utilizados en las obras de

protección de los lechos y orillas, tanto en ríos como en torrentes.

Algunas características del gavión tipo colchón es su flexibilidad, su

permeabilidad, su resistencia; que, gracias a estas características, este tipo de

gaviones pueden ser usados en casi cualquier terreno; además, cabe mencionar que

la altura de estos gaviones fluctúa entre los 0.17 – 0.30 metros

Además, poseen una fácil integración con el medio ambiente que los rodea. La

malla que se utiliza está constituida por una red tejida de forma hexagonal que se

obtiene al entrecruzar dos hilos de alambre por tres medios giros.

36

Figura 11 Representación de un Gavión Tipo Colchón

Fuente: parqueygrama.com

Tabla 6 Dimensiones del gavión tipo Colchón

DIMENSIONES

Largo (m)

3.0

4.0

5.0

6.0

Ancho (m)

2.0

Alto (m)

0.17

0.23

0.30

Fuente: parqueygrama.com

c. Gavión tipo saco

Se conforman para obras de emergencia o de aplicación en lugares de difícil acceso,

tienen forma cilíndrica con dimensiones muy variables. El procedimiento

constructivo se realiza normalmente fuera de la obra y se deposita en su lugar

mediante el uso de maquinaria de izaje. Ver figura 12.

37

Figura 12 Representación de un gavión tipo saco

Fuente: Tesis de (Galanton & Romero,2007)

• Diseño de Muro de Gaviones

Vamos a indicar los datos que se necesitan para el análisis de la estabilidad de un

muro de gaviones, así como los ensayos y procedimientos por medio de los cuales

ellos se pueden obtener.

a. Pesos Unitarios: Debido a su naturaleza que es una estructura de gravedad, su

propio peso es de suma importancia. El asumir un peso unitario mayor que el

verdadero nos lleva a factores de seguridad irreales; así mismo asumir pesos

unitarios menores que los reales resulta en un sobredimensionado innecesario.

Esta medición se puede realizar in situ, a escala natural.

b. Parámetros de Fricción en las Rocas: Dichos parámetros pueden ser tomados

de la literatura o en el laboratorio mediante el uso de equipos de corte para

muestras de gran tamaño.

c. Parámetros de Fricción en la Interfase Roca-Suelo: Se puede determinar

utilizando equipos de corte directo a velocidad controlada y corte triaxial (U.U).

Además de recabar la información básica sobre la sección y geometría de los

muros, se deben investigar las propiedades físicas y mecánicas de los materiales

tanto del suelo del relleno como del suelo de fundación haciendo uso de ensayos

como granulometría, resistencia al corte triaxial, límites de Atterberg y humedad.

38

d. Descripción de los Ensayos: La construcción de un muro de gaviones en donde

la aplicación de la mecánica de suelo tiene más importancia, son aquellos en los

cuales el comportamiento de los suelos está sujeto al efecto de cargas. De allí la

importancia de investigar las condiciones de rotura del suelo y determinar

aquellos parámetros que definen la resistencia a rotura del suelo sometidos a

esfuerzos

2.2.9.3. Muros de Encauzamiento.

Los muros de encauzamiento se utilizan cuando los taludes son bajos o tendidos, o bien

al cruzar zonas urbanas o terrenos muy costosos, donde no hay espacio suficiente para

construirlos. Los tipos de muros de contención para encauzamiento frecuentes para su

utilización son los siguientes (Maza & Carlos, 2018).

a. Muros por Gravedad. Son muros con una masa grande, que resisten el empuje

mediante su propio peso y con el suelo que se apoya en ellos. Suelen ser

económicos para alturas moderadas, menores de 5.0 m. La estabilidad se logra con

su propio peso, por lo que requiere de grandes dimensiones dependiendo del

empuje. Debe dimensionarse de tal manera que no genere esfuerzos de tracción en

ninguna de las secciones.

b. Muros en voladizo o ménsula. Son muros hechos a base de concreto armado. En

estos muros el momento del vuelco, producido por el empuje de las tierras, es

contrarrestado por el peso de las tierras sobre la zapata. Ambos están

adecuadamente reforzados para resistir los momentos y fuerzas cortantes a que

están sujetos. La presión transmitida al cimiento suele ser reducida.

39

Figura 13 Muros de encauzamiento, Según Linsley y Franzini

Fuente: (Maza & Carlos, 2018)

2.2.10. Software de análisis hidráulico y herramientas

2.2.10.1. Modelamiento en Civil 3D

Este software tiene una gran flexibilidad en el manejo de modelamientos y

cálculo de movimiento de tierras, corte y relleno, que dentro de sus herramientas

nos otorga la facilidad de poder procesar la información de la data topográfica.

El software es compatible con BIM (modelado de información para la

construcción) y proporciona características integradas para mejorar los bocetos,

el diseño y la documentación de construcción.

2.2.10.2. ArcGIS.

ArcGIS es una herramienta que permite realizar un análisis del terreno. En el

campo de la hidrología, ArcGIS dispone de diferentes opciones para el análisis

y la evaluación de los recursos hídricos por lo que se ha convertido en una

potente herramienta para su planificación y gestión en cualquier ámbito

territorial.

40

Entre las aplicaciones que presenta ArcGis, es muy útil en la integración de la

información necesaria para el manejo y procesamiento de datos hidrológicos y

de calidad del agua de una cuenca o región. Dicha información es fundamental

para:

• Planificar los recursos hidrológicos del territorio.

• Gestionar los recursos hídricos de forma eficiente y sostenible.

• Realización de estudios hidrológicos o de inundabilidad.

• Gestionar y controlar las masas de agua superficiales.

2.2.10.3. HEC-RAS

- Definición. Hec-Ras es un software cuya finalidad es modelar matemáticamente

el agua en un cauce, fue creado por el centro de Ingeniería Hidráulica del Cuerpo

de Ingenieros de la Armada de los EE.UU. Este modelo nos permite la

modelación hidráulica en régimen permanente y no permanente, transporte de

sedimentos y análisis de calidad del agua en cauces abiertos, ríos y canales

artificiales.

Además, la bondad de HEC-RAS es que nos permite realizar cálculos para

perfiles de superficie de agua unidimensional para flujo uniforme y

gradualmente variado en canales naturales o artificiales. Los perfiles de

superficie de agua pueden ser calculados para régimen de flujo subcrítico,

supercrítico y régimen de flujo mixto.(QUIZA, 2014)

- Principales aplicaciones del Hec-Ras

• Determinar mapas de inundación

• Estudios de protección de avenidas.

• Modelar cambios en los perfiles de agua en canales debido a mejoramientos

y diques.

41

- Ecuaciones para calcular el Perfil de flujo.

Las ecuaciones polinómicas que son necesarias para poder realizar el cálculo de

perfiles de flujo, estas ecuaciones derivan de la ecuación de energía mediante

un proceso iterativo denominado el “método de paso estándar”

(Escarcena,2014). A continuación, presento la ecuación de energía:

Donde:

𝑦1 , 𝑦2 : Profundidad de agua de la sección transversal.

𝑍1 , 𝑍2 : elevación fonda del canal principal.

𝑉1 , 𝑉2 :coeficiente ponderado de velocidad

𝑔 : Aceleración gravitacional

ℎ𝑐 : Pérdida de altura de energía

∝1,2 : Coeficiente que compensa la diferencia de velocidad de cada una de las

líneas de flujo también conocido como el coeficiente de Coriolis.

Una representación gráfica sobre los componentes de la ecuación de energía es

diseñada según como se presenta a continuación.

Figura 14 Componentes de la Ecuación de Energía

42

La (hc) que representa a la pérdida de la altura de energía, cabe resaltar que entre

dos secciones transversales está conformada por las pérdidas por fricción y las

pérdidas por contracción o expansión. Por consiguiente, presentamos a la

ecuación para la pérdida de altura de energía:

Donde:

L : distancia ponderada a lo largo de la longitud

Sf : pendiente de fricción representativa entre dos secciones

C : coeficiente de pérdida por expansión o contracción

Respecto a la distancia ponderada a lo largo de la longitud (L), se calcula de la

siguiente manera:

Llob, Lch, Lrob: sección transversal entre la longitud específica para

flujo sobre banco izquierdo canal principal y sobre el

banco derecho, respectivamente

Qlob, Qch, Qrob: promedio aritmético de los flujos entre las secciones

por el banco izquierdo canal principal y banco

derecho respectivamente

- Cálculo de Subdivisión de canales Compuestos.

La determinación de la conducción total y el coeficiente de velocidad para una

sección, requieren que el flujo sea subdividido en unidades para que la velocidad

esté uniformemente distribuida.

HEC-RAS realiza una aproximación al subdividir el flujo en áreas sobre los

bancos, usando a la entrada de la sección transversal “n” valores de puntos

abiertos (ubicados donde los n-valores cambian) son las bases para la

subdivisión.

La conducción se calcula en cada subdivisión mediante la ecuación de Manning

que a continuación se presenta:

43

El programa totaliza las conducciones incrementadas sobre los bancos y obtiene

una conducción sobre el banco izquierdo y sobre el banco derecho. La

conducción del canal principal es normalmente calculada como una simple

conducción elemental. La conducción total para la sección transversal es

obtenida sumando las tres conducciones subdivididas (izquierda, canal,

derecha).

Figura 15 Parámetros que considera el HEC-RAS cuando la sección es compuesta

Con el objetivo de encontrar el coeficiente de Manning para la sección

compuesta (nc), el canal es dividido en (N) partes, cada uno con un perímetro

mojado conocido (Pi) y un coeficiente de rugosidad (ni).

Donde:

nc : coeficiente de rugosidad compuesto o equivalente

P : perímetro mojado del canal principal entero

Pi : perímetro mojado de subdivisión I

ni : coeficiente de rugosidad de subdivisión

44

- Evaluación de la altura de Energía Cinética Media

HEC-RAS es un software exclusivamente para perfiles de superficie de agua

unidimensional, por lo tanto, una simple energía media será calculada en cada

sección transversal. Para una elevación de superficie de agua dada, la energía

media es obtenida por cálculo de flujo de energía ponderada desde las tres

subestaciones de una sección transversal (banco izquierdo, canal principal, y

banco derecho. A continuación, en la figura N°16 mostramos como se distribuye

la energía media que sería obtenido para una sección transversal para el canal

principal y el banco derecho (no el área de banco izquierdo).

Figura 16 Grafica de la forma de obtener la Energía Promedio

Donde:

V1 : velocidad media para subárea 1

V2 : velocidad media para subárea 2

Para el cálculo de la energía cinética promedio es necesaria la obtención de la

altura de velocidad y el coeficiente de coríolisis ponderado. Este es calculado del

siguiente modo:

El coeficiente de velocidad, alfa, es calculado basado en los tres componentes del

flujo: banco izquierdo, banco derecho y canal. Ello también puede ser escrito en

términos de conducción y áreas con la siguiente ecuación:

45

Donde:

Aı : área de flujo total de la sección transversal

Alob, Ach, Arob : áreas de flujo del banco izquierdo, canal principal y

banco derecho, respectivamente.

Kı : conducción total de la sección transversal

Klob, Kch, Krob : conducciones del banco izquierdo canal principal y

banco derecho respectivamente

Donde:

- Evaluación de la pérdida por fricción

La pendiente de fricción (pendiente de la línea de gradiente de energía) en cada

sección transversal es calculada mediante la siguiente ecuación de Manning:

También es oportuno mencionar que para expresiones alternativas de la

pendiente de fricción representativas para el tramo en HEC-RAS trabaja con la

siguiente ecuación de la conducción promedio:

Precisamente esta es la ecuación “por defecto” usado por el software Hec-Ras;

ello es usado automáticamente a menos que una ecuación diferente sea requerida

de inicio.

46

- Evaluación de pérdidas por contracción y expansión.

- Evalúan perdidas por cambios en la sección transversal para flujo subcrítico. La

pérdida por contracción y expansión en HEC-RAS son evaluada por la siguiente

ecuación:

Donde:

C : Coeficiente de contracción o expansión

El programa asume que una contracción está ocurriendo cada vez que la altura

de velocidad río abajo es mayor que la altura de velocidad río arriba. Igualmente,

cuando la altura de velocidad río arriba es mayor que la altura de velocidad río

abajo, el programa asume que una expansión está ocurriendo. Valores típicos de

“C” se muestran la siguiente tabla.

Tabla 7 Valores de coeficiente de contracción y expansión

Contracción C Expansión E

No hay transiciones

Transiciones graduales

Secciones típicas de canales

Puentes

Transiciones abruptas

0

0.1

0.3

0.5

0.6

0

0.3

0.5

0.6

0.8

- Proceso computacional.

La elevación de la superficie de agua no conocida en una sección transversal es

determinada por una solución iterativa con una combinación ordenada de las

ecuaciones que anteriormente emos mencionado, variando según sea el proceso

y calculo que se requiera realizar.

El programa está restringido a un número máximo de iteraciones (por defecto

20) para el balance de la superficie de agua. Aunque el programa es iterativo,

ello guarda huella de la superficie de agua que produce la misma cantidad de

error entre los valores asumidos y calculados.

47

Para la determinación de la profundidad crítica para una sección transversal

puede ser determinada si alguna de las siguientes condiciones es satisfecha:

1. El régimen de flujo supercrítico debería ser especificado.

2. El cálculo de la profundidad crítica debería ser solicitado por el usuario.

3. Este en un límite exterior de la sección transversal y la profundidad crítica

debería ser determinado para asegurar al usuario la condición de limite

interior esté en el régimen de flujo correcto.

4. El número de Froude controla para un perfil subcrítico indicado la falta de

profundidad crítica a ser determinado al verificar el régimen de flujo

asociado con la elevación balanceada.

5. El programa no puede balancear la ecuación de energía dentro de la

tolerancia específica antes de alcanzar el máximo número de iteraciones.

Figura 17 : Energía especifica mínima para cada sección transversal

Una ecuación de suma importancia que interviene en el cálculo que

intrínsicamente realiza el software es la ecuación de momentum que es

precisamente utilizada en situaciones donde el flujo es rápidamente variado en

casos de régimen de flujo mixto: saltos hidráulicos, hidráulica de puentes y

confluencia de ríos.

48

CAPÍTULO III

MATERIALES Y MÉTODOS

49

3.1. OBJETO DE ESTUDIO

Tabla 8 Operacionalización de las variables.

VARIABLES DEFINIFIÓN

CONCEPTUAL

DEFINICIÓN

OPERACIONAL

DIMENSIONES INDICADORES

Identificación

de zonas críticas

de inundación

por avenidas

extraordinarias

Es la visualización de las

áreas que han sido

afectadas por inundación,

luego de una súbita

precipitación en un

determinado momento,

que ha ocasionado que el

nivel de agua suba o se

incremente.

Se selecciona un tramo

del río Moche que

abarca desde puente

Moche hasta 3,5km

aguas abajo, el cual

consta de una

pendiente suave y esta

propenso de ser

inundado en una

posible crecida de nivel

de agua en este rio.

Súbita precipitación

El aumento de caudal

por una avenida

extraordinaria

Avenidas

extraordinarias

Persistencia de

volúmenes

Periodo de retorno

Áreas de inundación Cuerpo de agua

Cauce

Zonas criticas

Áreas inundables.

Proyecto de

defensas

ribereñas

Es la propuesta para

brindar protección lateral

mediante elementos

estructurales según la

morfología del rio y en las

zonas críticas de

inundación por avenidas

extraordinarias.

Es el proceso que se

realiza en base a

criterios técnicos en

estructuras de

protección ribereña y

según la experiencia de

investigadores,

teniendo en cuenta las

dimensiones adecuadas

según el lugar donde se

designe.

Protección lateral

Elementos

estructurales de

defensa ribereña

Tipos de

protección

ribereña.

Estructura

económica

Dimensiones.

Morfología del cauce Cauce colmatado.

Estructura flexible

Sector urbanístico

y agrícola.

Fuente: Elaboración Propia

50

3.1.1. Universo

El universo de esta investigación está constituido por los ríos que se

conforman a consecuencia de la existencia de las cuencas.

3.1.2. Población.

La población de esta investigación es todo el río Moche, el que se alimenta

del escurrimiento de la red hídrica de la cuenca de Moche que cuenta con un

área geográfica de (2115km2) y con una altitud máxima de 4200msnm. La

Libertad 2019.

3.1.3. Muestra.

a. Tamaño de muestra.

Nuestro tamaño de muestra está conformado por un tramo del río Moche

específicamente desde el puente Moche hasta 3,5km aguas abajo que se ubica

de límite entre los distritos de Moche y Víctor Larco Herrera de la Provincia

de Trujillo.

b. Técnica de muestreo.

Utilizando un tipo de técnica no probabilístico bajo el criterio discrecional o

intencional y por conveniencia, debido que tenemos el objetivo de identificar

las zonas críticas de inundación por ser la parte más vulnerable

socioeconómicamente frente a avenidas extraordinarias

3.1.4. Unidad de Estudio.

La unidad de estudio de esta investigación es “río Moche tramo puente

Moche hasta 3,5km aguas abajo” ya que es en esta área donde se realizarán

el estudio completo con la finalidad de lograr los objetivos descritos.

3.2.MÉTODOS Y TÉCNICAS

3.2.1. Diseño de investigación.

Esta investigación es no experimental del tipo correlacional ya que no manipula

deliberadamente las dos variables en investigación que son causa y efecto, la primera

variable es la “identificación de zonas críticas de inundación por avenidas

extraordinarias” que vendría a ser la causa para realizar “proyecto de defensas

ribereñas”, variable que es la consecuencia.

51

El diseño de esta investigación de tipo no experimental correlacional, es longitudinal

de tendencia ya que buscamos identificar las zonas críticas de inundación por

avenidas extraordinarias para que en consecuencia se haga una propuesta de la

proyección de sitio con defensas ribereñas, adaptándose según el cambio de

temporalidad, sucesos y eventos.

Variables.

Esta investigación tiene dos variables que se esquematizan en el siguiente gráfico.

INVESTIGACIÓN CORRELACIONAL

1° VARIABLE 2° VARIABLE

Identificación de zonas críticas de

inundación por avenidas extraordinarias Proyecto de defensas ribereñas

Es la visualización de las áreas que han sido

afectadas por inundación, luego de una súbita

precipitación en un determinado momento,

que ha ocasionado que el nivel de agua suba

su nivel.

Es la acción de brindar

protección mediante elementos

estructurales, frente a un

fenómeno por inundación.

Figura 18 Definición de Variables.

Fuente: Elaboración propia.

52

Tabla 9 Clasificación de las Variables

CLASIFICACION DE LAS VARIABLES

VARIABLE 1 VARIABLE 2

POR SU RELACIÓN Independiente Independiente

POR SU NATURALEZA Cualitativa Cuantitativa

POR SU ESCALA DE MEDICIÓN Razón Razón

POR SUS DIMENSIONES Multidimensional Multidimensional

POR SU FORMA DE MEDICIÓN Indirecta Directa


3.2.2. Técnica de recolección de datos.

La técnica de recolección de datos fue de observación y según su nivel de

participación es de tipo observación no participante ya que la data se recolecta

mediante equipos, es por eso que también es de tipo indirecta.

3.2.3. Instrumento de recolección de datos.

Los instrumentos de recolección de datos serán mediante guías de observación de

la data recogida en tiempo-historia y escalas de observación, para lo cual se

determinó formatos (ver anexo 01 Y 02)

OBSERVACIÓN

Se usará la observación como técnica de recolección de

datos, ya que vamos a seleccionar, ver y registrar niveles

de precipitación en el tiempo y puntos topográficos.

GUÍAS DE

OBSERVACIÓN

Se usará la guía de observación para llevar un

registro de la data observadas de las descargas

hidrológicas y de la data topográfica.

GRÁFICOS DE

CONTROL

Se usarán los gráficos para hacer una representación

pictórica que pueda expresar el comportamiento de

nuestras variables de estudio.

53

3.2.4. Procedimientos de recolección de datos.

En primer lugar, para poder hacer la recolección de datos, se delimitó un tramo del

río Moche, lo que viene a ser la muestra, que abarca desde el puente Moche hasta

3,5km aguas abajo. En seguida se procedió mediante un dron a realizar el

levantamiento topográfico, mediante el criterio y técnica de observación, barriendo

un área entre margen izquierda y derecha del cauce históricamente existente del río.

Así mismo se recogió la data de las descargas hidráulicas de años pasados y

exclusivamente del año 2017, año en el cual la ciudad de Trujillo y el norte del Perú

sufrió un Fenómeno del Niño Costero, mediante la observación de la estación de

Quirihuac que la autoridad nacional del agua (ANA) observó el registro histórico

de las descargas Hidráulicas.

Figura 19 Representación virtual de la estación de Quirihuac

Fuente: http://snirh.ana.gob.pe/

3.2.5. Técnicas, Métodos e instrumentos de Análisis de Datos.

Para el análisis de datos usaremos una técnica de estadística descriptiva ya que esta

investigación según el diseño es una investigación no experimental de tipo

correlacional y longitudinal.

Respecto al método de análisis estadístico de datos, es necesario realizar un análisis

de prueba de hipótesis de la data obtenida, y así mismo el nivel de significancia,

que gracias al software Hyfran y mediante el método de prueba de estacionaridad

(Kendall) nos muestra que la hipótesis Ho se acepta a un nivel de significancia del

5%

54

Figura 20 Prueba de hipótesis y significancia de la data con el método Kendall

Fuente: Elaboración Propia – en base al software Hyfran

Según el método Gamma (método de momentos) mediante el software Hyfran y

con la prueba Chi-cuadrado vemos que se acepta la hipótesis Ho a un nivel de

significancia de 5%.

Figura 21 Prueba de Chi Cuadrado


55

Y los instrumentos para su descripción y análisis de las variables serán las tablas de

frecuencia, gráficos estadísticos y series de tiempo que se manejan mediante la

técnica de análisis cuantitativa continua y discreta donde muestran la relación

indirecta entre variables. Y en la medida que sea necesario también se usara otros

tipos de gráficos como son los cartogramas.

Figura 22 Ejemplo de la tabla de Frecuencia


Figura 23 Ejemplo de un gráfico tipo Histograma


56

Figura 24 Ejemplo de un gráfico tipo Ojiva


Figura 25 Ejemplo de un gráfico tipo Polígono


57

3.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

|

Figura 26 Representación esquemática del procedimiento experimental


Río Moche tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo.

Obtención de

datos:

Topográficos y de

descargas

hidrológicas

y procesarlo

Visualizar zonas

criticas

Áreas de inundación

Mapas de riesgos

Nivel de

precipitación.

Identificar el nivel de caudal para

una avenida extraordinaria

Propuesta de defensas

ribereñas.

Procedimientos técnicos en las

propuestas

Obtención de resultados.

Tipos Estructuras de protección

Extensión

Cauce y curso

Zonificación de

riesgos.

Nivel de caudal.

Posibles daños.

Selección de zona de estudio

RETROALIMENTACIÓN

58

Descripción del procedimiento de investigación.

a. En principio planteamos el problema y su hipótesis, posteriormente demarcamos

nuestra muestra que será en el río Moche tramo puente Moche hasta 3.5km aguas

abajo, y con técnicas, instrumentos y métodos de recolección de datos, recogemos

data topográfica y la data de descargas hidrológicas.

b. Visualizar zonas críticas.

Se procederá a identificar las zonas críticas de inundación mediante el software

HEC – RAS ingresando la data topográfica y la data de descargas hidráulicas,

además de complementándolo con los datos que nos proporcionan los SIG mediante

los softwares ArcGIS, con lo cual tendremos zonas que están propensas a ser

inundadas.

c. Inundación

Se procederá a evaluar los resultados arrojados de los softwares y se identificará el

nivel de inundación que se dará en cada sección transversal en cada tramo de nuestra

muestra en análisis, así como el grado de daños y las posibles soluciones

estructurales que se podría plantear para ejecutar sistemas de protección

longitudinales.

d. Mapa de riesgos

De una vez que ya se ha evaluado los niveles de inundación en cada parte del río

Moche e identificado las zonas críticas y propensas a ser inundadas, se procederá a

realizar un modelamiento para ver las zonas que estén en riesgo de inundación

según el nivel de daños que cada zona represente para brindar mayor facilidad en

la toma de decisiones al momento de hacer una defensa ribereña

e. Nivel de precipitación

También se procederá a estudiar el nivel de precipitación histórica y según ello

buscaremos cual es el parámetro mínimo de caudal para considerar una avenida

extraordinaria y así poder generar nuestras zonas de inundación, ya que esto

significa evaluar el río Moche en un escenario de gran precipitación, considerando

que este será el mínimo caudal donde causaría grandes daños.

59

f. Extensión

Se procederá a evaluar el río Moche dentro de unos límites, los cuales se consideran

los más desfavorables a lo largo de todo su curso y que generan mayores daños

debido a la forma de su cauce y por su topografía existente alrededor de esta parte

baja de la cuenca moche.

g. Cauce y curso

Se procederá a hacer un estudio del cauce de todo este tramo puente Moche hasta

3,5km aguas abajo, para poder evaluar el tipo de defensa ribereña que se planteará

o la descolmatación en algunas zonas según el análisis en las secciones

transversales que nos arroje el software Hec-Ras.

h. Zonificación de riesgos.

Se procederá a realizar la zonificación de riesgos una vez ya planteado los posibles

tramos a descolmatar o las posibles defensas ribereñas para que se tenga una guía

segura de donde la gente pueda realizar sus actividades tanto agrícolas como

vivenciales.

i. Nivel del caudal.

Se procederá a evaluar el nivel de caudal máximo según su tiempo de retorno que

puede contener el río Moche a lo largo de su parte baja de la cuenca y en el tramo

estudiado, y así mismo analizar cuál es el umbral máximo de caudales y bajo que

parámetros causaría grandes daños, con la finalidad de poder realizar las debidas

predicciones en tema de desbordes o inundación para poder generar una zona segura

de tránsito y vivienda en las posibles avenidas extraordinarias.

j. Posibles Daños

Se procederá a hacer un recuento de los daños que han ocurrido y los que podrían

ocurrir en un posible evento meteorológico de gran magnitud por la no prevención

mediante defensas estructurales y no estructurales a lo largo de este río Moche y las

zonas aledañas que en él se asientan.

60

k. Tipos de protección.

Se procederá luego a plantear soluciones frente a la problemática que hemos podido

investigar, una de ellas será las prevenciones mediante una propuesta de un

proyecto de defensas ribereñas como sistemas estructurales que podrían abarcar

largos tramos longitudinales según el tipo que se elija.

También se plantea la prevención mediante sistemas de protección por

descolmatación lo que significa también una defensa ribereña con lo cual se estaría

devolviendo el área al cauce natural de este rio, con lo cual tendría mayor capacidad

de contener caudales.

l. Obtención de resultados.

Los resultados que se esperan obtener son la zonificación mediante las áreas de

riesgos por inundación ocasionadas por avenidas extraordinarias y los niveles de

caudal que podría contener el rio moche para posteriormente plantear la solución

de prevención mediante una propuesta de defensas ribereñas.

3.3.1. Ubicación e información de la zona de estudio.

a. Ubicación de la zona.

La Ubicación de la zona de estudio es la siguiente:

Departamento: La Libertad

Provincia: Trujillo

Distritos: Moche, Víctor Larco Herrera

Detalle: Del puente Moche que está en la panamericana hacia 3.5km aguas abajo.

61

Figura 27 Ubicación Satelital de la zona en estudio


b. Información de la zona.

La cuenca del río Moche políticamente se localiza en la región La Libertad,

comprendiendo total o parcialmente las provincias de Trujillo, Otuzco, Santiago

de Chuco y Julcán.

La cabecera de la cuenca Moche está en la Laguna Grande, con más de 3.988

msnm, cerca de la capital del distrito de Quiruvilca, con el nombre de río Grande,

sin embargo, posteriormente adoptará los nombres de río San Lorenzo y río

Constancia y en el caserío de San Juan, a unos 14 km de la cabecera de cuenca,

toma el nombre de río Moche, mismo nombre que se mantendrá hasta su

desembocadura en el mar.

Una información adicional sobre la zona de estudio mediante múltiples visitas in

situ, recorriendo el margen del río Moche aguas abajo y aguas arriba en la parte

baja de la cuenca donde su pendiente es suave, se pudo notar que tiene un cauce

62

colmatado y que según información de personas del lugar nos mencionan que en

los meses de enero hasta abril el cuerpo de agua es grande e invade sus sembríos.

Figura 28 Cuerpo de agua en el río Moche

Fuente: ANA (Autoridad Nacional del Agua)

3.3.2. Levantamiento, procesamiento y replanteo de planos.

Para conocer la forma del cauce del río Moche tramo puente Moche hasta 3.5km

aguas abajo, se realizó el levantamiento topográfico de esa zona y se proyectó 4.5km

aguas arriba del puente moche aguas arriba con la finalidad de tener un panorama

completo de la geografía de la parte baja de la cuenca moche y donde la pendiente

tiene un pronunciamiento suave según las curvas de nivel, en lo siguiente vamos a

mostrar los planos de curvas de nivel, planos proyectados en planta y los cortes que

se replanteo en base al procesamiento de data hecho en el levantamiento topográfico,

más planos a detalle vamos a encontrar en Anexo 04 y Anexo 05.

63

Figura 29 Mapa de la parte baja de la cuenca Moche

Figura 30 Plano en planta del puente de Moche hasta 3.5km aguas abajo

Fuente: Elaboración propia en el software CIVIL 3D

64

Figura 31 Plano de perfil transversal en la progresiva km 3+520.00, según el Civil 3D


Figura 32 Plano en planta en la progresiva km 3+500.00 donde se ubica el puente Moche.


65

3.3.3. Análisis de caudales máximos diarios con Hyfran

La información básica y fundamental para este estudio es los caudales máximos

diarios que se ha recogido de la Estación Quirihuac, para tal proceso vamos a usar la

metodología del software Hyfran para determinar los caudales máximos diarios,

caudal máximo instantáneo y establecer parámetros para un caudal extraordinario.

Para el análisis de la data, vamos a usar el modelo Gamma con el método de

momentos, en la que según la prueba de bondad de ajuste Chi-cuadrado nos trae como

conclusión que se acepta la hipótesis Ho (Ho, la muestra proviene de una distribución

Gamma) a un nivel de significancia del 5% lo que garantiza la confianza de la data

Hidráulica.

Figura 33 Modelo Gamma para verificar la confianza y significancia de la data hidráulica


Vamos a realizar el proceso de análisis de la data hidrológica para obtener los

Caudales Máximos diarios de la Estación Quiriuach - Río Moche, así como los

caudales máximos instantáneos para determinar los caudales extraordinarios. A

continuación, presentamos la distribución de los caudales máximos diarios históricos

y en el anexo 07 presentamos la data recogida de la descarga hidrológica en el río

Moche, así mismo, en el anexo 08 presentamos el análisis y determinación de los

caudales extraordinarios y el periodo de retorno de cada caudal.

66

Tabla 10 Caudales maximos historicos

Año Anual (m3/s)

1950 56.00

1951 48.26

1952 170.17

1953 94.33

1954 93.26

1955 132.75

1956 212.88

1957 197.93

1958 88.33

1959 117.50

1960 198.63

1961 43.92

1962 180.31

1963 117.57

1964 119.19

1965 78.40

1966 58.45

1967 336.6

1968 23.42

1969 91.81

1970 96.10

1971 117.63

1972 138.25

1973 152.96

1974 50.29

1975 170.88

1976 112.85

1977 201.52

1978 24.00

1979 54.88

1980 56.00

1981 160.00

1982 90.00

1983 280.00

1984 152.00

1985 20.80

67

1986 72.00

1987 64.00

1988 98.53

1989 40.00

1990 22.64

1991 41.50

1992 26.06

1993 66.97

1994 204.80

1995 23.84

1996 64.00

1997 200.00

1998 1000.00

1999 240.36

2000 71.02

2001 150.00

2002 109.46

2003 42.51

2004 39.41

2005 38.96

2006 46.60

2007 47.26

2008 53.72

2009 61.01

2010 43.97

2011 61.00

2013 125.00

2014 65.13

2015 203.33

2016 43.30

2017 187.13 Fuente: Elaboración propia.

3.3.4. Modelamiento con el programa QGIS

El software QGIS es un Sistema de Información Geográfica (SIG) que permite

manejar formatos ráster y vectoriales a través de la biblioteca GDAL (GADL/OGR),

así como bases de datos además también permite el manejo de archivos vectoriales

Shapefile, ArcInfo coverages, MapInfo, GRASS GIS, DXF, etc. así mismo da

68

soporte para un importante número de tipos de archivos ráster (GRASS GIS, Geo

TIFF, TIFF, JPG, etc.)

Su principal virtud de este software es la creación de mapas siendo capaz de manejar

grandes bases de datos de países y ciudades enteras, en ese sentido para este estudio

vamos a realizar el mapa de ubicación del lugar de estudio y su cuenca respectiva,

para tal vamos a mostrar los mapas realizados en ese software.

Figura 34 Plano de ubicación de la zona en estudio

Fuente: Elaboración propia con ayuda del software QGIS

3.3.5. Modelamiento con el Programa ArcGis

Con datos hidráulicos y geodésicos obtenidos de ArcGis que es un SIG (Sistema de

Información Geográfica) se realizara el análisis de la zona en estudio, sabiendo que

de ArcGis se desprenden entre otros:

UBICACIÓN PROVINCIA

UBICACIÓN DE LA CUENCA DISTRITOS INVOLUCRADOS

69

ArcMap, es una aplicación de ArcGIS, que nos permite realizar tareas con los mapas

y sus datos relacionados: visualización, edición, búsquedas, análisis, gráficos y

reportes y ArcCatalog, que nos ayuda a organizar y gestionar los archivos de datos e

información SIG, por medio de herramientas de exploración, administración,

previsualización de archivos y gestión de los metadatos.

Mediante estas herramientas con la que cuenta ArcGis, vamos a proceder a realizar

la simulación de los mapas de inundabilidad que se correlaciona con el software Hec

Ras. a continuación, y a modo de ejemplo presentamos la inundabilidad que se había

generado el año 2017 en el fenómeno del niño costero.

Figura 35 Modelado de la inundabilidad en el año 2017

Fuente: Elaboración propia en base al software ArcGis

70

3.3.6. Modelamiento con el Programa Hec Ras

Con todos los datos obtenidos en el replanteo de los planos y con ayuda de HEC-

RAS (Hydrological Engineering Center – River Analysis System) que es un

programa de modelación hidráulica de flujo en régimen permanente, de flujo en

régimen no permanente, modelización del trasporte de sedimentos y análisis de

calidad de aguas en ríos.

Y con la data de descargas hidráulicas obtenida de la estación de Quirihuac y

teniendo conocimiento que el objetivo principal del Hec Ras es realizar estudios de

inundabilidad y determinar las zonas inundables; permitiendo simular diferentes

caudales y obras hidráulicas, vamos a obtener una gran variedad de resultados

(resultados por secciones, resultados en forma de tablas, en forma de gráficos,

visualización sobre imágenes georreferenciadas, etc.)

Para la simulación de inundabilidad hidráulica vamos a realizar mediante el método

de cowan el cálculo para determinar los coeficientes de Manning, datos que son

necesarios para el análisis en el software

Tabla 11 Coeficientes de manning

METODO COWAN

n=(n0+n1+n2+n3+n4)*n5

CALCULO DE COFEICIENTE DE MANNING

no 0.024 no 0.02 no 0.024

n1 0.005 n1 0.005 n1 0.004

n2 0.001 n2 0.002 n2 0.001

n3 0.01 n3 0.01 n3 0.01

n4 0.01 n4 0.005 n4 0.01

n5 1 n5 1 n5 1

n#1 0.05 n#2 0.04 n#3 0.05


71

Posibles zonas de inundación.

El programa nos da zonas de riesgo a la inundabilidad que según secciones

transversales podemos visualizar a lo largo de los 3.5km en estudio, y según el

tiempo de retorno lo que está estrechamente relacionado con la cantidad de

precipitación y por ende el caudal máximo instantáneo y así mismo avenidas

extraordinarias. A continuación, mostramos el criterio que se ha tomado para

evaluar la vulnerabilidad y riesgo de las zonas críticas de inundación.

Tabla 12 Criterios para determinar las zonas de inundación

CRITERIO PARA DETERMINACIÓN DE ZONAS DE INUNDACIÓN

PELIGRO VULNERABILIDAD RIESGO

Posibilidad de la

existencia de una avenida

extraordinaria.

La zona en estudio esta

propenso a sufrir daños por

inundacion debido a una

avenida extraordinaria

Existe la probabilidad

alta de que la indacion

se convierta en desastre

ya que el peligro de

avenidas extraordinarias

es latente.

Estadisticamente nos

indica que cada cierto

tiempo se da la

ocurrencia de avenidas

extraordinarias .

la zona de estudio esta

ubicada en la parte baja de la

cuenca Moche con pendiente

muy suave, lo cual una

avenida extraordinaria

causaria inundacion.

Existe la probabilidad

que una avenida

extraordinaria genere un

desastre de

inundabilidad en la zona

en estudio.


72

A continuación, vamos a presentar zonas de inundabilidad para diferente tiempo

de retorno (TR) concatenado con su respectivo caudal instantáneo frente a una

avenida extraordinaria.

a. TR = 5años, Caudal instantáneo de 187m3/s; fenómeno que ocurrió el

año 2017 a lo que se le denominó Fenómeno del Niño Costero.

Figura 36 Perfil de agua longitudinal a lo largo de su trayectoria


73

• ZONA DE INUNDACIÓN 01 Inicio: KM 0+000.00

Fin: KM 1+040.00

Figura 37 Zona de inundabilidad del km 0+00.00 hasta el km 0+040.00


Figura 38 Primer tramo de inundabilidad que llega hasta el km 1+040.00


74


Fin: KM 1+800.00

Figura 39 Sección transversal donde existe desborde del caudal y colmatación.




75


Fin: KM 2+480.00





76

• ZONA DE NO INUNDACIÓN CERCA AL PUENTE MOCHE KM

3+472.17



77

• ZONAS DE INUNDACIÓN, SEGÚN ArcGis - ArcMap

Figura 44 Simulación del cuerpo de agua en el rio moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas abajo


b. TR = 29años, Caudal instantáneo de 307m3/s; caudal a partir del cual

representa la existencia de una avenida extraordinaria.

Figura 45 Perfil longitudinal del cuerpo de agua a lo largo de los 3.5 km en estudio.


78


Fin: hasta KM 1+040.00





79





Figura 49 Sección transversal donde existe desborde del caudal y colmatación. Fuente: Elaboración propia

80

• ZONA DE INUNDACIÓN 03

Inicio: KM 2+320.00






81

• ZONA DE INUNDACIÓN 04

Inicio: KM 3+000.00






82


Figura 54 Simulación del cuerpo de agua que transita por el tramo del rio moche en estudio.


c. TR = 50años, Caudal instantáneo de 342m3/s

Figura 55 Perfil longitudinal del caudal que transcurre por el rio moche en el tramo en estudio


83







84







85



Figura 60 Sección transversal donde existe desborde del caudal y colmatación




86







87







88


Figura 66 Simulación de la inundabilidad en el rio moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas abajo.


d. TR = 100años, Caudal instantáneo de 385m3/s

Figura 67 Perfil del cuerpo de agua que transcurre cada 100 años por el rio moche tramo puente moche hasta 3.5km

aguas abajo. Fuente: Elaboración propia

89







90







91







92







93







94

• ZONA DE NO INUNDACIÓN CERA AL PUENTE MOCHE KM 3+472.17

Figura 78 Sección transversal cerca al puente moche, donde no existe desborde del caudal.



Figura 79 Modelamiento del transporte del caudal cada 100 años en el rio moche en el tramo en estudio


95

3.3.7. Propuesta estructural para el proyecto de defensa ribereña

Las instalaciones de defensa ribereña del río son estructuras colocados en la ribera

del río para evitar desbordes ya sea en zonas rurales o zonas urbanas. Es muy

importante saber el tipo de suelo en la cual se hará la propuesta de alguna estructura

de defensa ribereña en base a antecedentes y de estudios económicos, así como de

estudios costo - beneficio. Los tipos de suelo del distrito de Moche se originan con

el río Moche cuando este transporta de manera permanente depósitos consolidados

de tipo aluvial y eólico, conformando el cono defectivo sobre el cual se ha formado

el valle.

El tipo de suelo en el área de Moche suele ser suelo homogéneo; arena pobremente

graduada de grano fino a medio, que varía en potencia, compacidad y resistencia en

los diferentes sectores del distrito. La formación continua es una combinación de

arena de grano medio-fino de bajo porcentaje de limo y / o arcilla. Y reforzando la

información con (Julio, 2006) que nos menciona sobre:

La clasificación de los suelos y su capacidad de uso según la clasificación de Grandes

Grupos de Clases de Suelo de la FAO/UNESCO (1990) donde vemos que, en el cauce

del río Moche, predomina los suelos fluvisoles, que son suelos de baja evolución

condicionados por la topografía, a partir de materiales fluviales recientes.

Cerca de los ríos, la materia orgánica decrece irregularmente o es abundante en zonas

muy profundas. A este tipo se suelo pertenece todo el valle de Moche. Su capacidad

de uso (I al III) alcanza a una agricultura de tipo intensivo.

a. Criterios de Selección de Alternativa de Proyecto.

Se van a elegir teniendo en cuenta criterios técnicos y en correlación a lo que

se desee evitar y/o proteger con una obra de defensa ribereña con la finalidad

de que no haya la materialización física de algunas alternativas.

Efectos en la que se somete cualquier estructura de defensa de ribera:

o Deformabilidad y resistencia de la fundación.

o Posibilidad de la socavación de la base.

o Estabilidad.

96

o Efecto abrasivo por transporte de material de fondo.

o Empuje de tierras detrás de la estructura.

Vamos a ver el análisis de algunas alternativas tomando como referencia otras

investigaciones ya hechas tal es el caso que según (M. & Liccett Romero M.,

2007) en su investigación nos da una análisis y descripción de las defensas

ribereñas bajo los siguientes criterios.

Criterio de Eficiencia y Costo mínimo.

o Costo de construcción

o Costo de mantenimiento.

o Durabilidad de las obras.

o Correspondencia con obras colindantes.

Criterios de Materiales para su construcción:

o Disponibilidad de materiales cercana.

o Dependiendo lo que se quiera proteger

o Debe estar en armonía con el medio ambiente.

En la que vemos que en el rio moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas

abajo, el muro de gavión, es uno del más apropiados, ya que, al estar

construido con materiales flexibles, puede cumplir con los requisitos

establecidos y puede adaptarse a posibles deformaciones después de su puesta

en funcionamiento.

Tabla 13 Criterios de comparación para elegir una propuesta estructural de proyección

ribereña

CRITERIOS DE ANÁLISIS DE PROPUESTAS DE DEFENSAS

RIBEREÑAS

Deformabilidad y

resistencia de la

fundación.

Posibilidad de

la socavación

de la base

Eficiencia

y Costo

mínimo

Materiales

para su

construcción

PROPUESTA N° 01

GAVIÓN Favorable Favorable Favorable Disponible

PROPUESTA N° 2

MURO DE

CONCRETO ARMADO - - - -


97

Sustentación de criterios para elección de una propuesta de defensa

ribereña.

➢ Criterio de deformabilidad y resistencia de la fundación.

La estructura en su conjunto Gavión tipo caja colchón es deformable

y se acopla a la base de fundación con la resistencia del cuerpo de la

estructura, mientras que según la propuesta N°2 Muro de concreto

armado es una estructura de defensa más rígida con un área de

fundación establecida y fija.

➢ Criterio de posibilidad de socavación de la base.

La desventaja de usar la propuesta N° 2 de un muro de concreto es su

rigidez y ante la socavación se genera una falla por volteo debido a

los momentos desestabilizantes mientras que la propuesta N°1 de

gavión tipo colchón y caja, su base de fundación se adapta al terreno

y socavación.

➢ Criterio de eficiencia y costo mínimo.

Tabla 14 Comparación económica para un tramo en las mismas condiciones

Fuente: En la investigación de (Maza & Carlos, 2018)

Aquí vemos que para la construcción de un tramo de defensas

ribereñas en el mismo lugar y condiciones el costo es 32% menos

98

cuando se opta por la propuesta de Gavión y no por un muro de

concreto armado.

➢ Materiales para su construcción.

Al realizar la visita in situ, nos percatamos que piedra hay a lo largo

de todo el rio, aumentando en cantidad aguas arriba, y justamente para

el proyecto con gaviones el material más incidente es la piedra lo que

el costo sería nulo, a diferencia de optar por la propuesta N° 2 de muro

de concreto armado, todo el material se tendría que comprar.

El gavión se adapta a la naturaleza y con el tiempo se vuelve

armonioso con la naturaleza donde coexiste la flora y fauna sobre la

estructura.

b. Análisis económico de una estructura rígida y una flexible en defensa de

ribera.

Hay un estudio donde nos da un análisis detallado de la ventaja económica

entre alternativas de estructuras de defensa de ribera. donde concluye que en

su propuesta N°01 Gavión con un costo de S/. 1,251,007.29 y en su propuesta

N°02 Muro de encauzamiento con un costo S/. 1,830,088.85 con una

diferencia de ahorro de S/. 579,081.56. lo que significa un ahorro del 32% del

costo directo (Maza & Carlos, 2018)

En base a los antecedentes y al análisis de los criterios y con el recorrido que se hizo

en la zona en estudio se propone que como la estructura de defensa ribereña en el río

Moche tramo puente de Moche hasta 3.5km aguas abajo sea estructura tipo gavión,

afianzándose en la investigación “DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN EN

GAVIONES EN LOS MÀRGENES DERECHO E IZQUIERDO DEL RIO

MOCHE, DISTRITO DE MOCHE, PROVINCIA DE TRUJILLO,

DEPARTAMENTO LA LIBERTAD, 2017" (Asmad,2017)

99

Propuesta de Defensa ribereña con Gavión Tipo Colchón en el rio moche.

Para el diseño de un gavión tipo colchón en la zona en estudio rio moche tramo puente

moche hasta 3.5km aguas abajo se debe tener en cuenta lo siguiente.

1. Pesos Unitarios: Dado que son estructuras de gravedad, su peso es crucial.

Suponiendo que el peso unitario es mayor que el peso real, nos conducirá a

un factor de seguridad poco realista; por el contrario, asumir que el peso

unitario es menor que el peso real conducirá a un sobredimensionamiento

innecesario. Se pueden realizar mediciones completas in situ.

2. Parámetros de Fricción en las Rocas: Los parámetros pueden obtenerse de

la literatura o en el laboratorio utilizando equipo de corte para muestras

grandes.

3. Parámetros de fricción en la interfase roca-suelo: Puede usar equipo de

corte directo de velocidad controlada y corte triaxial (U.U) para determinar.

Además de recopilar información básica sobre la sección transversal y la

geometría del muro, también es necesario utilizar pruebas de granulometría,

resistencia al corte triaxial, límite atterberg y humedad para estudiar las

propiedades físicas y mecánicas del suelo de relleno.

4. Descripción de los Ensayos: El comportamiento del suelo se verá afectado

por la carga. Por lo tanto, es importante estudiar las condiciones de falla del

suelo y determinar los parámetros que definen la resistencia a la falla del suelo

estresado, pero con el gavión tipo colchón disminuye este efecto de falla.

Según experiencia de campo, la malla del gavión tipo colchón debe estar en el

rango de aberturas de mallas entre 6cm x 8cm y 8cm x 10cm y con alambre de

2.20 mm a 2.70 mm respectivamente; según este diseño se utilizará tres capas de

piedras de relleno con diámetro de hasta 3 ½, con este diseño el gavión tipo

colchón se adapta a cualquier terreno.

100

Figura 80 Representación de los muros gavión en el río Moche


Figura 81 Representación de la elaboración de los muros de defensa ribereña con gavión en

colchón y caja


101

Figura 82 Gavión de Caja y Colchón de distinta medida según al área a proteger


Tabla 15 Dimensiones del gavión tipo colchón

Estas dimensiones se toman según la sección

transversal que se requiera proteger.

102

Cálculo de ancho estable del cauce del rio moche mediante el método de Pettis.

Formula de Pettis: B = 4.44*Q0.5; Donde

Q= Caudal de Diseño según el Tiempo de retorno.

B: Ancho estable del cauce del rio

Tabla 16 Calculo del ancho estable del cauce

de rio para la zona en estudio

Tr (Años) Qdiseño(m3/s) B(m)

5 187 60.17

29 307 77.09

50 342 81.37

100 385 86.33 PROMEDIO 76.24

En base a la tabla N° 16, vemos el cauce estable para un periodo de retorno de 100

años es de 86.33 metros; sin embargo, el promedio de los diferentes anchos de bases

según sus caudales de diseño y según su tiempo de retorno es de 76.23 metros; lo

cual vamos a tomar un ancho de base con criterio del 5% de error, en consecuencia,

el ancho estable del cauce consideramos que es de 80 metros.

Altura de la estructura de defensa ribereña.

Según las secciones transversales que nos da el Hec Ras del rio moche tramo puente

moches hasta 3.5km aguas abajo, es las siguientes según el análisis de las zonas más

críticas de inundación.

Que la altura de la estructura de defensa ribereña sin hacer la descolmatación a lo

largo del río Moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas abajo, según la zona de

inundabilidad, varía hasta un rango menor a 3 metros para una avenida extraordinaria

con tiempo de retorno de 100 años.


103

Figura 83 Altura de desborde del cuerpo de agua de 1.73 metros


104

CAPÍTULO IV

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

105

4.1. Caudales y Descargas Hidrológicas Históricas.

Gráfico 1 Caudales máximos anuales y el Umbral máximo a partir del cual se considera una avenida extraordinaria,

Q=280m3/s


En el grafico N° 1, visualizamos los caudales máximos históricos por más de 67 años en la cuenca

Moche, captadas por la estación Quirihuac, cortados por el Umbral máximo de caudal, lo cual nos

indica que los picos que sobrepasan a esta línea cuyo caudal es 280m3/s, y considerando el Imax =

307m3/s, lo cual es el caudal límite, tope o valor mínimo para la existencia de un caudal

extraordinario, en consecuencia, una avenida extraordinaria. En esta gráfica, vemos que el más

trágico fenómeno meteorológico ocurrido a lo largo de la historia de los últimos 70 años ha sido en

el año 1998.

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

1000.00

1100.00

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

Cau

dal

(Q

m3

/s)

años

106

Gráfico 2 Cantidad de Agua que discurría por el río Moche tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo en relación

con el tiempo.


En el gráfico N° 2, prestamos especial interés a lo que ocurrió en el año 2017, teniendo en cuanta

que este evento llamado Fenómeno del Niño costero a ocurrido recientemente y hemos sido testigos

de la inundación que genero el cuerpo de agua ocasionada por las intensas precipitaciones. Pues en

el día 19 del mes de marzo del 2017 se llegó a un caudal medio de 187m3/s, y que las precipitaciones

intensas a lo largo y ancho de la cuenca de moche se centraron básicamente en el mes de marzo.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

200.00

1 11 21 31 10 20 2 12 22 1 11 21 1 11 21 31 10 20 30 10 20 30 9 19 29 8 18 28 8 18 28 7 17 27 7 17 27

ENE ABR MAY

Cau

dal

(m³/

s)

DESCARGAS MEDIAS DIARIAS DEL RIO MOCHE

AÑO 2017

107

Gráfico 3 Caudales Instantáneos con respecto a los días del mes de marzo del 2017 en tres distintos horarios, año en que ocurrió el fenómeno del niño costero.


En el gráfico N° 03, Nos describe a detalle, lo que ocurrió en el año 2017, precisamente en el mes de marzo, mes donde ocurrió el Fenómeno

del Niño costero y causo inundación en la provincia de Trujillo. Aquí vemos que el caudal instantáneo máximo se dio por la tarde a las 6pm,

a los 19 días del mes de marzo llegando a formar un cuerpo de agua de 370m3/s en el cauce del rio moche.

8.50 9.20 9.60 10.0010.8010.8012.5012.50

58.5075.2076.4073.9067.50

161.60

120.00102.90102.90

324.10

370.00

102.00

80.20

138.90

87.3087.3073.40

65.70

149.00

73.4073.40

94.9087.30

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

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 26 27 28 29 30 31

Q m

3/s

Dias

06:00h 12:00 h 18:00 h

108

Gráfico 4 Análisis de persistencia de volúmenes de las descargas medias mensuales (hm3) río Moche - Estación

Quirihuac.

Fuente: ANA sede Trujillo 2017.

En el gráfico N° 4, a lo largo de la historia y haciendo un análisis de persistencia de descargas

medias mensuales, vemos que en todos los años la mayor cantidad de agua y por ende el mayor

caudal en el rio moche es en los meses de febrero, marzo y abril, pero el mayor mes de precipitación

y tránsito de un mayor cuerpo de agua por el cauce del rio moche es en el mes de marzo.

4.2.Zonas de inundación

A continuación, mostramos el resumen y las zonas de inundación en el río Moche tramos

puente Moche hasta 3.5km aguas abajo, según el tiempo de retorno en correlación con sus

caudales máximos instantáneos.

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

Vo

lum

en d

e ag

ua

(hm

3)

Tiempo (mes)

Promedio

P (50%)

P (75%)

P (90%)

P (95%)

109

Tabla 17 Resumen de las zonas inundación según secciones transversales

SEGÚN TR/Q ZONAS DE INUNDACIÓN

INICIO (PROGR.

KM)

FIN (PROGR.

KM) TRAMO DE

INUNDACIÓN(M) % TRAMO

INUNDACIÓN

TR= 5AÑOS Q= 187m3/s

ZONA 01 0+000.00 1+040.00 1040 30

ZONA 02 1+440.00 1+800.00 360 10

ZONA 03 2+360.00 2+480.00 120 3

INUNDACION TOTAL 1520 43

TR= 29AÑOS Q=307m3/s

ZONA 01 0+000.00 1+040.00 1040 30

ZONA 02 1+440.00 1+800.00 360 10

ZONA 03 2+320.00 2+480.00 160 5

ZONA 04 3+000.00 3+040.00 40 1


TR= 50AÑOS Q=342m3/s

ZONA 01 0+000.00 1+040.00 1040 30

ZONA 02 1+440.00 1+800.00 360 10

ZONA 03 1+920.00 2+040.00 120 3

ZONA 04 2+320.00 2+520.00 200 6

ZONA 05 3+000.00 3+040.00 40 1


TR=100AÑOS Q=385m3/s

ZONA 01 0+000.00 1+040.00 1040 30

ZONA 02 1+440.00 1+800.00 360 10

ZONA 03 1+920.00 2+120.00 200 6

ZONA 04 2+280.00 2+560.00 280 8

ZONA 05 3+000.00 3+040.00 40 1


TOTAL (m) 3500


• Tr = 5 años y Qmax, inst=187m3/s

Existen 3 tramos donde existe desborde del cuerpo de agua de 1520m fuera del cauce

Figura 84 Primer Tramo de inundabilidad, más de 1040.00 metros de desborde lateral del cauce


110

Figura 85 Segundo Tramo de inundabilidad, se extiende por más de 360 metros, de desborde lateral.


Figura 86 Tercer Tramo de inundabilidad, se extiende por más de 120 metros, de desborde lateral.


En las figuras N° 84 hasta la figura N° 86, nos muestran las zonas de inundabilidad del río Moche

tramo puente Moche hasta 3.5km aguas abajo, para un caudal de 187m3/s con un tiempo de retorno

de 5años, este caudal que no es extraordinario, pero coincide con el caudal medio mensual del

caudal que en consecuencia se registró en el año 2017, año en la cual se manifestó el fenómeno del

niño costero, quien generó desastres económicos y sociales en el norte del Perú.

Vemos que el primer tramo de inundabilidad existe 1040 metros de desborde que va desde la

progresiva 0+00.00 hasta la progresiva km 1+040.00, en el segundo tramo de inundabilidad según

la figura N° 85 existe 360 metros de desborde lateral y en la figura N° 86 nos muestra que existe

más de 120 metros de desborde lateral hasta la progresiva km 2+480.00 aguas arriba, que en suma

es más de 1520 metros, lo que nos indica que esta zona se debe de tener especial cuidado en su

atención ya que justamente esta zona representa el área de inundación frente a un evento

hidrometeorológico similar.

111

• Tr = 29años y Qmax, inst=307m3/s

Existen 4 tramos donde existe desborde del cuerpo de agua de 1600m fuera del cauce

Figura 87 Primer tramo de inundabilidad, se extiende hasta 1040 metros aguas arriba de desborde


Figura 88 Segundo tramo de inundabilidad, se extiende a más de 360 metros de desborde aguas arriba


Figura 89 Tercer tramo de inundabilidad, con desborde de más de 160 metros aguas arriba.

Fuente: Elaboración Propia.

112

Figura 90 Cuarto tramo de inundabilidad, con desborde de más de 40 metros aguas arriba


En la figura N° 87, 88, 89 y 90 visualizamos cuatro tramos de desborde lateral, donde el primer

tramo de desborde es más de 1040 metros, el segundo tramo de desborde es más de 360 metros, en

el tercer tramo de desborde hídrico es más de 160 metros y en el cuarto tramo de desborde es mas

de 40m; que en suma es un aproximado de 1600 metros a lo largo de 3.5 kilómetros aguas arriba

desde la progresiva 0+000.00.

Para un tiempo de retorno de 29 años vemos que el caudal es de 307m3/s, caudal que representa el

límite a partir del cual se considera caudales extraordinarios, la inundabilidad se extiende por 1600

metros, así mismo vemos que el ancho de cauce es variable donde existen sedimentos y material

de obstrucción, lo cual genera colmatación y en el modelado nos representa áreas con tendencia a

flujo dividido, en suma, esto en campo genera riesgo de desbordamiento y perjuicio al sector

agrícola y sector urbano.


Figura 91 Primer tramo de inundabilidad, se extiende por más de 1040 metros de desborde en el cauce.

Fuente: Elaboración Propia.

113

Figura 92 Segundo tramo de inundabilidad, se extiende por más de 360 metros de desborde en el cauce.


Figura 93 Tercer tramo de inundabilidad, se extiende por más de 120 metros de desborde en el cauce


Figura 94 Cuarto tramo de inundabilidad, se extiende por más de 200 metros de desborde en el cauce


114

Figura 95 Quinto tramo de inundabilidad, se extiende por más de 40 metros de desborde en el cauce


En las figuras N° 91 hasta 95 vemos que el fenómeno hídrico se genera por un caudal extraordinario

instantáneo de 342m3/s que estamos propensos a sufrir con una frecuencia de 50 años ocasiona un

daño casi generalizado y se extienden en cinco tramos de desborde a lo largo del cauce del río

Moche tramo puente Moche hasta 3.5km aguas abajo.

El primer tramo de desborde a partir de la progresiva 0+000.00 aguas arriba, según la figura N° 91

se extiende en 1040 metros y en suma de los cinco tramos existen 1760 de desborde lateral lo que

representa el 50.3% de riesgo a la inundabilidad, la profundidad del cauce es variable

longitudinalmente y transversalmente.


Figura 96 Tramo de inundabilidad, se extiende por más de 1040 metros de desborde del cauce.


115

Figura 97 Segundo tramo de inundabilidad, se extiende por más de 1040 metros de desborde del cauce.


Figura 98 Tercer tramo de inundabilidad, se extiende por más de 360 metros de desborde del cauce.


Figura 99 Cuarto tramo de inundabilidad, se extiende por más de 280 metros de desborde del cauce.


116

Figura 100 Quinto tramo de inundabilidad, se extiende por más de 40 metros de desborde del cauce.


En la figura N° 96 hasta la figura N° 100 vemos que para un caudal extraordinario instantáneo de

385m3/s que se da cada 100 años, es casi compatible cercano con el caudal instantáneo que ocurrió

el 19 de marzo del 2017 año donde el norte del país sufrió el Fenómeno del Niño costero, en el que

el caudal instantáneo máximo fue 370m3/s.

El desborde lateral en el cauce ocurre en cinco tramos notando que el primer tramo tiene mayor

incidencia con 040 metros de desborde lateral desde el km 0+00.00 aguas arriba, en suma el total

de longitud lateral que requiere proyección es de 1.92km es decir aproximadamente el 55% del

tramo en estudio se tiene que intervenir con estructura de defensas ribereñas, con una profundidad

de cauce variable longitudinalmente y transversalmente debido a la pendiente y a la colmatación

por transporte de sedimentos, factores que según la topografía y el modelado hay la tendencia a

presentarse áreas transversales de flujo divido.

Figura 101 Lugar de no inundabilidad, cerca al puente Moche.


117

4.3.Modelamiento de los niveles de inundación según la zona.


Figura 102 Zona de inundación real en el año 2017 con un alcance de hasta 2.6km aguas arriba.


En la figura N° 102, remarcamos que la zona afectada por inundación en el año 2017, se extienden

por 2.6 kilómetros a partir del km 0+00.00 aguas arriba, donde no precisamente en todo este tramo

hubo desborde lateral; en esta parte baja de la cuenca si visualiza que afecta a áreas agrícolas, así

como infraestructuras de viviendas.

118

Tabla 18 Pendientes en el cauce del río Moche tramos puente

Moche hasta 3.5km aguas abajo.

PENDIENTES (%) EN EL CAUCE SEGÚN LA TOPOGRAFIA

PROGESIVAS 0+000.00

-1+000.00

1+000.00 -

2+000.00

2+000.00 -

3+000.00

3+000.00 -

3+500.00

RE

SU

LT

AD

OS

-1.7 0.13 -0.08 0.13

-0.91 0.78 2.23 0.42

-1.22 -0.41 0.29 -1.26

0.16 0.84 -1.92 0.74

1.07 -1.18 0.05 -0.08

0.11 2.12 2.06 0.14

-0.67 0.41 -0.46 0.38

0.62 0.71 -0.63 0.36

1.37 -0.6 -0.05 0.76

-1.12 0.72 1.99 0.99

8.7 0.95 -0.31 0.19

1.2 0.27 19.17 0.19

0.02 -0.05 -1.17

0.12 0 0.5

0.14 -1.32 4.04

-0.97 -0.21 -3.17

0.31 0.69 3.1

0.78 1.53 2.57

2.17 1.4

-1.43 -0.01

0.68 -6.4

30.7 -1.96

3.52 0.87

-0.34 0.04

0.72

0.69

0.07

3.44

-23.14

0.42

0.72

PROMEDIO 0.45 1.70 0.16 0.25

ρ(prom) %= 0.64

Fuente: Elaboración propia, con ayuda del software Civil 3D

119

Figura 103 Plano de perfil longitudinal con su respectivo cuadro de magnitudes topográficas, donde nos indica que la pendientes es débil

.Fuente: Elaboración propia

120

Figura 104 Simulación de inundación en el año 2017, año que ocurrió el fenómeno del niño costero.


En la Figura N° 104 observamos la simulación de la inundación debido al cuerpo de agua con un

caudal de 187m3/s con una frecuencia de ocurrencia cada 5 años, caudal que coincide con el caudal

mensual medio del año 2017 época donde se dio el Fenómeno del Niño costero, visualizamos que

la profundidad máxima es de 1.7 metros en el cauce y que la zona de inundación se centra

básicamente hasta la progresiva 2+480.00 a partir del km 0+00.00 aguas arriba, con sus respectivos

tramos de desbordamiento lateral del cauce.

121


Figura 105 Simulación de inundación con un caudal que se considera el umbral máximo a partir del cual se

considera la existencia de una avenida extraordinaria, que se hace presente cada 29 años.


En la figura N° 105, Visualizamos la simulación donde existe un incremento en el nivel del cuerpo

de agua ya que estamos hablando de un caudal instantáneo límite de 307 m3/s entre un caudal

extraordinario y un caudal no extraordinario, vemos que la altura máxima del agua desde el fondo

del cauce llega hasta 2.036 metros y que generalmente la zona inundada de mayor incidencias

según sus tramos de desborde es en la parte última del río Moche es decir desde el km 0+00.00

hasta aproximadamente el km 2+480.00.

122


Figura 106 Simulación del cuerpo de agua que discurre en el río Moche, con un caudal de 342m3/s que se proyecta

su acontecimiento cada 50 años.


En la figura N° 106 vemos la simulación de un caudal extraordinario de 342m3/s con una

frecuencia de ocurrencia de cada 50 años, donde el cuerpo de agua se extiende no solamente por el

cauce, sino que también se desborda hacia los sembríos agrícolas y zonas urbanos, llegando a un

máximo altura de lámina de agua de 2.12 metros.

123


Figura 107 Simulación del cuerpo de agua que fluye por el río Moche con un caudal de 385m3/s proyectado su

existencia cada 100 años.


En la figura N° 107 vemos la simulación de lo que vendría a ser el evento más crítico que podría

ocurrir, lo que teóricamente se proyecta que ocurra cada 100 años formando un caudal de 385m3/s

con una altura máxima de la lámina de agua de 2.22 metros, este caudal instantáneo estuvo cerca

de su ocurrencia en el año 2017, donde fue de 370m3/s a partir de las 6pm de la tarde del día 19 de

marzo de dicho año.

Las zonas de inundación por desbordamiento lateral y falta de descolmatación inician en la

progresiva 3+040.00 del puente Moche y se prolonga hasta el km 0+00.00 del río Moche según sus

tramos de desbordamiento lo que genera que las zonas de inundación se propalen por toda esta área

según vemos en la simulación hidráulica.

124

4.1.Estructura para el proyecto de defensa ribereña

• La estructura para defensa ribereña tiene cumplir diversos criterios para cumplir su

función, entre ellos tenemos que debe ser flexible y debe estar en armonía con la

naturaleza, es así que la propuesta del muro de Gavión tipo colchón y caja es la más

adecuada.

• Según el criterio de análisis económico, la propuesta de la estructura de defensa ribereña

más económico es el muro gavión tipo colchón frente a la propuesta del muro de concreto

armado, que en las mismas condiciones y sin importar el lugar de construcción tiene un

costo mayor en 32% del costo directo.

• El ancho estable del cauce del rio moche tramo puente moche hasta 3.5km aguas abajo

es de 80 metros.

• Para la propuesta del proyecto de defensas ribereñas, la altura de esta estructura flexible

varia con un rango menor a 3metros de altura a lo largo de los laterales para ambos

márgenes.

• Según los resultados y discusión de la inundabilidad por tiempos de retorno y sus

respectivos caudales, vemos que esta estructura flexible se debe colocar tomando en

cuenta el TR de 100 años donde nos brinda un escenario más crítico y nos da 5 tramos

de desborde con 1920 metros en estado de riesgo, cuyas progresivas se muestran en el

cuadro siguiente:

Tabla 19 Progresivas para el escenario más crítico de inundación

SEGÚN TR/Q ZONAS DE INUNDACIÓN

INICIO (PROGR.

KM)

FIN (PROGR.

KM) TRAMO DE

INUNDACIÓN(M) % TRAMO

INUNDACIÓN

TR=100AÑOS Q=385m3/s

ZONA 01 0+000.00 1+040.00 1040 29.7

ZONA 02 1+440.00 1+800.00 360 10.3

ZONA 03 1+920.00 2+120.00 200 5.7

ZONA 04 2+280.00 2+560.00 280 8.0

ZONA 05 3+000.00 3+040.00 40 1.1

INUNDACION TOTAL 1920 54.9

TOTAL (m) 3500


125

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

126

5.1.Conclusiones.

• Se logró la identificación de zonas de inundación a lo largo del río Moche tramo puente

Moche hasta 3,5km aguas abajo, mediante los datos que se obtuvieron in situ y con la

ayuda de softwares tales como Hec-ras, QGIS y ArcGis así mismo la realización de una

propuesta para el proyecto de defensas ribereñas en el tramo en estudio, determinándose

que están inversamente relacionados porque a más cantidad de estructuras flexibles

menos inundación.

• Según las curvas de nivel se logró analizar que en la zona en estudio la pendiente es

relativamente suave y que la geografía es plana con cotas que van desde 8msnm hasta

26 msnm dentro de la zona en estudio y 66msnm el punto más alto lo que significa que

el cauce del río Moche sea amplio y tienda a colmatarse.

• Se encontró que históricamente y en un análisis anual que en los meses de febrero marzo

y abril es donde las precipitaciones aumentan en la cuenca Moche y por ende el caudal

incremente, pero específicamente en el mes de marzo es donde se incrementa más la

precipitación y el cuerpo de agua a lo largo del río Moche.

• Se concluye que cada 5 años se estima la ocurrencia de precipitaciones y avenidas

similares a las ocurridas en el fenómeno del niño costero en el año 2017 y que caudales

instantáneos mayores a 307m3/s se consideran la ocurrencia de una avenida

extraordinaria, en el 2017 ocurrió un caudal máximo diario de 187m3/s, pero un caudal

máximo instantáneo de 370m3/s por ende existió un fenómeno hídrico extraordinario.

• Según lo investigado se concluye que el evento meteorológico extraordinario más

perjudicial en condiciones actuales del río Moche tramo puente moche hasta 3.5km

aguas abajo se estima su ocurrencia con un periodo de 100 años, con un caudal máximo

instantáneo de 385m3/s, lo que ocasionaría el desborde y la inundación del 55% del

tramo en estudio, pero que el puente Moche no se vería afectado con desborde del cuerpo

de agua.

• Según este estudio podemos concluir que la zona de inundación más expuesta en la parte

última del río Moche, es decir los primeros 2.6 kilómetros por que hay bastante material

de sedimentación en su cauce es por ello que están más propensos al desborde del cuerpo

de agua.

127

• Se concluye que, el tramo puente Moche hasta 3.5km aguas abajo necesita una

descolmatación del material de sedimentación que históricamente existe en su cauce, y

así mismo los márgenes del tramo estudiado necesita un sistema estructural de defensa

ribereña debido a los cortos periodos de retorno de avenidas extraordinarias y al

calentamiento global que hace incalculable la ocurrencia temprana o tardía de estas.

• Después de un rigoroso análisis se concluye que el muro de gavión tipo colchón y caja,

entre otros sistemas estructurales es el más apropiado, ya que es una estructura

construida con materiales de la zona y flexibles que cumplen con los criterios

establecidos y puede adecuarse a deformaciones una vez puesta en funcionamiento y

además se adapta a la naturaleza del lugar en su zona agrícola y zona urbana del tramo

del rio en estudio. Con el muro gavión tipo colchón se elimina el problema de

socavamiento y erosión al pie de la estructura, debido que, al deformarse, acompañan la

erosión del fondo, evitando así que este alcance la base de la estructura y la desestabilice.

5.2.Recomendaciones.

• Se recomienda que las entidades correspondientes realicen la descolmatación periódica

al cauce de río de este tramo en estudio en los meses de estiaje, excepto en meses de

diciembre hasta mayo donde según el análisis de persistencia de volúmenes son estos

meses donde las precipitaciones y el cuerpo de agua aumentan.

• Con la finalidad de evitar desbordes de rio e inundaciones se recomienda realizar la

construcción de estructuras de defensa ribereña a lo largo de las partes laterales del

cauce del río según las progresivas que nos indica un tiempo de retorno de 100años, sin

desviar el curso de agua.

• Se recomienda que para las estructuras de defensas ribereñas se debe tomar en cuenta

los muros de gavión tipo colchón y caja en las partes más críticas del tramo de río en

estudio y asimismo realizar un análisis más detallado para su puesta en obra de esta

estructura y así evitar daños que puedan afectar a la población.

128

• Recomiendo que las entidades correspondientes deban tomar principal atención cuando

faciliten los permisos para construcción de viviendas en esta zona debido al peligro

latente de inundación y desborde del río y que deban realizar un estudio más profundo

de los tipos defensa ribereña que se podría construir en las zonas marginales del río

Moche tramo puente Moche hasta 3,5km aguas abajo, considerando como alternativa

principal el muro gavión tipo colchón y caja.

• Se recomienda realizar un plan de acción, mediante investigación, para reducir los

sedimentos que transporta el agua en la parte baja del rio Moche tramo puente Moche

hasta 3,5km aguas abajo, para evitar la colmatación del cauce lo que genera

obstrucciones y posteriormente desbordamientos de este río generando meandros y

reduciendo áreas de cultivo, así como zonas firmes para poder construir edificaciones.

129

CAPÍTULO VI

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

130

6.1. REFERENCIAS BILIOGRAFICAS

Alvaro, L. M. K., & Henríquez, L. A. (2014). Diseño hidráulico y estructural de defensa

ribereña del río Chicama. Tramo puente Punta Moreno-Pampas de Jagüey alplicando el

programa River. 147.

Asdak, C., Supian, S., & Subiyanto. (2018). Watershed management strategies for flood

mitigation: A case study of Jakarta’s flooding. Weather and Climate Extremes.

https://doi.org/10.1016/J.WACE.2018.08.002

Cartaya, S., & Eduarte, R. M. (2016). Identificacion de zonas en riesgo de inundacion mediante

la simulacion hidraulica en un segmento del Rio Pescadillo, manabi, Ecuador. Scarlet

Cartaya y Roddy Mantuano-Eduarte Revista de Investigación No, 89(40), 158–170.

Cervantes Jaimes, C. E. (2009). Generación De Mapas De Riesgo De Inundación Mediante

Modelación En 2D. 0–108.

Jeleapov, A., Melniciuc, O., & Bejan, I. (2014). Management of Water Quality in Moldova. 69.

https://doi.org/10.1007/978-3-319-02708-1

Jiménez, & Salas. (2014). 3-Fascculoinundaciones.

Julio. (2006). DIAGNOSTICO TERRITORIAL DEL DISTRITO DE MOCHE-1o Fase Ámbito de

Intervención del Proyecto L3C1-03C.

M., E. G., & Liccett Romero M. (2007). Descripcion De Las Defensas Ribereñas. Escuela De

Ingenieria Y Ciencias Aplicadas Departamento De Ingenieria Civil Universidad De Oriente,

66.

Maza, P., & Carlos, J. (2018). ESTUDIO HIDRÁULICO E HIDROLÓGICO.

Ministerio del Medio Ambiente del Perú. (2015). Mapa de susceptibilidad física del Perú. 70.

Moreno, & Bermúdez. (2016). Análisis Del Riesgo Por Inundación Utilizando Herramientas Sig

Para La Cuenca Del Río Quito.

Pérez Jara, J. del C., & Vargas Mesa, X. (2011). Riesgo de inundación producto del cambio

climático caso de estudio: Quebrada San Ramón. 1–266.

QUIZA, F. Y. E. (2014). DETERMINACION DE AREAS INUNDABLES DE LA PARTE MEDIA

DE LA MICROCUENCA DEL RÍO ZAPATILLA- CENTRO POBLADO DE ANCOAMAYA–

ILAVE.

Rocha. (1998). INTRODUCCIÓN a la. November, 2–4. https://doi.org/10.13140/2.1.1072.6722

Rodriguez, J., & Juarez, M. (2017). EVALUACIÓN HIDRÁULICA DEL RÍO MOCHE TRAMO

PUENTE DE FIERRO, LONGITUD 1 km. Universidad Privada Antenor Orrego.

Salas, M. A., & Jiménez, M. (2014). Inundaciones.

Salvador, S. A. N., & Jujuy, P. D. E. (2016). RIO CHIJRA.

Vásquez. (2015). Manejo y Gestión Integral (Issue 506).

VILLANUEVA, D. N. H. G. (2012). Facultad de ingeniería inundaciones en zonas urbanas.

medidas preventivas y correctivas, acciones estructurales y no estructurales.

Vision, W. (2004). Manual de manejo de cuencas. San Salvador, SV, 107.

131

Zevallos, M. (2015). PARA EL BALNEARIO TURÍSTICO COCALMAYO , UBICADO EN LA

URUBAMBA Marcia Zevallos-Loaiza.

132

CAPÍTULO VII

ANEXOS

133

A. Formato de los instrumentos de recolección de data de descargas (Anexo 01)

Tabla Formato A. Descripción de data de descargas medias mensuales.

DESCARGAS MEDIAS MENSUALES DEL RIO MOCHE

(m³/s)

ESTACION: QUIRIHUAC Norte: 9,106,094 m PERIODO:

1950-2017 Altitud: 196 m.s.n.m. Este: 734,385 m

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

1950 1951 1952 1953 1954

Hasta 2017

MEDIA

D.S

C.VARIAC.

MAXIMO

MINIMO


B. Formato del instrumento de recolección de data topográfica. (Anexo 02)

Tabla Formato B Descripción de recojo de data topográfica

DATA TOPOGRAFICA DEL RIO MOCHE TRAMO PUENTE MOCHE HASTA 3.5KM AGUAS ABAJO

UBICACIÓN: PROVINCIA DE TRUJILLO, DISTRITO DE MOCHE

PROFESIONAL: DEYBI RODRIGUEZ ORBEGOSO

PUNTO ESTE NORTE COTA DESCRIPCIÓN

01

02

03

…


134

C. Planilla De Registro De Caudales Instantáneos (Anexo 3)

Tabla Formato C Data de Descargas Hidráulicas DESCARGAS HIDRAULICAS DEL RIO MOCHE - MES DE MARZO

DIA 06:00h 12:00 h 18:00 h Promedio

1 9.60 9.20 8.50 9.10

2 10.50 9.70 9.20 9.80

3 9.80 9.60 9.60 9.67

4 10.50 10.00 10.00 10.17

5 10.80 10.80 10.80 10.80

6 10.80 10.80 10.80 10.80

7 14.20 15.60 12.50 14.10

8 15.20 14.20 12.50 13.97

9 14.20 13.50 58.50 28.73

10 73.20 66.70 75.20 71.70

11 90.30 66.70 76.40 77.80

12 88.80 66.70 73.90 76.47

13 81.70 65.40 67.50 71.53

14 161.60 130.50 161.60 151.23

15 120.00 120.00 120.00 120.00

16 159.60 120.00 102.90 127.50

17 102.90 80.20 102.90 95.33

18 80.20 60.90 324.10 155.07

19 80.20 111.20 370.00 187.13

20 87.30 87.30 102.00 92.20

21 94.90 80.20 80.20 85.10

22 80.20 66.90 138.90 95.33

23 102.90 87.30 87.30 92.50

24 94.90 84.40 87.30 88.87

25 76.00 66.90 73.40 72.10

26 73.40 70.70 65.70 69.93

27 182.00 102.90 149.00 144.63

28 120.00 87.30 73.40 93.57

29 60.90 111.20 73.40 81.83

30 102.90 87.30 94.90 95.03

31 102.90 90.30 87.30 93.50 9.60 9.20 8.50

Data que se midió en la estación meteorológica de Quirihuac

Fuente: Autoridad Nacional del Agua (ANA)

135

D. Panel fotográfico en el río Moche (Anexo 3’)

Figura D.1. Visita al rio moche a recabar data topográfica y reconocimiento del

terreno para la investigación.

136

E. Imagen de curvas de nivel dentro del cauce del rio Moche y Zona Critica (Anexo 04)

Figura E.1. Faja marginal del cauce del rio moche abrazada por sus curvas de nivel en el tramo en

estudio y las zonas a intervenir

137

F. Curvas de nivel según el levantamiento topográfico proyectado aguas arriba y aguas abajo a partir del puente moche.

(anexo 05)

Figura. F.1. Características de la parte baja del rio con curvas de nivel cada 2m

Fuente: Elaboración propia con el Civil 3D

138

Figura. F.2. Características de la parte baja del rio con curvas de nivel real

Fuente: Elaboración propia con ayuda de ArcGis

139

G. Replanteo De Planos En Perfil. (Anexo 06)

Figura. G.1. Perfil Longitudinal Del Km 00 Al Km 01

Figura G.2. Perfil Longitudinal Del Km 02 Al Km 03

140

Figura G.03. Perfil Transversal en la progresiva km 0+000.00

Figura G.04. Perfil Transversal en la progresiva km 2+600.00

141

H. Data de descargas medias mensuales en la estación Quirihuac.

(Anexo 07)

Tabla H.01. Data de descargas medias mensuales del río Moche.

Fuente: Elaborado por Autoridad Nacional del Agua (ANA)

ESTACION: QUIRIHUAC Norte: m

Altitud : 196 m.s.n.m. Este: m

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

1950 0.51 6.13 4.96 10.02 1.05 0.63 0.38 0.18 0.10 0.32 0.85 4.85

1951 2.59 12.92 10.51 12.57 1.89 0.52 0.21 0.05 0.00 3.99 4.10 11.54

1952 16.78 15.30 56.10 47.39 6.18 2.25 0.69 0.25 0.00 0.15 0.04 2.58

1953 14.26 49.86 42.55 39.89 9.04 2.37 1.05 0.52 0.87 0.72 4.43 5.51

1954 16.86 8.30 48.38 11.62 4.52 1.46 0.52 0.29 0.24 3.75 5.69 1.17

1955 6.07 34.89 28.71 11.68 5.89 3.30 0.68 0.26 0.58 1.84 1.10 2.33

1956 10.50 35.86 70.17 44.08 7.95 2.05 0.68 0.36 0.30 3.43 0.51 0.19

1957 1.14 20.76 54.88 67.23 11.18 2.19 0.83 0.30 0.51 0.39 1.35 1.48

1958 6.14 9.43 35.08 14.44 4.76 1.26 0.41 0.27 0.12 0.96 0.15 0.23

1959 0.12 5.46 24.78 48.98 13.66 1.93 0.82 0.31 0.37 1.77 2.18 6.03

1960 7.73 18.06 30.75 15.83 3.91 0.90 0.33 0.22 0.48 0.76 0.66 1.11

1961 9.26 5.09 18.34 16.09 7.59 2.23 0.50 0.15 0.09 0.18 1.00 3.19

1962 15.65 31.86 68.24 52.63 7.43 2.32 0.76 0.37 0.25 0.26 1.07 0.28

1963 0.42 0.64 24.63 28.43 6.58 0.80 0.35 0.18 0.07 0.27 1.46 7.24

1964 9.82 16.55 38.83 59.12 10.80 1.89 1.02 0.84 0.68 2.58 6.69 0.86

1965 1.70 3.40 37.09 20.59 6.82 1.33 0.58 0.32 0.44 1.66 3.37 3.02

1966 30.30 10.21 11.52 9.95 5.95 0.89 0.38 0.19 0.19 3.00 3.95 0.85

1967 22.05 95.27 49.42 13.09 5.94 1.43 0.81 0.35 0.23 3.42 1.21 0.74

1968 0.69 1.11 7.76 4.80 0.51 0.24 0.13 0.11 0.24 2.16 1.58 0.82

1969 0.62 4.63 27.65 29.96 3.80 1.89 0.45 0.17 0.13 0.78 3.70 12.64

1970 28.18 4.30 7.99 24.12 18.06 3.52 0.96 0.59 0.87 3.89 5.79 10.43

1971 4.70 10.10 54.59 29.14 5.48 1.99 1.09 1.06 1.29 3.99 2.35 4.71

1972 9.78 8.99 46.13 26.05 6.49 3.19 1.01 0.59 0.35 0.62 0.91 4.82

1973 15.57 8.60 28.25 60.87 32.75 5.62 3.93 1.48 1.97 4.34 6.11 5.18

1974 10.49 16.50 15.52 12.35 3.69 1.60 0.92 0.39 0.45 2.16 0.87 1.08

1975 7.55 17.89 59.95 30.77 9.27 4.13 1.20 0.90 3.44 8.65 4.62 0.99

1976 5.64 10.19 29.05 13.61 6.27 3.26 0.85 0.44 0.38 0.20 0.16 0.38

1977 8.75 53.55 23.01 11.26 3.57 1.38 0.68 0.54 0.33 0.40 0.32 1.97

1978 0.64 1.14 2.27 4.41 5.33 0.50 0.15 0.07 0.24 0.17 0.72 0.63

1979 1.63 7.16 23.85 9.87 3.05 1.04 0.25 0.16 0.35 0.19 0.16 0.13

1980 0.18 0.21 1.16 2.69 0.29 0.10 0.07 0.06 0.03 3.04 5.96 23.82

1981 2.40 41.92 27.91 7.52 2.49 0.61 0.38 0.22 0.13 0.98 2.48 7.87

1982 2.47 8.41 4.72 11.77 4.14 0.97 0.40 0.28 0.13 2.17 3.22 10.28

1983 23.47 9.45 55.29 49.06 16.83 8.74 1.99 0.95 0.87 1.60 1.02 6.40

1984 3.04 42.12 26.59 9.02 12.03 6.71 2.54 1.27 0.93 1.74 3.13 6.69

1985 2.86 3.38 6.97 7.47 3.21 1.09 0.34 0.24 1.27 1.12 0.33 1.49

1986 13.84 7.77 8.65 23.29 6.72 1.18 0.43 0.25 0.28 0.33 1.26 4.04

1987 19.23 21.40 9.96 11.72 5.79 0.80 0.51 0.37 0.27 0.28 1.67 1.03

1988 9.46 18.21 9.21 24.39 11.76 2.83 0.88 0.29 0.19 1.42 3.21 1.87

1989 10.95 27.19 22.02 27.34 7.88 1.25 0.66 0.45 0.38 6.01 2.41 0.53

1990 0.46 3.48 5.40 2.34 1.33 0.62 0.23 0.12 0.11 1.40 6.96 4.83

1991 1.56 4.45 12.09 7.36 6.34 0.90 0.37 0.21 0.10 0.24 0.88 1.15

1992 1.85 0.57 7.10 9.93 4.96 1.04 0.16 0.09 0.06 0.10 0.13 0.05

1993 0.71 15.54 28.28 26.51 12.75 3.46 1.10 0.54 0.76 3.77 12.26 7.63

1994 19.24 33.09 26.76 25.48 14.51 5.52 2.95 1.05 0.90 0.35 1.37 4.33

1995 3.76 6.20 7.68 11.27 4.51 1.87 0.91 0.63 0.20 0.86 4.05 4.23

1996 8.05 19.81 20.73 19.31 9.64 3.78 1.45 0.41 0.23 1.03 1.91 0.26

1997 0.24 6.24 4.33 3.33 2.77 0.33 0.17 0.11 0.11 0.10 2.14 33.98

1998 63.56 121.15 213.07 61.27 31.73 7.36 3.62 2.01 2.58 2.02 1.89 0.87

1999 7.44 66.74 16.00 23.09 24.69 7.41 4.23 1.64 3.46 7.34 3.55 6.93

2000 4.90 19.98 36.44 44.39 28.23 6.07 4.55 2.35 1.67 2.21 0.56 3.94

2001 23.26 29.84 84.52 55.82 11.83 7.00 2.62 1.92 2.80 2.92 10.78 8.61

2002 4.47 10.18 36.57 33.76 6.09 4.35 2.32 0.95 0.49 1.74 5.86 7.55

2003 6.02 12.24 14.32 15.49 6.09 2.22 0.71 0.45 0.20 0.16 0.13 1.20

2004 0.86 7.95 12.16 7.22 2.59 0.61 0.10 0.07 0.06 2.02 6.22 10.43

2005 4.91 5.32 19.18 14.24 1.53 0.21 0.08 0.08 0.06 0.06 0.06 0.53

2006 1.76 28.89 36.22 23.97 2.24 0.84 0.12 0.10 0.08 0.08 0.50 5.75

2007 12.01 12.00 19.44 28.60 10.03 0.89 0.16 0.11 0.09 0.23 2.86 1.30

2008 5.53 9.97 28.19 28.42 10.09 2.28 0.49 0.20 0.12 2.56 7.25 1.22

2009 15.64 29.43 39.78 32.27 9.32 2.25 0.78 0.19 0.15 1.58 7.07 13.24

2010 0.60 11.85 16.62 18.65 11.10 0.82 0.27 0.17 0.30 0.13 0.21 0.60

2011 5.58 3.93 6.71 33.64 3.99 0.12 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 4.72

2013 3.78 11.17 64.07 11.64 3.39 0.97 0.22 0.11 0.10 0.59 0.30 2.26

2014 4.49 5.37 20.82 20.06 18.93 1.58 0.21 43.38 39.40 64.00 107.78 90.22

2015 24.80 22.22 61.78 30.39 6.74 2.30 0.11 0.05 0.05 0.08 1.87 7.74

2016 5.36 16.03 19.01 16.73 1.57 0.22 0.04 0.02 0.02 0.02 0.04 0.00

2017 2.03 12.40 75.98 32.34 13.93 2.84 0.69 0.55 0.45 0.51 0.46 1.75

MEDIA 8.76 18.36 31.14 23.77 8.23 2.24 0.89 1.10 1.11 2.57 4.16 5.77

D.S 10.17 21.06 30.23 16.25 6.85 2.00 1.02 5.27 4.81 7.82 13.12 11.87

C.VARIAC. 1.16 1.15 0.97 0.68 0.83 0.89 1.15 4.78 4.31 3.05 3.15 2.06

MAXIMO 63.56 121.15 213.07 67.23 32.75 8.74 4.55 43.38 39.40 64.00 107.78 90.22

MINIMO 0.12 0.21 1.16 2.34 0.29 0.10 0.04 0.02 0.00 0.02 0.04 0.00

DESCARGAS MEDIAS MENSUALES DEL RIO MOCHE

( m³/s )

9,106,094

734,385PERIODO: 1950-2017

142

I. Procedimiento De Análisis De Caudales Máximos Diarios De La Estación Quirihuac.

(Anexo 08)

Tabla I.01. Análisis de Caudales máximos Diarios.

Caudales Máximos diarios de la Estación Quiriuach - Río Moche

ID Año Anual (m3/s)

X < lmax Observación

01 1950 56.00 56.00

02 1951 48.26 48.26

03 1952 170.17 170.17

04 1953 94.33 94.33

05 1954 93.26 93.26

06 1955 132.75 132.75

07 1956 212.88 212.88

08 1957 197.93 197.93

09 1958 88.33 88.33

10 1959 117.50 117.50

11 1960 198.63 198.63

12 1961 43.92 43.92

13 1962 180.31 180.31

14 1963 117.57 117.57

15 1964 119.19 119.19

16 1965 78.40 78.40

17 1966 58.45 58.45

18 1967 336.6 Extraordinario

19 1968 23.42 23.42

20 1969 91.81 91.81

21 1970 96.10 96.10

22 1971 117.63 117.63

23 1972 138.25 138.25

24 1973 152.96 152.96

25 1974 50.29 50.29

26 1975 170.88 170.88

27 1976 112.85 112.85

28 1977 201.52 201.52

29 1978 24.00 24.00

30 1979 54.88 54.88

31 1980 56.00 56.00

32 1981 160.00 160.00

143

33 1982 90.00 90.00

34 1983 280.00 280.00

35 1984 152.00 152.00

36 1985 20.80 20.80

37 1986 72.00 72.00

38 1987 64.00 64.00

39 1988 98.53 98.53

40 1989 40.00 40.00

41 1990 22.64 22.64

42 1991 41.50 41.50

43 1992 26.06 26.06

44 1993 66.97 66.97

45 1994 204.80 204.80

46 1995 23.84 23.84

47 1996 64.00 64.00

48 1997 200.00 200.00

49 1998 1000.00 Extraordinario

50 1999 240.36 240.36

51 2000 71.02 71.02

52 2001 150.00 150.00

53 2002 109.46 109.46

54 2003 42.51 42.51

55 2004 39.41 39.41

56 2005 38.96 38.96

57 2006 46.60 46.60

58 2007 47.26 47.26

59 2008 53.72 53.72

60 2009 61.01 61.01

61 2010 43.97 43.97

62 2011 61.00 61.00

63 2013 125.00 125.00

64 2014 65.13 65.13

65 2015 203.33 203.33

66 2016 43.30 43.30

67 2017 187.13 187.13


144

Tabla I.02. Análisis de los parámetros de los caudales

N° Descripción Valor

1 Mínimo 20.80

2 Q1 49.27

3 Q2 90.00

4 Q3 152.48

5 IQR 103.21

6 lmax (Q3 + 1.5*IQR) 307.3 Valores mayores son caudales extraordinarios.

7 Umbral máximo 280.00


La estimación de descargas máximas instantáneas se realiza a partir de la relación de Fuller

Donde:

Siendo:

Abrev Descripción

Qi: Caudal máximo instantáneo en m3/s

Qd: Caudal máximo diario en m3/s

A: Área de la cuenca km2

a (*) 2.66

b (*) 0.30

Datos:

Área 2115.41

Pendiente 0.10

C 1.27

145

Qextraordinario >307m3/s

Nombre Caudal Máximo

Diario Caudal Máximo

Instantáneo

TR 50 337.57 427.86

GAMMA TR 5 147.50 187

GAMMA TR 29 242.00 307

GAMMA T50 270.00 342

GAMMA TR100 304.00 385

146

147

148

Ing. José Luis Serrano Hernández

Código CIP: 54464

JURADO

PRESIDENTE

Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

Código CIP: 107619

JURADO

SECRETARIO

Ing. Josualdo Carlos Villar Quiroz

Código CIP: 106997

JURADO

ASESOR

Documents

tesis para obtener el título profesional de ingeniero civil