Estudio Hidrologico_Presa Laguna Yanacocha

EXPEDIENTE TECNICO: “RECONSTRUCCIÓN DE LA REPRESA EN LA LAGUNA DE YANACOCHA DE LA LOCALIDAD DE VILLA DE PASCO, DISTRITO DE FUNDICION DE TINYAHUARCO, PROVINCIA DE PASCO – PASCO”

PROYECTO “REPRESAMIENTO DE LA LAGUNA YANACOCHA”

DISTRITO DE TINYAHUARCO, PROVINCIA DE PASCODEPARTAMENTO DE PASCO

ESTUDIO HIDROLOGICO

Lima, Junio 2011

1.01.0 GENERALIDADESGENERALIDADES

ESTUDIO HIDROLOGICO ESTUDIO HIDROLOGICO


1.11.1 IntroducciónIntroducciónEl afianzamiento del riego en la agricultura es un aspecto prioritario cuyo desarrollo sostenible se ve limitado por la escasez de agua y de tierras regables. Sin embargo, existe la posibilidad de incrementar en forma importante la producción agrícola si se utilizan el agua y la infraestructura disponibles, mediante una mejor operación de los sistemas de conducción, modernización de la infraestructura, un mejor mantenimiento y prácticas agrícolas más adecuadas y manejo adecuado de los recursos hídricos disponibles.

En este contexto, el presente trabajo está orientado a la elaboración del estudio hidrológico con fines de almacenamiento de las aguas que discurren por la quebrada Yanacocha, hacia la Laguna del mismo nombre y es la principal fuente de abastecimiento de agua para la localidad de Villa de Pasco, el cual es utilizado tanto para las actividades agropecuarias como para el consumo humano.

1.21.2 ObjetivosObjetivosEl objetivo del presente estudio consiste en evaluar el potencial de los recursos hídricos de la microcuenca Yanacocha, donde se encuentra emplazada la obra de almacenamiento de agua con fines agrícolas y uso poblacional (aguas abajo del vaso de la laguna Yanacocha).

Para tal efecto se desarrollaron trabajos de campo y de gabinete referido a:

Determinación de las características físicas y climáticas de la microcuenca.

Análisis del comportamiento de las variables hidrológicas Determinación de la disponibilidad hídrica de la microcuenca. Determinación de la demanda agrícola Análisis de agua con fines de riego Determinación del volumen de almacenamiento y la altura de

presa proyectada

2.02.0 METODOLOGIA E INFORMACION BASICAMETODOLOGIA E INFORMACION BASICA

2.12.1 MetodologíaMetodologíaLa metodología empleada para la elaboración del presente estudio comprende las siguientes fases:

Fase 1: Recopilación de Información Disponible y Análisis BibliográficoComprende el acopio de información de trabajos similares a nivel nacional y regional, así como el material cartográfico, imágenes satelitales, datos meteorológicos e hidrológicos, entre otros. El análisis bibliográfico ha consistido en la consulta y revisión de distintas referencias bibliográficas, relacionadas con el desarrollo del presente estudio.

Fase 2: Trabajo de CampoEn esta etapa se han realizado mediciones de caudal y toma de muestra de agua del cauce principal de la laguna. La observación y reconocimiento de campo nos ha permitido un entendimiento cabal del de la geomorfología y funcionamiento hídrico de la microcuenca, con la finalidad de:

Conocer el comportamiento hidrológico o funcionamiento de la microcuenca como un sistema natural de suma de recursos hídricos.



Conocer la caracterización de la microcuenca según sus parámetros geomorfológicos, que junto a la observación de su cobertura vegetal y suelos en general, ha conllevado a la validación de diferentes parámetros como el coeficiente de escorrentía.

Realizar mediciones de caudal de la quebrada principal y tomar muestra para la determinación de la calidad del agua.

Fase 3: Trabajo de Laboratorio:Comprende el análisis del agua con fines de riego, principalmente, y otros usos. Los análisis se realizaron de acuerdo a las normas establecidas e interpretadas en base a directrices reconocidas nacional e internacionalmente.

Fase 4: Trabajo de Gabinete:Comprende el procesamiento de datos de campo y de toda la información técnica, para determinar la disponibilidad hídrica, la demanda agrícola y poblacional y el volumen de embalse requerido para satisfacer estas demandas.

2.22.2 Información BásicaInformación BásicaLa información básica que se utilizo para el análisis hidrológico proviene de registros de estaciones meteorológicas del SENAMHI y Cartas Nacionales del Instituto Nacional Geográfico Nacional (IGN).

Información Hidrometeorológica: La información básica hidrometeorológica utilizada en el trabajo está referido a:

Precipitación mensual y máxima en 24 horas de la estación meteorológica Cerro de Pasco.

Temperatura media mensual, humedad relativa media mensual, evaporación total mensual, dirección predominante y velocidad media mensual del viento de la estación climatológica Cerro de Pasco.

Información Cartográfica: La información cartográfica básica para el estudio, ha consistido en:

La información cartográfica empleada consiste de cartas nacionales a escala 1/100,000 (Cerro de Pasco 22-k), elaboradas por el Instituto Geográfico Nacional – IGN y planos topográficos a escala 1/25,000 obtenidos del Proyecto Especial de Titulación de Tierras - PETT, del Ministerio de Agricultura. Para un mejor manejo de esta información cartográfica, ha sido digitalizada como un Sistema de Información Geográfico (SIG), con asistencia del programa de cómputo ARCGIS.

Levantamiento Topográfico de la zona del vaso del embalse, escala 1:1,000, con curvas de nivel cada 1m.

3.03.0 DESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIODESCRIPCION DEL AREA DE ESTUDIO

3.13.1 Ubicación Hidrográfica, Geográfica y PolíticaUbicación Hidrográfica, Geográfica y Política

Ubicación HidrográficaCuenca : Río San JuanSub-Cuenca : Río OcshapampaMicro-Cuenca : Quebrada YanacochaUbicación Geográfica



Latitud Sur : 10º 46’ 24” - 10º 43’ 17”Longitud Oeste : 76º 13’ 40” - 76º 11’ 18”Variación Altitudinal : 4,246 - 4,500 msnm.Ubicación PolíticaRegión: PascoDepartamento: PascoProvincia : PascoDistrito : Tinyahuarco

Figura Nº 01: Imagen Satelital de la Ubicación del Proyecto


Fig. Nº 02Fig. Nº 02: Ubicación Política del : Ubicación Política del ProyectoProyecto


3.23.2 Vías de AccesoVías de AccesoEl acceso por vía terrestre desde la ciudad de Lima al área del proyecto es a través de la carretera central y la carretera Oroya-Pasco la cuales son vías asfaltadas, hasta llegar a la localidad de Villa de Pasco y de esta hasta la laguna Yanacocha mediante una trocha carrozable de aproximadamente 10 Km. El tiempo estimado en que se llega desde la ciudad de Pasco hasta el área del proyecto es de 45 minutos.

4.04.0 CARACTERISTICAS FISICAS Y CLIMATOLOGICAS DELCARACTERISTICAS FISICAS Y CLIMATOLOGICAS DEL PROYECTOPROYECTO



Las características físicas y funcionales de una cuenca hidrográfica pueden ser definidas como los diversos factores que determinan la naturaleza de la descarga del curso de agua. El conocimiento de estas características, para la microcuenca en estudio, son muy importantes por las siguientes razones:

a) Para establecer comparaciones con otras cuencas o microcuencas hidrográficas.b) Para interpretar de forma clara los fenómenos pasados.c) Para efectuar previsiones de descarga de las quebradas.

Estos factores, que determinan la naturaleza de descarga de los ríos, pueden ser agrupados en factores que dependen de las características físicas y de uso de la cuenca hidrográfica o factores fisiográficos y factores que dependen del clima, factores climáticos.

4.14.1 Características FisiográficasCaracterísticas FisiográficasLas características fisiográficas de las subcuencas pueden ser explicadas a partir de ciertos parámetros o constantes que se obtienen del procesamiento de la información cartográfica y conocimiento de la topografía de la zona de estudio.

4.1.14.1.1 Limite de la MicrocuencaLimite de la MicrocuencaEl límite de una cuenca está definido por una línea formada por los puntos de mayor nivel topográfico, llamada divisoria (divortio aquarum), que divide las precipitaciones que caen en cuencas vecinas y que encamina la escorrentía superficial resultante para el cauce o quebrada principal. La divisoria sigue una línea rígida alrededor de la Microcuenca, atravesando el curso de agua solamente en el punto de salida y uniendo los puntos de cota máxima entre cuencas o microcuencas, lo que no impide que en el interior de la microcuenca existan picos aislados con cotas superiores a algunos puntos de la divisoria (Ver Anexo 06). 4.1.24.1.2 Área de la MicrocuencaÁrea de la MicrocuencaEl área de la microcuenca o área de drenaje es el área plana (proyección horizontal) comprendido dentro del límite o divisoria de aguas. El área de la Microcuenca es el elemento básico para el cálculo de las otras características físicas y se ha expresado en km2. Es importante mencionar que microcuencas hidrográficas con la misma área pueden tener comportamientos hidrológicos completamente distintos en función de los otros factores que intervienen. La microcuenca en estudio tiene un área de drenaje de 14.04 Km2.

4.1.34.1.3 Forma de la MicrocuencaForma de la MicrocuencaLa forma superficial de una cuenca hidrográfica es importante debido a que influye en el valor del tiempo de concentración, definido como el tiempo necesario para que toda la cuenca contribuya al flujo en la sección en estudio, a partir del inicio de la lluvia o, en otras palabras, tiempo que tarda el agua, desde los límites de la cuenca, para llegar a la salida de la misma.

Existen varios índices utilizados para determinar la forma de las cuencas, buscando relacionarlas con formas geométricas conocidas; así el coeficiente de compacidad la relaciona con un círculo y el factor de forma con un rectángulo.

Factor de FormaFactor de FormaEl factor de forma (Kf) es la relación entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud axial de la cuenca (L) se mide



siguiendo el curso del agua más largo desde la desembocadura hasta

la cabecera más distante en la cuenca. El ancho medio ( ) se obtiene dividiendo el área de la cuenca por la longitud de la cuenca:

.Donde:Kf= factor de formaA=área de la cuenca (Km2)L= Longitud de max. Recorrido de la cuenca (Km)

El factor de forma constituye otro índice indicativo de la mayor o menor tendencia de avenidas en la microcuenca. Una cuenca con un factor de forma bajo está menos sujeta a inundaciones que otra del mismo tamaño pero con mayor factor de forma. Esto se debe al hecho de que en una cuenca estrecha y larga, con factor de forma bajo, hay menos posibilidad de ocurrencia de lluvias intensas cubriendo simultáneamente toda su extensión; y también la contribución de los tributarios alcanza el curso de agua principal en varios puntos a lo largo del mismo, alejándose, por lo tanto, de la condición ideal de la cuenca circular donde la concentración de todo el flujo de la cuenca se da en un solo punto. El factor de forma de la microcuenca en estudio se ha estimado en 0.46.

Coeficiente de CompacidadCoeficiente de CompacidadConocida también como el índice de Gravelius (Kc), Parámetro adimensional que relaciona el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área que el de la cuenca. Este parámetro, al igual que el anterior, describe la geometría de la cuenca y está estrechamente relacionado con el tiempo de concentración del sistema hidrológico.Las cuencas redondeadas tienen tiempos de concentración cortos con gastos pico muy fuertes y recesiones rápidas, mientras que las alargadas tienen gastos pico más atenuados y recesiones más prolongadas.

Donde: Kc=coeficiente de compacidadP=perímetro de la cuenca (Km)A= área de la cuenca (Km2)

Podría mencionarse que un factor de forma alto o un coeficiente de compacidad cercana a 1 (cuenca circular), describe una cuenca que tiene una respuesta de cuenca rápida y empinada. Contrariamente, un factor de forma bajo o un coeficiente de compacidad mucho mayor que 1 describe una cuenca con una respuesta de escorrentía retardado. Sin embargo muchos otros factores, incluyendo el relieve de la cuenca, cobertura vegetativa, y densidad de drenaje son usualmente más importantes que la forma de la cuenca, con sus efectos combinados que no son fácilmente percibidos.

En el presente estudio, el coeficiente de compacidad de 1.25 indica que la microcuenca se asemeja a la forma circular y por lo tanto los tiempos de concentración de los diferentes puntos de la microcuenca



son similares que conlleva a una mayor posibilidad de que se presenten caudales picos.

4.1.44.1.4 Relieve de la MicrocuencaRelieve de la MicrocuencaEl relieve de la cuenca hidrográfica tiene gran influencia sobre los factores meteorológicos e hidrológicos, pues la velocidad de la escorrentía superficial es determinada por la pendiente de la cuenca, mientras que la temperatura, la precipitación, la evaporación y otras variables meteorológicas son funciones de la altitud de la cuenca. Es muy importante, por lo tanto, la determinación de las curvas características del relieve de la Microcuenca en estudio.

Elevación Media de la CuencaElevación Media de la CuencaLa variación de la altitud y la elevación media de una cuenca son importantes por la influencia que ejercen sobre la precipitación, sobre las pérdidas de agua por evaporación y transpiración y, consecuentemente, sobre el caudal medio. Variaciones grandes de altitud conllevan diferencias significativas en la precipitación y la temperatura media, la cual, a su vez, causan variaciones en la evapotranspiración. Para su cálculo se ha utilizado la siguiente ecuación:

Donde:E= es la elevación mediae=elevación media entre dos curvas de nivel consecutivoa=área entre las curvas de nivel (Km2)A= área total de la cuenca (Km2)

4225 - 4250 4237.5 0.52 2209.415

4250 - 4275 4262.5 0.50 2121.573

4275 - 4300 4287.5 1.90 8146.250

4300 - 4325 4312.5 1.43 6131.125

4325 - 4350 4337.5 1.79 7698.518

4350 - 4375 4362.5 1.43 6195.056

4375 - 4400 4387.5 1.74 7592.087

4400 - 4425 4412.5 1.20 5257.347

4425 - 4450 4437.5 1.10 4836.069

4450 - 4475 4462.5 1.02 4573.100

4475 - 4500 4487.5 0.56 2514.593

4500 - 4525 4512.5 0.61 2733.310

4525 4550 4537.5 0.25 1150.194

Cota (m.s.n.m) e*aCota media (e)

(m.s.n.m)area (a)

(Km2)

Los resultados indican que la altitud media de la microcuenca es de 4356 msnm.

Pendiente de la CuencaPendiente de la Cuenca



Es el promedio de las pendientes de la cuenca, es un parámetro muy importante que determina el tiempo de concentración y su influencia en las máximas crecidas y en el potencial de degradación de la cuenca, sobre todo en terrenos desprotegidos de cobertura vegetal. Existen variadas metodologías, tanto gráficas como analíticas, que permiten estimar la pendiente de la cuenca. Dentro de las metodologías gráficas, la más recomendada por su grado de aproximación es el Método de HORTON y dentro de las analíticas la que se expresa mediante la siguiente ecuación:

Donde:Sc = Pendiente de la cuencaC = Equidistancia entre curvas de nivel (Km.)A = Área de la cuenca (Km2)li = Longitud de cada curva de nivel (Km)

Pendiente del Cauce PrincipalPendiente del Cauce PrincipalEs el promedio de las pendientes del cauce principal. El agua de lluvia se concentra en los lechos fluviales después de escurrir por la superficie de la microcuenca en dirección a la desembocadura o salida. La pendiente del curso de agua influye en los valores de descarga de un río de forma significativa, pues la velocidad con que la contribución de la cabecera alcanza la salida depende de la pendiente de los canales fluviales. Así, cuanto mayor la pendiente, mayor será la velocidad de flujo y más pronunciados y estrechos los hidrogramas de avenidas. Este parámetro también se relaciona directamente con la magnitud del socavamiento o erosión en profundidad y con la capacidad de transporte de sedimentos en suspensión y de arrastre. Dependiendo de la pendiente, existirán tramos críticos de erosión y tramos críticos de sedimentación, los primeros relacionados con las mayores pendientes y la segunda con las mínimas.

La metodología más recomendada para determinar la pendiente promedio del cauce principal está basada en el uso del perfil longitudinal y mediante la expresión siguiente:

Donde:So = Pendiente del cauce principalli = Longitud de cada tramo de pendiente Si (Km) n = Número de tramos de similar pendienteEn general, la pendiente del cauce principal es mucho menor que la pendiente de la cuenca.

4.1.54.1.5 Sistema de DrenajeSistema de DrenajeEl sistema de drenaje de la Microcuenca están constituidos por el cauce principal y sus tributarios; el estudio de sus ramificaciones y el desarrollo del sistema es importante, pues indica la mayor o la menor velocidad con que el agua deja la cuenca hidrográfica.



Longitud de máximo recorrido Longitud de máximo recorrido Es la medida de la mayor trayectoria de las partículas del flujo comprendida entre el punto más bajo del colector común, conocido como punto emisor, y el punto más alto o inicio del recorrido sobre la línea de divortio aquarum. Este parámetro tiene relación directa con el tiempo de concentración de la cuenca, el mismo que depende de la geometría de la cuenca, de la pendiente del recorrido y de la cobertura vegetal.

La microcuenca de estudio tiene una longitud de máximo recorrido de 5.52 Km.

Tipos de CorrientesTipos de CorrientesUna manera comúnmente usada para clasificar los cursos de agua es tomar como base la permanencia del flujo con lo que se determina tres tipos:

(1) Perennes, que contienen agua durante todo el tiempo. (2) Intermitentes, en general, escurren durante las estaciones lluviosas y secan durante el período de estiaje.(3) Efímeros, que existen apenas durante o inmediatamente después de los períodos de precipitación.

Densidad de DrenajeDensidad de DrenajeUna buena indicación del grado de desarrollo del sistema de drenaje, de la microcuenca, está dada por el índice llamado densidad de drenaje Dd. Una densidad de drenaje alta refleja una respuesta de escorrentía rápida y empinada, mientras que una densidad de drenaje baja es característica de una escorrentía tardía.Este índice está expresado por la relación entre la longitud total, (L), de los cursos de agua (sean estas efímeras, intermitentes o perennes) de la microcuenca y el área total (A):

Para el presente estudio el valor de densidad de drenaje es 0.64, que da una indicación de la baja eficiencia de drenaje de la microcuenca.

En el cuadro Nº 01 se presenta los valores de las características fisiográficas de la microcuenca Yanacocha.

Cuadro Nº 01: Características Fisiográficas de la Microcuenca Yanacocha



Area A 14.04 Km2

Longitud max. Recorrido L 5.52 Km

Coef. De forma Kf 0.46

Perímetro P 16.58 Km

Coef. De compacidad Kc 1.25

Dist entre curvas C 0.025 Km

Pendiente de la cuenca Sc 0.20

Sumatoria long. De curva li 112.34 Km

Cota maxima 4475.00 m.s.n.m

Altitud media E 4356.00 m.s.n.m

Cota minima 4247.00 m.s.n.m

Pendiente del cauce principal So 0.04

Longitud total red drenaje Lt 8.94 Km

Densidad de drenaje Dd 0.64

DESCRIPCION SIMBOLO UnidadValores

4.24.2 Clima y MeteorologíaClima y MeteorologíaEl clima, definido como los procesos de intercambio de calor y humedad entre la tierra y la atmósfera a través de un largo período de tiempo, constituye un aspecto importante en el presente estudio.Los elementos de base utilizados en la evaluación del clima son los diversos elementos meteorológicos (temperatura, precipitación, evaporación, humedad relativa, vientos, entre otros), cuyos registros están a cargo del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI); y eventualmente las mismas empresas que instalan y operan sus estaciones climatológicas.Las características climáticas expresadas a través de sus diversos elementos, tienen marcadas diferencias en el tiempo y el espacio. Por esta razón es importante conocer la variación temporal de los parámetros, llegando de esta forma a determinar los meses de máximas, mínimas y meses de transición, si el período de análisis es un año. Si el período de análisis es mayor, se puede determinar los años húmedos, secos o promedios. Una representación numérica y/o gráfica facilita la comprensión de dicha variación.

4.2.14.2.1 Información DisponibleInformación DisponibleLa información básica para la caracterización del clima y la meteorología del área de estudio, proviene de registros de estaciones climáticas y pluviométricas a cargo del SENAMHI (Anexo 01). La estación que se encuentra cercana al área de estudio es la de Cerro de Pasco.En el Cuadro Nº 02 se presenta las principales características de la estación considerada para el análisis de la caracterización climática y meteorológica. Para la estación considerada se indica el nombre, tipo, coordenada geográfica, ubicación política y período de registro.

Cuadro Nº 02: Información Meteorológica de la Estación Cerro de Pasco



Latitud Longitud Distrito Provincia Departamento

Precipitacion Total Mensual 1975 - 2008

Temperatura 1993 - 2008

Humedad Relativa 2001 - 2008

Evaporacion 1955 - 1964

Velocidad del Viento 2001 - 2008

Altitud (msnm)

VariablesPeriodo de Registro

Cerro de Pasco

10°41' S 76°15' W Chaupimarca Pasco Pasco 4260

Estación Ubicación

4.2.24.2.2 PrecipitaciónPrecipitaciónEs una componente fundamental del ciclo hidrológico y se toma como el inicio de los análisis de las componentes. La precipitación al igual que la temperatura es un parámetro dependiente de la variación altitudinal.

La zona del proyecto, por encontrarse en la sierra central del país, tiene un régimen de precipitaciones estacional, en el que se esperan meses lluviosos (época de avenidas) a medida que se acerca el verano, y períodos prolongados de meses secos al concluir esta estación (época de estiaje).

Para la determinación de la precipitación total mensual y anual se ha hecho el análisis de los datos de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el Cuadro Nº 03.

Cuadro Nº 03: Precipitación Total Mensual y Anual (mm) - Estación Cerro de Pasco



AÑO ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL AGO. SET. OCT. NOV. DIC. TOTAL

1975 122.0 207.0 166.0 65.0 S/D 18.5 15.5 30.0 52.5 59.0 62.3 145.5 943.30

1976 S/D 41.8 S/D S/D 340.0 211.0 63.0 191.0 180.0 123.0 86.0 213.0 1,448.80

1977 256.0 276.0 223.0 76.0 57.0 17.0 14.0 95.0 50.0 90.0 180.0 72.0 1,406.00

1979 S/D 134.0 304.0 S/D 59.0 3.0 S/D S/D 88.0 97.0 209.0 152.0 1,046.00

1980 215.0 272.0 287.0 S/D 69.0 S/D 67.4 39.0 64.0 314.0 260.0 289.0 1,876.40

1981 381.0 543.0 231.0 171.0 40.0 26.0 6.0 159.0 94.0 250.0 438.0 230.0 2,569.00

1983 309.0 197.0 310.0 178.0 S/D 92.0 30.0 46.0 110.0 206.0 269.6 226.0 1,973.60

1984 252.0 434.0 272.0 102.0 42.0 55.0 31.0 57.0 68.0 132.0 220.0 90.0 1,755.00

1985 136.0 92.0 142.0 S/D 26.0 48.0 68.0 44.0 S/D 10.0 161.0 139.0 866.00

1986 261.0 202.0 200.0 85.0 69.0 24.0 15.0 119.0 174.0 222.0 234.0 262.4 1,867.40

1987 239.9 157.9 150.9 51.9 73.9 36.7 41.2 31.4 67.9 88.3 101.3 164.6 1,205.90

1988 232.2 153.1 122.7 140.8 33.7 7.2 0.0 12.6 46.8 210.6 165.2 241.7 1,366.60

1989 195.5 162.2 222.0 102.4 31.9 91.4 24.9 36.4 110.4 114.0 96.3 75.8 1,263.20

1990 60.2 157.1 129.0 69.1 52.5 74.3 7.3 12.6 97.1 102.7 172.7 179.1 1,113.70

1991 89.5 44.2 219.7 66.7 44.7 47.5 12.1 0.7 57.6 163.0 128.2 58.4 932.30

1992 100.0 78.1 106.0 76.0 8.5 29.9 3.2 48.5 60.8 93.2 S/D S/D 604.20

1993 S/D 140.5 170.7 139.9 64.9 1.9 12.0 41.9 53.6 218.1 254.1 207.4 1,305.00

1994 234.8 194.6 149.2 109.1 69.2 47.5 51.8 32.0 54.4 121.0 103.1 133.2 1,299.90

1995 109.0 109.1 196.7 72.2 40.2 6.2 7.4 0.6 48.4 88.4 129.1 105.9 913.20

1998 91.5 214.2 112.0 72.2 15.7 11.4 0.0 1.5 25.4 130.5 103.7 69.0 847.10

1999 135.6 176.8 146.3 68.9 32.5 21.6 5.9 3.3 87.4 70.7 116.6 124.0 989.60

2000 189.1 153.1 132.5 42.8 43.6 5.5 11.4 29.0 25.1 118.2 48.2 114.0 912.50

2001 178.9 142.9 160.0 52.7 62.0 5.7 32.4 13.3 34.5 97.8 88.9 163.6 1,032.70

2002 37.0 172.5 150.1 72.8 44.3 10.9 41.7 11.6 52.0 136.2 102.3 131.8 963.20

2003 124.2 125.6 174.7 114.0 39.2 26.2 5.0 20.2 50.7 24.8 98.4 141.9 944.90

2004 69.6 163.9 69.1 62.0 36.7 30.6 24.0 29.6 112.6 88.7 130.8 151.5 969.10

2005 93.6 138.4 159.2 53.3 12.2 6.8 7.8 20.3 32.2 79.7 85.9 85.3 774.70

2006 97.2 110.4 150.4 97.0 13.3 37.9 5.6 15.1 62.7 169.0 134.2 126.4 1,019.20

2007 92.8 76.4 183.9 80.5 63.9 0.0 17.1 5.4 30.4 88.0 101.1 97.4 836.90

2008 135.8 94.1 50.2 63.7 11.6 26.8 6.2 13.2 58.4 103.3 S/D S/D 563.30

MAXIMO 381.0 543.0 310.0 178.0 340.0 211.0 68.0 191.0 180.0 314.0 438.0 289.0 2569.0

PROMEDIO 164.39 172.13 175.53 87.88 53.45 35.19 21.62 39.97 70.65 126.97 152.86 149.64 1186.96

MINIMO 37.00 41.80 50.20 42.80 8.50 0.00 0.00 0.60 25.10 10.00 48.20 58.40 563.30

Figura Nº 03: Diagrama de Precipitación media mensual (mm)



PRECIPITACION MENSUALEstacion: Cerro de Pasco

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL AGO. SET. OCT. NOV. DIC.

MESES

Pp(mm)

P ROM MAX MIN

De la Figura Nº 03 se observa que la estación más lluviosa se da entre los meses de octubre a marzo y la estación seca o de estiaje se produce entre los meses de abril a setiembre. A nivel medio mensual se registran precipitaciones que van desde 21.62 mm (Julio) hasta 175.53 mm (Marzo). Así se tiene valores máximos que ascienden hasta 543.0 mm(Febrero) y valores mínimos que descienden hasta 0 mm a lo largo del año. El promedio anual es de 1186.96 mm.

4.2.34.2.3 TemperaturaTemperaturaEjercen influencia sobre la temperatura: La variación diurna, distribución latitudinal, variación estacional, tipos de superficie terrestre y la variación con la altura. A través de la primera parte de la atmósfera, llamada troposfera, la temperatura decrece normalmente con la altura.

Este decrecimiento de la temperatura con la altura recibe la denominación de Gradiente Vertical de Temperatura (G.V.T.), definido como un cociente entre la variación de la temperatura y la variación de altura, entre dos niveles. En la troposfera el G.V.T. medio es de aproximadamente 6,5° C / 1000 m.Para el análisis de la temperatura media mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el cuadro Nº 04 y Figura N° 04.



Cuadro Nº 04: Temperatura Media Mensual y Anual (ºC) – Estación Cerro de Pasco

AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC ANUAL

1993 S/D 5.2 4.2 4.7 4.8 4.7 4.2 3.9 4.1 3.7 4.8 5.1 4.49

1994 5.1 4.5 5.1 5 4.6 3.2 3.4 3.4 4.7 4.9 5.4 6.2 4.63

1995 5.6 5.9 5.6 5.8 5.3 5 5 5 5 5.8 5.7 5.6 5.44

1996 6.7 7.2 7.4 7.5 6.4 5.1 4.1 5.1 5.6 6.1 5.9 6 6.09

1999 5.6 5.3 5.4 5.1 5 4.6 3.6 4.1 4.5 4.7 5.7 5.5 4.93

2000 4.8 4.4 4.7 4.5 4.6 5.2 4 4.4 5.4 5.3 6 5.4 4.89

2001 5.1 5.6 5.6 5.1 5.3 3.6 4.1 3.3 4.8 6.1 6.2 6.2 5.08

2002 6.5 5.9 5.8 5.8 5.3 4.1 4.2 4.2 5.1 5.4 5.7 6 5.33

2003 6.5 6.1 5.5 5.9 5.5 4.9 4.1 4.2 5 5.9 5.9 5.8 5.44

2004 6.2 6.2 6.2 5.8 5.6 3.8 4.1 3.6 4.2 5.6 6.1 6.2 5.30

2005 6.4 6.5 6.2 6.2 5.9 5 4.4 4.5 5.6 6 6.1 5.9 5.73

2006 6.1 6.3 6 5.8 5.2 4.7 3.8 5 4.9 5.9 6 6.1 5.48

2007 6 5.6 5.1 5.2 5 4.2 3.8 4.6 4.3 5 5.3 5.4 4.96

2008 5.1 5 4.8 4.9 4.6 4.3 4 4.8 4.9 5.4 S/D S/D 4.78

MAXIMO 6.70 7.20 7.40 7.50 6.40 5.20 5.00 5.10 5.60 6.10 6.20 6.20 6.09

PROMEDIO 5.82 5.69 5.54 5.52 5.22 4.46 4.06 4.29 4.86 5.41 5.75 5.80 5.18

MINIMO 4.80 4.40 4.20 4.50 4.60 3.20 3.40 3.30 4.10 3.70 4.80 5.10 4.49

De la Figura Nº 04 se aprecia que las mayores temperaturas medias se presentan en los meses de diciembre a marzo, mientras que la estación más fría corresponde a los meses de junio a agosto, siendo el mes de julio el que presenta las menores temperaturas entre 4.06 °C, estas temperaturas bajas generan en las noches las heladas típicas del clima de la sierra.

Figura Nº 04: Diagrama de Temperatura media mensual (mm)



TEMPERATURA MENSUALEstacion: Cerro de Pasco

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

MESES

T(ºC)

P ROM MAX MIN

4.2.44.2.4 Humedad RelativaHumedad RelativaLa humedad relativa es la humedad que contiene una masa de aire, en relación con la máxima humedad absoluta que podría admitir sin producirse condensación, conservando las mismas condiciones de temperatura y presión atmosférica.Debido a que durante los meses de invierno se presentan cielos muy despejados, éste parámetro está fuertemente influenciado por la estacionalidad y es inversamente proporcional a la temperatura, presentando los valores más altos en los meses de Enero a Marzo, mientras que los valores mínimos ocurren en la época de estiaje.

Para el análisis de la humedad relativa promedio mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el Cuadro Nº 05 y Figura N° 05.

Cuadro Nº 05: Humedad Relativa Media Mensual y Anual (%) – Estación Cerro de Pasco


2001 88 88 87 84 84 83 84 83 84 83 85 83 84.7

2002 83 88 88 86 86 86 87 86 86 87 87 86 86.3

2003 86 87 88 88 87 85 86 86 85 83 83 87 85.9

2004 83 86 86 86 84 83 83 81 83 84 84 83 83.8

2005 82 84 86 85 83 82 80 80 82 84 83 85 83.0

2006 85 86 87 86 84 85 85 85 84 85 85 85 85.2

2007 76.8 75.1 79.4 77 72.9 71.3 72.3 70.6 75.6 75.4 74.6 74 74.6

2008 78.9 77.7 77.2 75.1 72.4 72 72.1 68.1 70.9 74.5 S/D S/D 73.9

MAXIMO 88.0 88.0 88.0 88.0 87.0 86.0 87.0 86.0 86.0 87.0 87.0 87.0 86.3

PROMEDIO 82.8 84.0 84.8 83.4 81.7 80.9 81.2 80.0 81.3 82.0 83.1 83.3 82.2

MINIMO 76.8 75.1 77.2 75.1 72.4 71.3 72.1 68.1 70.9 74.5 74.6 74.0 73.9



Figura Nº 05: Diagrama de Humedad Relativa media mensual (%)

HUMEDAD RELATIVA MENSUALEstacion: Cerro de Pasco

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00


MESES

H.R(%)

P ROM MAX MIN

De la Figura Nº 05 se tiene que los mayores porcentajes de humedad relativa se presentan en los meses de enero a marzo, debido a que se presentan en estos meses una radiación solar alta la cual evapora gran cantidad del agua precipitada y de escorrentía superficial lo que aumenta la cantidad de vapor de agua en el aire circundante. Los menores porcentajes de humedad relativa se presentan entre los meses de julio a setiembre.

4.2.54.2.5 EvaporaciónEvaporaciónEste proceso presenta dos aspectos: el físico y el fisiológico. El primero es el que se conoce mejor y tiene lugar en todos los puntos en que el agua está en contacto con el aire no saturado, sobre todo en las grandes superficies líquidas: mares, lagos, pantanos, estanques, charcas y ríos. Por su parte, la evaporación fisiológica también es importante y corresponde a la transpiración de los vegetales, la cual restituye a la atmósfera una gran cantidad de agua, que primero había sido absorbida.

Para el análisis de la evaporación total mensual se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en el Cuadro Nº 06 y Figura N° 06.

Cuadro Nº 06: Evaporación Media Mensual y Anual (mm) – Estación Cerro de Pasco




1955 43.1 28.5 18.8 20.3 28.1 33.3 32.9 32.7 37.1 38.9 34.7 32.5 380.9

1956 27.1 19.9 25.3 21.3 38.6 41.2 45.8 53.9 39.1 35.8 48.1 51.5 447.6

1957 33.8 20.9 33.6 28.7 35.9 39.5 52.6 S/D S/D S/D 39.7 37.3 322.0

1958 34.7 22.5 25.6 31 35.3 47.5 S/D S/D S/D S/D S/D S/D 196.6

1959 S/D S/D 28.8 21.9 28.6 36.6 47.8 43.4 31.7 29.7 34.1 26.7 329.3

1960 31.5 24.5 32.4 20.9 31.6 40.2 40 40.4 31.9 36.7 26.9 40.9 397.9

1962 24.1 20.3 23.6 28.3 38.1 49 41.7 44.1 34.1 40.6 34.6 34.5 413.0

1963 22.1 19.8 25.4 28.8 38.3 S/D 47.8 49.9 36.3 30.9 24.3 35.6 359.2

1964 32.6 31.5 24.6 34.7 37.8 43.4 46.6 38.1 40.2 32.1 27 S/D 388.6

MAXIMO 43.1 31.5 33.6 34.7 38.6 49.0 52.6 53.9 40.2 40.6 48.1 51.5 447.6

PROMEDIO 31.1 23.5 26.5 26.2 34.7 41.3 44.4 43.2 35.8 35.0 33.7 37.0 359.5

MINIMO 22.1 19.8 18.8 20.3 28.1 33.3 32.9 32.7 31.7 29.7 24.3 26.7 196.6

La mayor evaporación promedio corresponde al período de junio a agosto con valores del orden de 41.3 a 44.4 mm. Mientras que las menores evaporaciones promedio corresponde al período de febrero a abril que es la época de avenidas donde las constantes lluvias disminuyen la capacidad de evaporación de los cuerpos de agua.

Figura Nº 06: Diagrama de Evaporación media mensual (%)

EVAPORACION MENSUALEstacion: Cerro de Pasco

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00


MESES

E(mm)

P ROM MAX MIN

4.2.64.2.6 Velocidad del VientoVelocidad del Viento



El viento es el movimiento de aire en la superficie terrestre. Es generado por la acción de gradientes de presión atmosférica producida por el calentamiento diferencial de las superficies y masas de aire.La superficie de la tierra se calienta por la radiación solar, esta radiación solar no se recibe con la misma intensidad en todas las zonas del planeta como lo observamos en el capítulo de radiación, lo que origina un calentamiento desigual de las masas de aire.

El aire de las capas atmosféricas más bajas se calienta bajo la influencia de la superficie terrestre, siendo su calentamiento más o menos intenso según la temperatura que alcanzan las diferentes zonas de la superficie terrestre con las que se mantiene en contacto.

Las dos características fundamentales del viento son la Dirección y la Velocidad. La dirección es el punto del horizonte de donde viene el viento y la velocidad es espacio recorrido por unidad de tiempo (m/s; Km/h).

Para el análisis de la velocidad del viento se ha hecho uso de la estación Cerro de Pasco cuyos registros a nivel mensual se pueden apreciar en los cuadro Nº 07.

Cuadro Nº 07: Dirección Predominante y Velocidad media mensual del viento (m/s) – Estación Cerro de Pasco

Figura Nº 07: Rosa de Vientos



5.05.0 ANALISIS DE PRECIPITACIONESANALISIS DE PRECIPITACIONESLa precipitación en la zona de estudio es la fuente de agua más importante para la agricultura, dentro de la microcuenca, ya que la mayor parte de áreas agrícolas se encuentran bajo secano. Por consiguiente, estudiar la distribución de la precipitación en el espacio y en el tiempo constituye uno de los aspectos más importantes del estudio hidrológico.

Para el presente análisis se ha utilizado la información registrada en la estación pluviométrica de Cerro de Pasco ubicada a 4260 m.s.n.m., estación que esta próxima a la microcuenca analizada, para un periodo de registro de 30 años (Ver cuadro Nº 08).

5.15.1 Análisis de Homogeneidad de serie de datosAnálisis de Homogeneidad de serie de datosLos datos climáticos recogidos en una determinada estación meteorológica durante un periodo de varios años puede que no sean homogéneos, es decir, el registro de una variable climática en particular puede presentar un cambio repentino en su medio y por tanto una variación en lo referente a los valores previos. Este Fenómeno puede ocurrir a causas como:

Cambio en la localización del pluviómetro. Cambio en la forma de exposición o reposición del aparato. Cambio en el procedimiento de observación o reemplazo del

operador. Construcción de embalses en las cercanías.



Deforestaciones y reforestaciones en la zona Desecación de pantanos. Apertura de nuevas áreas de cultivos en los alrededores. Industrialización en áreas circundantes.

Todas estas acciones traen consigo una alteración en la cantidad de lluvia captada por el pluviómetro. También existen los errores de tipo accidental o aleatorio que se deben al observador o se generan en la transcripción, copia o impresión de los registros pluviométricos.

Cuadro N° 08. Registro de precipitaciones mensuales – Estación Cerro de Pasco



ESTACION : CERRO DE PASCO LAT : 10°41' S DPTO : Pasco

PARAMETRO : PRECIPITACION TOTAL MENSUAL (mm) LONG :76°15' W PROV : Pasco

ALT : 4260 DIST : Chaupimarca


1975 122.0 207.0 166.0 65.0 S/D 18.5 15.5 30.0 52.5 59.0 62.3 145.5 943.30

1976 S/D 41.8 S/D S/D 340.0 211.0 63.0 191.0 180.0 123.0 86.0 213.0 1,448.80

1977 256.0 276.0 223.0 76.0 57.0 17.0 14.0 95.0 50.0 90.0 180.0 72.0 1,406.00

1979 S/D 134.0 304.0 S/D 59.0 3.0 S/D S/D 88.0 97.0 209.0 152.0 1,046.00

1980 215.0 272.0 287.0 S/D 69.0 S/D 67.4 39.0 64.0 314.0 260.0 289.0 1,876.40

1981 381.0 543.0 231.0 171.0 40.0 26.0 6.0 159.0 94.0 250.0 438.0 230.0 2,569.00

1983 309.0 197.0 310.0 178.0 S/D 92.0 30.0 46.0 110.0 206.0 269.6 226.0 1,973.60

1984 252.0 434.0 272.0 102.0 42.0 55.0 31.0 57.0 68.0 132.0 220.0 90.0 1,755.00

1985 136.0 92.0 142.0 S/D 26.0 48.0 68.0 44.0 S/D 10.0 161.0 139.0 866.00

1986 261.0 202.0 200.0 85.0 69.0 24.0 15.0 119.0 174.0 222.0 234.0 262.4 1,867.40

1987 239.9 157.9 150.9 51.9 73.9 36.7 41.2 31.4 67.9 88.3 101.3 164.6 1,205.90

1988 232.2 153.1 122.7 140.8 33.7 7.2 0.0 12.6 46.8 210.6 165.2 241.7 1,366.60

1989 195.5 162.2 222.0 102.4 31.9 91.4 24.9 36.4 110.4 114.0 96.3 75.8 1,263.20

1990 60.2 157.1 129.0 69.1 52.5 74.3 7.3 12.6 97.1 102.7 172.7 179.1 1,113.70

1991 89.5 44.2 219.7 66.7 44.7 47.5 12.1 0.7 57.6 163.0 128.2 58.4 932.30

1992 100.0 78.1 106.0 76.0 8.5 29.9 3.2 48.5 60.8 93.2 S/D S/D 604.20

1993 S/D 140.5 170.7 139.9 64.9 1.9 12.0 41.9 53.6 218.1 254.1 207.4 1,305.00

1994 234.8 194.6 149.2 109.1 69.2 47.5 51.8 32.0 54.4 121.0 103.1 133.2 1,299.90

1995 109.0 109.1 196.7 72.2 40.2 6.2 7.4 0.6 48.4 88.4 129.1 105.9 913.20

1998 91.5 214.2 112.0 72.2 15.7 11.4 0.0 1.5 25.4 130.5 103.7 69.0 847.10

1999 135.6 176.8 146.3 68.9 32.5 21.6 5.9 3.3 87.4 70.7 116.6 124.0 989.60

2000 189.1 153.1 132.5 42.8 43.6 5.5 11.4 29.0 25.1 118.2 48.2 114.0 912.50

2001 178.9 142.9 160.0 52.7 62.0 5.7 32.4 13.3 34.5 97.8 88.9 163.6 1,032.70

2002 37.0 172.5 150.1 72.8 44.3 10.9 41.7 11.6 52.0 136.2 102.3 131.8 963.20

2003 124.2 125.6 174.7 114.0 39.2 26.2 5.0 20.2 50.7 24.8 98.4 141.9 944.90

2004 69.6 163.9 69.1 62.0 36.7 30.6 24.0 29.6 112.6 88.7 130.8 151.5 969.10

2005 93.6 138.4 159.2 53.3 12.2 6.8 7.8 20.3 32.2 79.7 85.9 85.3 774.70

2006 97.2 110.4 150.4 97.0 13.3 37.9 5.6 15.1 62.7 169.0 134.2 126.4 1,019.20

2007 92.8 76.4 183.9 80.5 63.9 0.0 17.1 5.4 30.4 88.0 101.1 97.4 836.90

2008 135.8 94.1 50.2 63.7 11.6 26.8 6.2 13.2 58.4 103.3 S/D S/D 563.30

MAXIMO 381.0 543.0 310.0 178.0 340.0 211.0 68.0 191.0 180.0 314.0 438.0 289.0 2569.0

PROMEDIO 164.39 172.13 175.53 87.88 53.45 35.19 21.62 39.97 70.65 126.97 152.86 149.64 1186.96

MINIMO 37.00 41.80 50.20 42.80 8.50 0.00 0.00 0.60 25.10 10.00 48.20 58.40 563.30

Esta inconsistencia y falta de homogeneidad se pone de manifiesto con la presencia de saltos y/o tendencias en las series hidrológicas afectando las características estadísticas de dichas series, tales como la media, desviación estándar y correlación serial. Es por lo tanto



necesario aplicar técnicas apropiadas para evaluar si un registro dado se puede considerar homogéneo y, si no, introducir las correcciones necesarias.El análisis de homogeneidad de la información hidrológica, se realizo mediante los siguientes procesos:

Análisis Visual GraficoEn coordenadas cartesianas se plotea la información hidrológica histórica, ubicándose en las ordenadas, los valores de la serie y en las abscisas el tiempo. Este gráfico sirve para analizar la consistencia de la información hidrológica en forma visual, e indicar el período o períodos en los cuales la información es dudosa, lo cual se puede reflejar como “picos” muy altos o valores muy bajos, saltos y/o tendencias, los mismos que deberán comprobarse, si son fenómenos naturales que efectivamente han ocurrido, o si son producto errores sistemáticos.

Realizando el análisis visual de la serie histórica (Figura Nº 08), se observan picos muy altos en el año 1981 en comparación del resto de años, además la serie presenta una tendencia negativa y cambio de variabilidad a lo largo del tiempo.

Figura N° 08. Diagrama de serie histórica de Precipitaciones -Figura N° 08. Diagrama de serie histórica de Precipitaciones - Estación Cerro de PascoEstación Cerro de Pasco

PRECIPITACION TOTAL MENSUAL - CERRO DE PASCO

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

300.0

350.0

400.0

450.0

500.0

550.0

600.0

1975

1976

1977

1979

1980

1981

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Año

Pre

cip

itac

ion

(m

m)

Análisis EstadísticoDespués de obtener del gráfico construido para el análisis visual, períodos de posible corrección, y períodos de datos que se mantendrán con sus valores originales, se procede al análisis estadístico de tendencia y saltos, tanto en la media como en la desviación estándar mediante el uso del software TREND. Para obtener un mejor análisis, los meses con falta de información se completaron con la media mensual.



Mediante el análisis estadístico se llego a la conclusión que los registros históricos muestran una tendencia decreciente estadísticamente significativa (cambio del clima) y que a partir de 1986 se produce un salto estadísticamente significativo (media de 1975-1985 es mayor que 1986-2008). En el Anexo 03, se presenta los resultados de los tests estadísticos utilizados.

Completacion de datosLos datos faltantes del registro de precipitación y de otras variables hidrológicas fueron completados, en algunos casos con promedios y en los meses donde faltaban más de dos años consecutivos mediante técnicas de generación aleatoria, de acuerdo al siguiente modelo matemático propuesto:

: Precipitación generada en el mes i

: Precipitación promedio del mes : : Desviación estándar de la precipitación del mes correspondiente : : Número aleatorio con distribución normal: media 0 y desviación

estándar 1.

Se debe resaltar que el periodo de registro a tomar en cuenta para la completacion de datos será el de 1986-2008, debido a que en este periodo se presenta menor falta de datos, muestran aleatoriedad y no presentan saltos en la media. Este registro servirá como base para la generación de descargas en la microcuenca de la laguna Yanacocha.

En el Cuadro N° 09 se presenta los valores de precipitación mensual Completada y Consistente.



Cuadro N° 09. Precipitación Total Mensual completada y consistente – Estación Cerro de Pasco


1986 261.00 202.00 200.00 85.00 69.00 24.00 15.00 119.00 174.00 222.00 234.00 262.40 1,867.40

1987 239.90 157.90 150.90 51.90 73.90 36.70 41.20 31.40 67.90 88.30 101.30 164.60 1,205.90

1988 232.20 153.10 122.70 140.80 33.70 7.20 0.00 12.60 46.80 210.60 165.20 241.70 1,366.60

1989 195.50 162.20 222.00 102.40 31.90 91.40 24.90 36.40 110.40 114.00 96.30 75.80 1,263.20

1990 60.20 157.10 129.00 69.10 52.50 74.30 7.30 12.60 97.10 102.70 172.70 179.10 1,113.70

1991 89.50 44.20 219.70 66.70 44.70 47.50 12.10 0.70 57.60 163.00 128.20 58.40 932.30

1992 100.00 78.10 106.00 76.00 8.50 29.90 3.20 48.50 60.80 93.20 152.86 149.64 906.70

1993 164.39 140.50 170.70 139.90 64.90 1.90 12.00 41.90 53.60 218.10 254.10 207.40 1,469.39

1994 234.80 194.60 149.20 109.10 69.20 47.50 51.80 32.00 54.40 121.00 103.10 133.20 1,299.90

1995 109.00 109.10 196.70 72.20 40.20 6.20 7.40 0.60 48.40 88.40 129.10 105.90 913.20

1998 91.50 214.20 112.00 72.20 15.70 11.40 0.00 1.50 25.40 130.50 103.70 69.00 847.10

1999 135.60 176.80 146.30 68.90 32.50 21.60 5.90 3.30 87.40 70.70 116.60 124.00 989.60

2000 189.10 153.10 132.50 42.80 43.60 5.50 11.40 29.00 25.10 118.20 48.20 114.00 912.50

2001 178.90 142.90 160.00 52.70 62.00 5.70 32.40 13.30 34.50 97.80 88.90 163.60 1,032.70

2002 37.00 172.50 150.10 72.80 44.30 10.90 41.70 11.60 52.00 136.20 102.30 131.80 963.20

2003 124.20 125.60 174.70 114.00 39.20 26.20 5.00 20.20 50.70 24.80 98.40 141.90 944.90

2004 69.60 163.90 69.10 62.00 36.70 30.60 24.00 29.60 112.60 88.70 130.80 151.50 969.10

2005 93.60 138.40 159.20 53.30 12.20 6.80 7.80 20.30 32.20 79.70 85.90 85.30 774.70

2006 97.20 110.40 150.40 97.00 13.30 37.90 5.60 15.10 62.70 169.00 134.20 126.40 1,019.20

2007 92.80 76.40 183.90 80.50 63.90 0.00 17.10 5.40 30.40 88.00 101.10 97.40 836.90

2008 135.80 94.10 50.20 63.70 11.60 26.80 6.20 13.20 58.40 103.30 152.86 149.64 865.80

MAXIMO 261.0 214.2 222.0 140.8 73.9 91.4 51.8 119.0 174.0 222.0 254.1 262.4 1867.4

PROMEDIO 139.61 141.29 150.25 80.62 41.12 26.19 15.81 23.72 63.92 120.39 128.56 139.65 1071.14

MINIMO 37.00 44.20 50.20 42.80 8.50 0.00 0.00 0.60 25.10 24.80 48.20 58.40 774.70

DESV. EST. 65.42 43.55 43.87 27.32 20.92 23.97 14.77 25.88 35.66 50.90 48.37 52.87 261.67



6.06.0 OFERTA HIDRICA SUPERFICIALOFERTA HIDRICA SUPERFICIALDebido a que en la microcuenca Yanacocha no existe información histórica de registro de caudales, ha sido necesario generar un registro sintético de caudales en el punto de captación de la quebrada (Presa Yanacocha). Para tal fin se ha empleado el modelo hidrológico Lutz Sholtz, desarrollado para cuencas de la sierra peruana, entre los años 1979-1980, en el marco de Cooperación Técnica de la República de Alemania a través del Plan Meris II. Este modelo combina una estructura determínistica para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - Modelo determinístico) y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso markoviano - Modelo Estocástico); mediante el cual en base al conocimiento del proceso del ciclo hidrológico, entradas meteorológicas y las características de la cuenca, se obtiene la escorrentía de la cuenca en estudio.

6.16.1 Generación de caudales medios mensualesGeneración de caudales medios mensuales

Los principales elementos que intervienen en el modelo son los siguientes:

Precipitación media anual Área de la Microcuenca Coeficiente de escurrimiento medio Retención de la Microcuenca (R): Es la lámina de lluvia retenida por

una parte de la Microcuenca y que luego contribuye al abastecimiento en la época de estiaje el que se inicia en el mes de abril y termina en el mes de Octubre. Esta lámina se ha calculado a partir de los acuíferos potenciales, lagunas y nevados y que de acuerdo a la pendiente de la Microcuenca retiene una determinada lámina de agua.

La generación de caudales comprende la secuencia de los siguientes pasos:

a) Para el cálculo de la precipitación efectiva, se supone que los caudales promedios observados pertenezcan a un estado de equilibrio entre gasto y abastecimiento de la retención, de la cuenca respectiva. La precipitación efectiva se calculó para el coeficiente de escurrimiento promedio, de tal forma que la relación entre precipitación efectiva y precipitación total resulta igual al coeficiente de escorrentía. Para este cálculo se adoptó el método del United States Bureau of Reclamatión (USBR) para la determinación de la porción de lluvias que es aprovechado para cultivos.

A fin de facilitar el cálculo de la precipitación efectiva se ha determinado el polinomio de quinto grado:

Donde:PE : Precipitación efectiva (mm/mes)P : Precipitación total mensual (mm/mes)ai : Coeficiente del polinomioEn el siguiente cuadro se presentan los coeficientes “a i” que permiten la aplicación del polinomio:

Cuadro N° 10. Coeficiente para el cálculo de Precipitación Efectiva



Coef. Curva II Curva III Curva IV

a0 -0.0214 0.0163 0.054

a1 0.1358 0.2273 0.0348

a2 -0.0023 -0.0039 0.0112

a3 4.00E-05 1.00E-04 -6.00E-05

a4 -9.00E-08 -7.00E-07 2.00E-07

a5 -9.00E-11 1.00E-09 -2.00E-10

C 0.30 0.45 0.60El rango de aplicación de los coeficientes de PE esta comprendida para 0<P<180 mm

De esta forma es posible llegar a la relación entre la precipitación efectiva y total, de manera que el volumen anual de la precipitación efectiva sea igual al caudal anual de la cuenca respectiva.

donde:C = Coeficiente de escurrimientoQ = Caudal anualP = Precipitación Total anual

= Suma de la precipitación efectiva mensual

b) Calculo de variables del gasto de la retención a partir del mes de abril hasta el mes de setiembre (6 meses):

Coeficiente de Agotamiento(a): Se ha obtenido a partir de la fórmula empírica de Moss, como función del área de la Microcuenca e interviene en el cálculo de los caudales en la época de estiaje:

Relación entre la descarga del mes actual y del mes anterior:

Donde a es el coeficiente de agotamiento y t el número de días del mes.

Suma de los valores de bo elevado al exponente i que corresponde al orden respectivo. Así i = 1 para Abril, i = 2 para mayo, .... i = 6 para Setiembre.

Finalmente:



Donde: Gi es el gasto de la retención para el mes i, R es la retención de la microcuenca, estimada anteriormente.

c) Calculo del abastecimiento o la alimentación de la retención con la siguiente expresión:

;

Donde:Ai = Abastecimiento del mes iai = Coeficientes de abastecimientoR = Retención de la Microcuencai = mes del año, de 1 a 12PEi = Precipitación efectiva del mes iPEt = Precipitación efectiva total de la Microcuenca

d) Generación de caudales mensuales (CMi) para el año promedio con la ecuación siguiente:

e) De la ecuacion anterior se efectúa la regresión múltiple entre el caudal del mes t, el caudal del mes anterior (t-1) y la precipitación efectiva del mes t, determinándose los coeficientes de regresión, el error estándar y el coeficiente de correlación.

f) Se calcula la precipitación efectiva mensual de todo el registro.

g) Se generan los números aleatorios con distribución normal con media cero y variancia igual a 1.

h) Con los datos de los items e, f y g se procede a la generación de los caudales mediante el siguiente modelo autoregresivo:

Donde:Qt : Caudal generado del año tQt-1 : Caudal del año (t-1)PEt : Precipitación efectiva del año tS : Error estándar de la regresión múltipler : Coeficiente de correlación múltipleZ : Número aleatorio normalmente distribuido (0,1), del año t

b1, b2 y b3 : Coeficientes de regresión lineal múltiple.

Los resultados de generación de descargas para la microcuenca en estudio se presentan en los siguientes cuadros y su respectivo gráfico de serie histórica.

Cuadro N° 11. Calculo de Caudales Medios Mensuales para el Año Promedio



1071.14 mm

5.20 °C

437.03

407.56 mm/año

0.62

Coeficientes de Cálculo - Precipitación Efectiva

14.04 Km2Coef. Curva II Curva III Curva IV

3500 msnm a0 -0.0214 0.0163 0.054

0.0413 m/m a1 0.1358 0.2273 0.0348

1071.14 mm a2 -0.0023 -0.0039 0.0112

412.3 mm a3 4.00E-05 1.00E-04 -6.00E-05

5.2 °C a4 -9.00E-08 -7.00E-07 2.00E-07

407.6 mm/año a5 -9.00E-11 1.00E-09 -2.00E-10

0.62 C 0.30 0.45 0.60

0.0233

0.496

5 Km2

65.0 mm/año

N° P MES días del Total PE III PE IV PE bi Gi ai Ai

mes mm/mes mm/mes mm/mes mm/mes mm/mes mm/mes mm/mes m3/s

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Enero 30 139.61 15.0 125.3 96.1 0.300 19.5 76.6 0.415

Febrero 28 141.29 13.7 127.8 97.5 0.300 19.5 78.0 0.453

Marzo 31 150.25 5.1 141.2 105.2 0.050 3.3 101.9 0.534Abril 30 80.62 19.2 52.0 43.3 0.496 33.2 76.5 0.415Mayo 31 41.12 7.8 16.8 14.4 0.246 16.5 30.9 0.162Junio 30 26.19 4.8 7.7 6.9 0.122 8.2 15.1 0.082Julio 31 15.81 3.0 3.2 3.1 0.061 4.1 7.2 0.038Agosto 31 23.72 4.3 6.4 5.9 0.030 2.0 7.9 0.041Setiem. 30 63.92 14.1 35.5 29.8 0.015 1.0 30.8 0.167Octubre 31 120.39 23.6 98.8 78.9 0.100 6.5 72.4 0.380Noviem. 30 128.56 21.2 109.8 86.3 0.000 0.0 86.3 0.467Diciem. 31 139.65 14.9 125.4 96.1 0.250 16.3 79.9 0.419

AÑO 1071.1 146.7 849.8 663.6 0.971 65.0 1.000 65.0 663.6 0.30

Coeficientes 0.62 0.265 0.735 1.000

Fuente: Elaboración propia

CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE CORRELACION PARA EL AÑO PROMEDIO

Qt Qt-1 PE Resumen76.6 79.9 96.1

78.0 76.6 97.5 Estadísticas de la regresión

101.9 78.0 105.2 Coeficiente de correlación múltiple 0.966350476.5 101.9 43.3 Coeficiente de determinación R^2 0.933833130.9 76.5 14.4 R^2 ajustado 0.919129415.1 30.9 6.9 Error típico 9.7090316

7.2 15.1 3.1 Observaciones 12

7.9 7.2 5.930.8 7.9 29.8

72.4 30.8 78.9 Coeficientes Probabilidad86.3 72.4 86.3 Intercepción 4.78561056 0.41808205879.9 86.3 96.1 Qt-1 0.29278535 0.025155516

Fuente: Elaboración propia PE 0.62067267 6.79604E-05

5.6391684330.1091983350.089497155

Estadístico t0.8486376352.681225379

6.9351106

GENERACION DE CAUDALES MEDIOS MENSUALES PARA EL AÑO PROMEDIO

El rango de aplicación de los coeficientes de PE esta comprendida para 0<P<180 mm

Características Generales de la Microcuenca

Error típico

Coeficiente de Agotamiento (a) :

Relación de Caudales (bo) (30 días) :

Area de lagunas y acuíferos :

Gasto Mensual de Retención (R) :

Evaporación Total Anual (ETP) :

Temperatura Media Anual (T) :

Déficit de Escurrimiento (D) :

Coeficiente de Escorrentía (C) :

Método de L - Turc

Cálculo del Coeficiente de Escorrentía

Area de la cuenca (A) :

Altitud Media de la Microcuenca (H) :

PRECIPITACION MENSUAL CONTRIBUCION DE LA RETENCION

Precipitación Media Anual (P) :

Temperatura Media Anual (T) :

Coeficiente de Temperatura (L) :

Déficit de Escurrimiento (D) :

Coeficiente de Escorrentía (C) :

Pendiente Media de la Microcuenca :

Precipitación Media Anual (P) :

Efectiva Gasto AbastecimientoCAUDALES GENERADOS

2

1

2

2

9.0

1

L

P

PD

3)(05.025300 TTL

P

DPC


Coeficientes de Regresión Múltiple: b1 4.7856 b2 0.29279 b3 0.62067S 9.709 R^2 0.96635

Modelo Matemático:

Año Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic. Tot.

Año Prom. 76.6 78.0 101.9 76.5 30.9 15.1 7.2 7.9 30.8 72.4 86.3 79.9 663.6

1986 164.1 150.9 145.3 75.0 51.3 22.1 11.4 59.0 103.8 143.9 164.1 189.4 1280.3

1987 183.1 134.1 108.3 52.1 45.0 23.9 24.4 18.2 30.2 46.8 57.5 99.1 822.7

1988 150.4 117.8 93.7 94.3 39.2 16.4 10.8 9.9 18.2 114.6 116.4 160.8 942.3

1989 147.3 121.9 153.2 94.0 35.1 48.9 23.2 18.4 59.0 70.9 58.3 47.7 877.8

1990 35.3 89.9 86.7 52.7 36.4 39.7 19.1 9.9 45.2 59.3 102.4 120.9 697.6

1991 77.7 36.4 124.3 61.3 33.9 25.0 8.6 7.5 21.8 84.6 85.0 49.2 615.4

1992 55.0 47.9 60.9 47.5 19.0 14.8 10.6 22.3 30.8 49.0 88.7 98.9 545.4

1993 109.2 99.1 115.9 100.8 54.4 21.8 10.2 13.9 24.5 117.0 171.8 161.8 1000.3

1994 171.1 147.0 117.2 82.6 51.5 33.6 27.4 18.4 24.5 61.5 65.0 82.6 882.2

1995 71.7 72.5 121.3 65.0 34.1 18.9 11.3 12.9 19.7 43.3 77.2 69.4 617.1

1998 60.9 131.4 86.9 53.9 19.7 7.4 7.0 6.1 9.9 65.2 67.2 46.2 561.8

1999 78.6 111.7 102.9 56.2 29.2 13.3 8.7 10.3 42.2 39.3 66.2 77.7 636.3

2000 120.9 109.7 97.3 44.5 25.7 15.3 11.9 13.2 12.6 61.4 36.6 63.5 612.5

2001 106.4 99.9 110.5 51.4 36.4 14.0 16.7 9.4 7.6 43.1 51.0 92.3 638.6

2002 38.8 97.5 100.1 58.5 35.7 17.3 17.4 8.5 19.5 68.6 67.7 84.5 614.2

2003 81.7 82.9 112.7 84.3 37.0 20.4 11.7 10.2 20.9 15.3 50.9 86.2 614.2

2004 51.9 95.9 56.3 38.8 21.8 14.1 10.5 8.6 53.0 51.2 77.3 96.7 576.1

2005 65.6 83.8 102.6 47.0 19.8 10.2 7.5 6.9 12.9 35.4 49.1 53.9 494.6

2006 58.5 64.2 93.2 71.1 25.5 19.9 6.4 3.2 22.7 92.5 88.8 86.1 632.1

2007 63.3 52.4 107.3 67.3 47.0 20.1 11.3 7.1 14.7 43.6 60.6 60.1 554.9

2008 81.5 67.5 37.2 34.1 13.4 8.1 8.2 7.0 27.0 51.7 89.1 101.1 525.8

MAX. 183.1 150.9 153.2 100.8 54.4 48.9 27.4 59.0 103.8 143.9 171.8 189.4 1280.3

MED. 94.0 95.9 101.6 63.5 33.8 20.3 13.1 13.4 29.6 64.7 80.5 91.8 702.0

MIN. 35.3 36.4 37.2 34.1 13.4 7.4 6.4 3.2 7.6 15.3 36.6 46.2 494.6

D.EST 45.4 32.0 27.1 19.0 11.7 10.1 6.0 11.5 21.9 30.8 34.8 38.9 195.7

tttt ZRSPEbQbbQ2/12

3121 1


Cuadro N° 12. Calculo de descargas medias mensuales (mm) – Quebrada Yanacocha


Area 14.04 Km2

Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic. Prom.

30 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 (m3/s)

1986 0.89 0.88 0.76 0.41 0.27 0.12 0.06 0.31 0.56 0.75 0.89 0.99 0.574

1987 0.99 0.78 0.57 0.28 0.24 0.13 0.13 0.10 0.16 0.25 0.31 0.52 0.371

1988 0.81 0.68 0.49 0.51 0.21 0.09 0.06 0.05 0.10 0.60 0.63 0.84 0.423

1989 0.80 0.71 0.80 0.51 0.18 0.27 0.12 0.10 0.32 0.37 0.32 0.25 0.395

1990 0.19 0.52 0.45 0.29 0.19 0.22 0.10 0.05 0.24 0.31 0.55 0.63 0.313

1991 0.42 0.21 0.65 0.33 0.18 0.14 0.05 0.04 0.12 0.44 0.46 0.26 0.274

1992 0.30 0.28 0.32 0.26 0.10 0.08 0.06 0.12 0.17 0.26 0.48 0.52 0.244

1993 0.59 0.57 0.61 0.55 0.29 0.12 0.05 0.07 0.13 0.61 0.93 0.85 0.448

1994 0.93 0.85 0.61 0.45 0.27 0.18 0.14 0.10 0.13 0.32 0.35 0.43 0.398

1995 0.39 0.42 0.64 0.35 0.18 0.10 0.06 0.07 0.11 0.23 0.42 0.36 0.277

1998 0.33 0.76 0.46 0.29 0.10 0.04 0.04 0.03 0.05 0.34 0.36 0.24 0.254

1999 0.43 0.65 0.54 0.30 0.15 0.07 0.05 0.05 0.23 0.21 0.36 0.41 0.287

2000 0.65 0.64 0.51 0.24 0.13 0.08 0.06 0.07 0.07 0.32 0.20 0.33 0.276

2001 0.58 0.58 0.58 0.28 0.19 0.08 0.09 0.05 0.04 0.23 0.28 0.48 0.287

2002 0.21 0.57 0.52 0.32 0.19 0.09 0.09 0.04 0.11 0.36 0.37 0.44 0.276

2003 0.44 0.48 0.59 0.46 0.19 0.11 0.06 0.05 0.11 0.08 0.28 0.45 0.276

2004 0.28 0.56 0.30 0.21 0.11 0.08 0.06 0.04 0.29 0.27 0.42 0.51 0.260

2005 0.36 0.49 0.54 0.25 0.10 0.06 0.04 0.04 0.07 0.19 0.27 0.28 0.223

2006 0.32 0.37 0.49 0.39 0.13 0.11 0.03 0.02 0.12 0.48 0.48 0.45 0.283

2007 0.34 0.30 0.56 0.36 0.25 0.11 0.06 0.04 0.08 0.23 0.33 0.31 0.248

2008 0.44 0.39 0.19 0.18 0.07 0.04 0.04 0.04 0.15 0.27 0.48 0.53 0.236

MAX. 0.99 0.88 0.80 0.55 0.29 0.27 0.14 0.31 0.56 0.75 0.93 0.99 0.57

MED. 0.509 0.557 0.533 0.344 0.177 0.110 0.068 0.070 0.160 0.339 0.436 0.481 0.315

MIN. 0.191 0.212 0.195 0.185 0.070 0.040 0.034 0.017 0.041 0.080 0.198 0.242 0.223

D.EST 0.246 0.185 0.142 0.103 0.061 0.055 0.031 0.060 0.118 0.162 0.188 0.204 0.088

Año


Cuadro N° 13. Descargas medias mensuales generadas (m3/s) – Quebrada Yanacocha



Figura N° 09. Serie de Caudales generados (m3/s) – Quebrada Yanacocha

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

119

86

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Año

Cau

dal

(m

3/s

)



Figura N° 10. Caudales Medios Mensuales generados (m3/s) – Quebrada Yanacocha

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. Nov. Dic.

MESES

Q(m3/s)

P ROM MAX MIN

7.07.0 DEMANDA HIDRICADEMANDA HIDRICA

7.17.1 Demanda AgricolaDemanda AgricolaPara el cálculo de la demanda de agua para uso agrícola se han tomado en consideración los datos siguientes:

Cedula de Cultivos y Calendario de SiembraLa Cédula de Cultivos se define como la distribución de los cultivos en el transcurso del año, de acuerdo a los factores: climatológicos, técnicos, rentabilidad, capacidad económica del agricultor, tamaño de la unidad agrícola, demanda de productos en el mercado, disponibilidad de agua, incidencia de plagas y enfermedades, etc. La combinación de los cultivos para la estructuración de las cédulas de cultivos tiene en cuenta las fechas de siembra y cosecha, el período vegetativo y el tipo de cultivo. Las condiciones del mercado influyen en la elección de las fechas de siembra de determinados cultivos por parte del agricultor, con el propósito de obtener mejores precios en el mercado y por ende mayores utilidades.

La cédula de cultivos promedio para el área de riego proyectado se ha definido según la información proporcionada por las comunidades involucradas en el proyecto y comprende los cultivos indicados en el Cuadro Nº 14.

Cuadro N° 14. Cédula de Cultivos



1ra Campaña 2da Campaña 3ra Campaña TOTAL

MACA 160.00 70.00 --- 230.00

AVENA FORRAJERA 160.00 160.00 220.00 540.00

PASTOS 130.00 130.00 130.00 390.00

TOTAL 450.00 360.00 350.00 1,160.00

CULTIVOAREA BAJO RIEGO (ha)

En cuanto al calendario de siembra agrícola se tiene que la mayoría de los cultivos del área de influencia del proyecto, las siembras se dan entre los meses de Abril/Mayo, Julio/Agosto y Noviembre/Diciembre. Las fechas de siembra o plantación, inciden sobre el desarrollo de las fases o etapas del período vegetativo de los cultivos, determinando que los requerimientos de agua de cada una de ellas varíen según la estación del año. Cuando el cultivo alcanza su pleno desarrollo, se tiene las máximas necesidades de agua, por lo que debe tenerse en cuenta la duración de las fases o etapas de su período vegetativo para elegir el Kc adecuado. El período vegetativo de los cultivos es el tiempo transcurrido desde la siembra hasta la cosecha, y comprende varias fases o etapas; el tiempo de duración varía de acuerdo a cada especie o variedad y está fuertemente influenciado por las condiciones climáticas.

Cuadro N° 15. Calendario de Siembra


31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Maca 230.00 May/Nov 365

Avena Forrajera 540.00 Mar/Jul/Nov 365

Pastos 390.00 Abr/Agos/Dic 365

TOTAL 1,160.00

Cultivo Area (ha)Fecha de siembra

Periodo (dias)Evapotranspiración Potencial (ETo)

Es la cantidad de agua consumida por un cultivo de referencia como el grass, bajo óptimas condiciones de crecimiento. Para el presente estudio, la ETo se ha calculado tomando información de la estación metereológica Cerro de Pasco. Para su determinación se ha utilizado el método de Hargreaves, que es un método indirecto de cálculo, en razón de no existir datos históricos de mediciones directas de evapotranspiración. Los resultados de la ETo para cada mes se presentan el Cuadro Nº 16.

Kc del CultivoLos coeficientes de cultivo Kc fueron obtenidos de otros estudios y del Manual Nº 24 de la FAO. Dependen de las características fisiológicas y periodos vegetativos de los cultivos.Los valores de Kc mensuales para cada cultivo y Kc ponderados, según la distribución de áreas, se presentan en los Cuadro 18.

Cuadro N° 16. Determinación de la ETo – Método de Hargreaves


Estación : Cerro de PascoAltitud : msnm

Coordenadas:

Latitud :Longitud:

Cálculo de la Eto:

Donde :Eto : Evapotranspiración del Potencial (mm/mes)MF : Factor Mensual de Latitud (de Tablas)TMF : Temperatura Media Mensual en °F.CE : Correccion por Altitud = 1+0.04Altitud (msnm)/2000CH : Correccion por Humedad

CH = 0.166x(100 - HR)1/2, para HR > 64%CH = 1.00, para HR < 64%HR = Humedad Relativa Media Mensual

HR CH°F

Enero 2.592 42.44 1.085 82.80 0.69 82.16

Febrero 2.279 42.26 1.085 84.00 0.66 69.38

Marzo 2.354 41.90 1.085 84.80 0.65 69.25

Abril 2.023 41.90 1.085 83.40 0.68 62.20

Mayo 1.832 41.36 1.085 81.70 0.71 58.38

Junio 1.644 40.10 1.085 80.90 0.73 51.89

Julio 1.754 39.38 1.085 81.20 0.72 53.94

Agosto 1.976 39.74 1.085 80.00 0.74 63.25

Septiembre 2.18 40.82 1.085 81.30 0.72 69.30

Octubre 2.47 41.72 1.085 82.00 0.70 78.74

Noviembre 2.497 42.44 1.085 83.10 0.68 78.46

Diciembre 2.61 42.44 1.085 83.30 0.68 81.52

76º 12'10º 45'

4245

ETO

mm/mesCEMES MF

TMF




Cuadro N° 17. Distribución de Áreas


160.00 160.00 160.00 160.00 160.00 160.00 160.00

70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00

160.00 160.00 160.00 160.00 160.00

160.00 160.00 160.00 160.00 160.00

220.00 220.00 220.00 220.00 220.00

130.00 130.00 130.00 130.00 130.00

130.00 130.00 130.00 130.00 130.00

130.00 130.00 130.00 130.00 130.00

Total 1,160.00 450.00 450.00 450.00 450.00 360.00 360.00 420.00 420.00 420.00 420.00 450.00 450.00

Avena Forrajera

Pastos

CultivosÁrea (ha)

Áreas

Maca

Cuadro N° 18. Kc de cultivos


Maca 230.00 0.90 1.20 1.00 0.80 0.40 0.50 0.90 1.20 1.00 0.80 0.40 0.50

Avena Forrajera 540.00 1.15 0.45 0.35 0.75 1.15 0.45 0.35 0.75 1.15 0.45 0.35 0.75

Pastos 390.00 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95

Kc Ponderado 1160.00 1.00 0.86 0.75 0.83 0.93 0.64 0.63 0.89 1.06 0.66 0.54 0.72

KcCultivo

Área (Has.)

Evapotranspiración Real del Cultivo o Uso Consuntivo (ETa)Es la cantidad de agua que necesitan los cultivos para cumplir con sus requerimientos fisiológicos. Se expresa en mm/día y su calculo se efectúa mediante la relación:

Precipitación efectivaEs la parte de la lluvia que es efectivamente aprovechada por los cultivos. Para este caso se ha tomado en cuenta por ser significativa.

Déficit de Humedad. Es la lámina de agua que requieren los cultivos para cubrir sus necesidades, descontando la precipitación efectiva.

Eficiencia de RiegoLa eficiencia de riego es la relación entre la cantidad de agua utilizada por las plantas y la cantidad de agua suministrada y se calcula teniendo en cuenta todos los factores que lo puedan afectar (edafológicos, culturales, meteorológicos, etc); y las pérdidas que se producen durante la conducción, la captación, su distribución y aplicación en la parcela. Para el presente proyecto se ha estimado una eficiencia de 28%.

Requerimiento de Agua



Es la cantidad de agua final requerida en la toma, para satisfacer la demanda de los cultivos, la cual incluye todos los parámetros anteriores.

La demanda de agua para uso agrícola en la zona de estudio asciende a un total de 3.02 MMC para un área agrícola bajo riego de 450 ha con una demanda unitaria total de 7,503.84 m3/ha. El detalle de los valores de demanda se muestra en el Cuadro Nº 19.

7.27.2 Demanda PoblacionalDemanda PoblacionalEl valor de la demanda total de agua para un consumo humano (población futura de 50 años) para la Villa de Pasco se presenta en el cuadro Nº 20.

8.08.0 BALANCE HIDRICOBALANCE HIDRICOEl objetivo de este análisis, es determinar el déficit de agua para uso Agricola y poblacional (demanda insatisfecha). Efectuado el cálculo de la demanda hídrica (agrícola y poblacional) y oferta hídrica, determinados anteriormente, se obtiene tiene el grafico de oferta y demanda hídrica, donde se puede apreciar el comportamiento mensual de la oferta y demanda hídrica para el presente estudio.

De los cálculos efectuados y presentados en el cuadro Nº 21 se observa un rango de demandas insatisfechas de 33.29 a 122.20 l/s en los meses de Mayo a Septiembre. El mismo que se anulara por la presencia del embalse y su efecto regulador, siendo por tanto la bondad del proyecto la optimización del uso de agua (Oferta hídrica) por efecto de una mayor disponibilidad de agua al almacenar el agua en los meses de superávit (Octubre - Abril).

En el cuadro N° 21 se aprecia que la oferta hídrica de los meses de Octubre a Abril supera la demanda hídrica de los cultivos instalados, el mismo que muestra que estos volúmenes excedentes adecuadamente almacenados deben permitir complementar las necesidades hídricas de los meses con demanda insatisfecha (Mayo a Septiembre).



Cuadro N° 19. Demanda Agricola

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC TOTAL

1. Evotransp. Potencial (mm/mes) 82.16 69.38 69.25 62.20 58.38 51.89 53.94 63.25 69.30 78.74 78.46 81.52

2. Kc Ponderado 1.00 0.86 0.75 0.83 0.93 0.64 0.63 0.89 1.06 0.66 0.54 0.72

3. Evotranp. Real o Uso consuntivo (1*2) (mm/dia) 82.44 59.74 52.25 51.35 54.40 33.22 33.84 56.09 73.68 52.21 42.45 58.60

4. Precip. Efect. (mm/mes) 86.69 88.03 95.20 39.50 14.67 5.71 0.00 4.23 28.35 71.31 77.85 86.72

5. Déficit de Humedad (3-4) (mm/dia) 0.00 0.00 0.00 11.85 39.73 27.51 33.84 51.86 45.32 0.00 0.00 0.00

6. Eficiencia de riego (%) 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28

7. N° dias del mes (dias) 31.00 28.00 31.00 30.00 31.00 30.00 31.00 31.00 30.00 31.00 30.00 31.00 365.00

8. Requerimiento de agua (5/6) (mm/mes) 0.00 0.00 0.00 42.32 141.90 98.24 120.85 185.21 161.86 0.00 0.00 0.00 750.38

(m3/ha/mes) 0.00 0.00 0.00 423.25 1,418.97 982.43 1,208.52 1,852.08 1,618.60 0.00 0.00 0.00 7,503.84

9.-Area total ha 450.00 450.00 450.00 450.00 360.00 360.00 420.00 420.00 420.00 420.00 450.00 450.00

10. Volumen demandado m3/mes 0.00 0.00 0.00 190,461.40 510,828.88 353,673.88 507,580.13 777,872.80 679,811.03 0.00 0.00 0.00 3,020,228.12

La mayor demanda con proyecto se observa en el mes de Agosto

777,872.80 m3/mes

0.00 m3/mes

251,685.68 m3/mes

MESESUNIDADPARAMETRO

Demanda minima

Demanda promedio

Demanda maxima

Cuadro N° 20. Demanda Poblacional

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC TOTAL

(dias) 31.00 28.00 31.00 30.00 31.00 30.00 31.00 31.00 30.00 31.00 30.00 31.00 365.00

l/s 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 240.00

m3/mes 53,568 48,384 53,568 51,840 53,568 51,840 53,568 53,568 51,840 53,568 51,840 53,568 630,720.00

Consumo Humano

PARAMETRO UNIDADMESES



Cuadro N° 21. Balance Hídrico Oferta – Demanda


31.00 28.00 31.00 30.00 31.00 30.00 31.00 31.00 30.00 31.00 30.00 31.00

(m3/mes) 53,568.00 48,384.00 53,568.00 242,301.40 564,396.88 405,513.88 561,148.13 831,440.80 731,651.03 53,568.00 51,840.00 53,568.00

l/s 20.00 20.00 20.00 93.48 210.72 156.45 209.51 310.42 282.27 20.00 20.00 20.00

MMC 0.05 0.05 0.05 0.24 0.56 0.41 0.56 0.83 0.73 0.05 0.05 0.05

(m3/mes) 1,363,054.19 1,346,662.69 1,426,521.74 890,929.16 475,241.14 284,376.36 183,453.88 187,608.06 414,918.76 908,091.51 1,130,360.00 1,288,962.23

l/s 508.91 556.66 532.60 343.72 177.43 109.71 68.49 70.04 160.08 339.04 436.10 481.24

MMC 1.36 1.35 1.43 0.89 0.48 0.28 0.18 0.19 0.41 0.91 1.13 1.29

(m3/mes) 1,309,486.19 1,298,278.69 1,372,953.74 648,627.76 -89,155.74 -121,137.52 -377,694.24 -643,832.74 -316,732.26 854,523.51 1,078,520.00 1,235,394.23

l/s 488.91 536.66 512.60 250.24 -33.29 -46.74 -141.01 -240.38 -122.20 319.04 416.10 461.24

MMC 1.31 1.30 1.37 0.65 -0.09 -0.12 -0.38 -0.64 -0.32 0.85 1.08 1.24

PARAMETRO UNIDAD

Oferta

Balance

Demanda Total (Agricola +

Poblacional)

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00


Vo

lum

en d

e ag

ua

(l/s

)

Demanda Oferta



El déficit total de agua es de 1.55 MMC durante los meses de Mayo a Septiembre, y el superávit se da durante los meses de Octubre a Abril en un total de 7.80 MMC, observándose en total una mayor disponibilidad recurso hídrico en 6.5 MMC.

9.09.0 REGULACION DE DESCARGASREGULACION DE DESCARGASEl aprovechamiento de los cursos de agua para beneficio del hombre exige el conocimiento no solo de las cantidades de agua que son colocadas a disposición, sino la oportunidad con que estas cantidades se encuentran disponibles, este ultimo aspecto se torna el más importante en la mayor parte de los casos, ya que las necesidades de agua aumentan justamente en las épocas de sequía o durante la carencia de lluvias, hecho evidente en el área agrícola; esto significa que en ciertos casos, más que la cantidad, lo que importa es la secuencia temporal de ocurrencia de los caudales. Un proyecto de irrigación por ejemplo debe poner a disposición del usuario las cantidades de agua en la época determinada, en una cronología que nada tiene que ver con la secuencia temporal con que el río entrega los caudales; surge la necesidad de compatibilizar la oferta natural de agua con la demanda, para establecer el uso más armonioso del recurso, extrayendo el mayor provecho. Este es el concepto de regulación de las descargas de un cauce natural.

Con la regulación de descargas se busca armonizar las disponibilidades del caudal en una determinada sección de un río, con las necesidades de la demanda para cualquier tipo de aprovechamiento. En el caso de embalses para irrigación, se requiere una afluencia constante durante los meses de estiaje, o aún como cualquier hidrograma representativo de las necesidades del proyecto específico.

9.19.1 Determinación del Volumen ÚtilDeterminación del Volumen ÚtilSi la demanda máxima prevista para el proyecto es inferior o igual a la descarga mínima del río, no son necesarios obras de regulación. Por el contrario, siempre que la curva de demanda presente, por lo menos en algunos tramos, caudales superiores a la descarga mínima del río, surge la necesidad de algún dispositivo que regule las descargas, bajo el riesgo de no poder atender parte de la demanda, en los períodos de estiaje. Los dispositivos referidos acumulan agua en las épocas de abundancia para ser usadas en las épocas de carencia, esto es, efectúan una transposición temporal o una redistribución de los volúmenes disponibles.

Existen varios métodos que permiten calcular el volumen útil necesario de un embalse capaz de regular un curso de agua, basados todos ellos en el establecimiento de un balance entre la descarga disponible o de entrada y la descarga de consumo o de salida.

Para la determinación de la capacidad de embalse se ha aplicado el Método Analítico, el cual define la ley de regulación por medio de la función:

Donde:

: Caudal regulado en función del tiempo : Caudal Promedio en el Periodo Considerado



Dada la secuencia en el tiempo de los caudales naturales Q t y conocida la ley de regulación y(t), es posible determinar la capacidad minima del embalse para atender esa ley. Aquí, el caudal regulado Qr(t) se refiere a los caudales que salen del embalse en el tiempo t. En este método no se hará mención de la evaporación.

La capacidad minima de un embalse (Cr) para atender una cierta ley de regulación esta dada por la diferencia entre el volumen acumulado que seria necesario (Vn) para atender aquella ley en el periodo mas critico de sequia, y volumen acumulado que afluye al embalse (Va) en el mismo periodo.

La simulación de la operación del embalse (cuadro Nº 22), indica un volumen mínimo de embalse de 2.63 MMC, correspondiente al periodo de estiaje volumen útil de 2.76 MMC, el cual será utilizado para la regulación y el diseño de la conducción aguas abajo de la presa realizando el balance hídrico respectivo



Cuadro N° 22. Análisis de Capacidad de Embalse – Presa Yanacocha

Q(medio)= 0.315 Vn= 4.17 Va= 1.54

Enero 31 0.51 1.36 0.02 0.05 1.31 0.00 1.36 0.05 2.76 Ll

Febrero 28 0.56 1.35 0.02 0.05 1.30 0.00 2.71 0.10 2.76 Ll

Marzo 31 0.53 1.43 0.02 0.05 1.38 0.00 4.14 0.15 2.76 Ll

Abril 30 0.34 0.89 0.09 0.24 0.65 0.00 5.03 0.39 2.76 Ll

Mayo 31 0.18 0.48 0.21 0.56 -0.08 -0.08 5.51 0.95 2.68 D

Junio 30 0.11 0.28 0.16 0.41 -0.13 -0.21 5.79 1.36 2.55 D

Julio 31 0.07 0.18 0.21 0.56 -0.38 -0.59 5.97 1.92 2.17 D

Agosto 31 0.07 0.19 0.31 0.83 -0.64 -1.23 6.16 2.75 1.53 D

Septiembre 30 0.16 0.41 0.28 0.73 -0.32 -1.55 6.57 3.48 1.21 D

Octubre 31 0.34 0.91 0.02 0.05 0.86 -0.69 7.48 3.53 2.07 S

Noviembre 30 0.44 1.13 0.02 0.05 1.08 0.00 8.61 3.58 2.76 SDiciembre 31 0.48 1.29 0.02 0.05 1.24 0.00 9.90 3.63 2.76 Ll

2.63Ll: Lleno el embalse, agua por aliviaderoD: Desciende el nivel del aguaS: Sube el nivel del aguaV: Vacio el embalse

CAPACIDAD MINIMA DE EMBALSE (MMC)

Situacion del embalseQo (m3/s) VOLUMEN

MMCQr (m

3/s)VOLUMEN

MMC

PERIODO (MESES)

N° de días

INGRESO (OFERTA) EGRESO (DEMANDA) Volumen de diferencia

(MMC)

Diferencias Acumuladas

(MMC)

Volumenes disponibles Acumuladas

(MMC)

Volumenes demanda

Acumuladas (MMC)

Volumenes actuales de

embalse (MMC)



9.29.2 Determinación del Volumen MuertoDeterminación del Volumen MuertoPara el dimensionamiento de embalses, se requiere contar con estimativos suficientemente precisos del tipo, magnitud y variación a través del tiempo del transporte de sólidos por las corrientes de agua que llegan al embalse. Esta información es útil para planear medidas de control de erosión en la cuenca del embalse y anticipar los efectos de modificaciones en la microcuenca sobre la producción de sedimentos. Es frecuente que la información histórica sobre transporte de sedimentos sea muy deficiente en cuanto a su calidad, representatividad y duración. Para el presente estudio la información disponible es la que se obtiene durante el tiempo de estudio del proyecto.

Teniendo en cuenta el volumen útil del embalse, el volumen muerto se puede determinar entre un 8% y un 15 % del volumen útil.

VM = 0.15xVUVM = 0.15x2.76VM = 0.41 MMC

9.39.3 Determinación del Volumen Total de AlmacenamientoDeterminación del Volumen Total de AlmacenamientoEl volumen de almacenamiento total de la represa ha sido hallado teniendo en cuenta la suma del volumen muerto y Volumen útil, obteniendo un volumen de de 3.17 MMC

9.49.4 Altura de la PresaAltura de la PresaPara el cálculo de la altura de la presa, se tomaron los valores de la Curva Altura-Volumen. En ella se observa, que la altura del almacenamiento correspondiente al NAMO (volumen útil + el volumen muerto) es de 6.13 m, sin considerar bordo libre y de 0.85 m correspondiente al NAMIN (volumen muerto).

Cuadro N° 23. Relación Área-Volumen del embalse

Cota Vol. Parcial Vol. Acum

(m.s.n.m.) (m3) (MMC)

4254.0 8.00 604,962.42 210,530.98 4,267,484.53 4.27

4253.65 7.65 598,078.29 384,588.34 4,056,953.55 4.06 Nivel Corona

4253.0 7.00 585,293.46 501,919.10 3,672,365.22 3.67

4252.13 6.13 568,583.88 73,753.55 3,170,446.12 3.17 NAMO

4252.0 6.00 566,087.05 555,580.07 3,096,692.57 3.10

4251.0 5.00 545,138.93 537,435.14 2,541,112.49 2.54

4250.0 4.00 529,767.99 522,520.50 2,003,677.36 2.00

4249.0 3.00 515,306.36 508,084.27 1,481,156.86 1.48

4248.0 2.00 500,896.24 493,699.53 973,072.59 0.97

4247.0 1.00 486,537.62 72,819.63 479,373.05 0.48

4,246.85 0.85 484,391.55 406,553.42 406,553.42 0.41 NAMIN

4246.0 0.00 472,230.51 0.00 0.00 0.00

Profundidad - Altura (m) Area (m2)

Vol. Acum

(m3)Observacion

10.010.0 ANLISIS DE MAXIMAS AVENIDASANLISIS DE MAXIMAS AVENIDASEl análisis de avenidas tiene por finalidad determinar las descargas máximas probables para diferentes periodos de retorno que servirán para el diseño de la presa (vertedero de Demasías). La descarga que se utilice se le llamara “avenida de proyecto”. En la mayor parte de los casos, especialmente para las estructuras que tienen un gran volumen de almacenamiento, la avenida de proyecto es la máxima descarga probable, que se define como el mayor caudal que puede



esperarse razonablemente en una corriente determinada en un punto que se elija.

En la actualidad podrían ser usados diferentes métodos para la determinación de la avenida máxima del proyecto, abarcando las diversas posibilidades que se presentan para enfrentar el problema. En cada caso la metodología a ser usada dependerá, en gran parte, de la disponibilidad de información y de la experiencia del proyectista en el manejo de esta información.

La mayoría de los factores que intervienen en el ciclo Hidrológico son de carácter aleatorio, por lo que muchos de los métodos de estudio apelan a las probabilidades y estadísticas. En zonas en las cuales no se dispone de mediciones como es el caso de pequeñas cuencas, el empleo de fórmulas empíricas aún es de mucha importancia para el cálculo de las avenidas máximas.

10.110.1 Información HidrológicaInformación HidrológicaEn la quebrada Yanacocha, donde se ubica el vaso de la Represa de la laguna Yanacocha, no existen datos hidrométricos que registren avenidas por lo que este parámetro será estimado en base a la información de lluvias máximas (Precipitación Máxima en 24 horas) registradas en las estaciones ubicadas en el ámbito de la zona de estudio, habiéndose identificado una sola estación cercana a la zona de estudio adecuada para el análisis hidrológico.

La información de precipitaciones máximas en 24 horas que serán utilizadas es el de la estación Cerro de Pasco con 30 años de periodo de registro (1975 - 2008). La ubicación y características de la estación pluviométrica localizada cercana a la zona de estudio se presentan en el Cuadro N° 24.

Cuadro N° 24. Estación Pluviométrica disponible en la zona de estudio

Latitud Longitud Distrito Provincia Departamento

Cerro de Pasco 10°41' S 76°15' W Chaupimarca Pasco Pasco 4260 1975-2008

Periodo de Registro

EstaciónUbicación Altitud

(msnm)

Se realizó un análisis de consistencia con las pruebas T-F de Student y Fisher que analiza los saltos en la media y en la desviación estándar respectivamente y se determinó que la serie se encuentra dentro de los límites de confianza.

En el Cuadro N° 25 se puede observar la serie de valores extremos anuales de la estación disponible y en las Figura Nº 01 el diagrama de registros mensuales que expresa la variación de la precipitación máxima en función con el tiempo.

Los registros históricos de precipitación máxima en 24 horas mensuales, proporcionadas por el SENAMHI, se presentan en el Anexo 01.

Cuadro N° 25. Valores máximos anuales – Estación Cerro de PascoCuadro N° 25. Valores máximos anuales – Estación Cerro de Pasco



Nº Año MesPp max. 24 horas (mm)

Nº Año MesPp max. 24 horas (mm)

1 1975 Diciembre 30.00 16 1992 Setiembre 23.00

2 1976 Agosto 50.00 17 1993 Octubre 36.00

3 1977 Febrero 35.00 18 1994 Abril 35.70

4 1979 Marzo 30.00 19 1995 Febrero 25.10

5 1980 Enero 38.00 20 1998 Febrero 30.50

6 1981 Noviembre 43.00 21 1999 Enero 38.00

7 1983 Setiembre 40.00 22 2000 Diciembre 22.60

8 1984 Enero 30.00 23 2001 Enero 29.40

9 1985 Marzo 30.00 24 2002 Marzo 26.80

10 1986 Setiembre 44.00 25 2003 Setiembre 20.70

11 1987 Octubre 23.50 26 2004 Diciembre 33.20

12 1988 Diciembre 46.00 27 2005 Marzo 46.70

13 1989 Enero 37.00 28 2006 Noviembre 27.30

14 1990 Diciembre 40.00 29 2007 Diciembre 26.70

15 1991 Noviembre 27.00 30 2008 Febrero 18.50

10.210.2 Análisis de FrecuenciaAnálisis de FrecuenciaCon los valores de precipitación máxima en 24 horas (serie anual máxima) de la estación Cerro de Pasco se procedió a calcular las alturas de precipitación extrema probable correspondiente a diferentes períodos de retorno, sobre cuya base se estimara la descarga máxima para el diseño del vertedero de demasías, para ello se recurrió al software de cómputo, SMADA Versión 6.0. . El análisis de frecuencia se basa en las diferentes funciones de distribución de probabilidad teórica, se ha seleccionado las funciones de distribución Normal, Log-Normal, Pearson III, Log-Pearson III y Gumbel, por se las mas usadas en Hidrología para caso de eventos máximos.

Luego de obtener las alturas de precipitación para diferentes períodos de retorno, se procedió a efectuar la prueba de bondad de ajuste estadístico Smirnov – Kolgomorov para determinar la distribución de probabilidad que se ajusta satisfactoriamente a los datos de la muestra, de donde se pudo concluir todos los datos observados se ajustan a las distribuciones, sin embargo se ajustan mejor a la distribución Pearson III.



Figura N° 11. Diagrama de registros mensuales – Estación Cerro de PascoFigura N° 11. Diagrama de registros mensuales – Estación Cerro de Pasco

PRECIPITACION MAXIMA EN 24 HORAS - CERRO DE PASCO

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60E

ne

-75

Fe

b-7

6

Ma

r-7

7

Ab

r-7

8

Ma

y-7

9

Jun

-80

Ag

o-8

1

Se

p-8

2

Oct

-83

No

v-8

4

Dic

-85

En

e-8

7

Fe

b-8

8

Ab

r-8

9

Ma

y-9

0

Jun

-91

Jul-

92

Ag

o-9

3

Se

p-9

4

Oct

-95

Dic

-96

En

e-9

8

Fe

b-9

9

Ma

r-0

0

Ab

r-0

1

Ma

y-0

2

Jun

-03

Ag

o-0

4

Se

p-0

5

Oct

-06

No

v-0

7

Dic

-08

Año

Pre

cip

ita

cio

n (

mm

)



En el Anexo 02, se presenta los análisis de las funciones de distribución y sus respectivas pruebas de ajuste consideradas en el Estudio.

Para la formulación del presente estudio, se ha elegido los resultados de la Distribución Pearson III, dado que según la prueba de bondad Smirnov - Kolmogorov dichas distribuciones de probabilidad se ajusta satisfactoriamente a los datos de la muestra.

Finalmente los valores de Precipitación máxima de la distribución elegida, para diferentes periodos, están siendo compensadas por un factor de seguridad de 1.13 de acuerdo a la recomendación que realiza la Organización Metrológica Mundial, que toma en cuenta el número de lecturas en pluviómetro, que asume por seguridad en una vez por día.

En el Cuadro Nº 26 se presenta las precipitaciones máximas en 24 horas obtenidas a partir de las diferentes funciones de distribución.

Cuadro Nº 26. Precipitación Máxima para diferentes periodos de retornoCuadro Nº 26. Precipitación Máxima para diferentes periodos de retorno (mm)(mm)

500 56.54 64.88 60.72 64.35 70.64 68.61

200 54.04 60.20 57.24 60.15 64.52 64.68

100 51.99 56.59 54.45 56.83 59.89 61.53

50 49.74 52.90 51.50 53.36 55.23 58.20

25 47.24 49.07 48.33 49.68 50.54 54.62

20 46.36 47.80 47.25 48.45 49.02 53.40

10 43.36 43.68 43.65 44.37 44.22 49.33

5 39.73 39.17 39.51 39.78 39.22 44.65

Maximo Registrado: 50.00 mm N° Datos: 30

GumbelPp. Max. de

DiseñoT (años) Normal

Log Normal

Log Pearson Tipo III

Pearson Tipo III

10.310.3 Periodo de retorno y riesgo de excedenciaPeriodo de retorno y riesgo de excedenciaPara los efectos del cálculo de descargas máximas se han adoptado en éste proyecto los parámetros aceptados comúnmente en los estudios de Hidrología para diseño de presas. La descarga máxima para el diseño del vertedero será calculada para un periodo de retorno de 500 años y la estructura tendrá una vida útil de 50 años.

En cuanto a los riegos de excedencia, en general se aceptan riesgos más altos cuando los daños probables que se produzcan, en caso de que discurra un caudal mayor al de diseño, sean menores, y los riesgos aceptables deberán ser muy pequeños cuando los daños probables sean mayores.

La probabilidad de riesgo de excedencia para la estructura dependerá del periodo de retorno y de la vida útil de la obra proyectada:

La fórmula a usar es:

Donde:



R.E : Riesgo de Excedencia [%]T : Período de retorno [años]n : Vida útil [años]El siguiente cuadro se puede observar el riesgo de excedencia obtenido:

Cuadro Nº 27. Riesgo de excedencia vertedero de DemasíasCuadro Nº 27. Riesgo de excedencia vertedero de Demasías

Tipo de ObraPeríodo de

retorno (años)

Vida Util (años)

Riesgo de Excedencia

(%)Aliviadero de

Demasias500 50 9.53

10.410.4 Descargas MáximasDescargas MáximasComo no se cuenta con datos de caudales la descarga máxima será estimada mediante el Método del Hidrograma Triangular (cuencas de superficie mayor a 10 Km2), también como comprobación se hará uso del Modelo HEC-HMS.

Método del Hidrograma Unitario TriangularMockus (1) desarrolló un hidrograma unitario sintético de forma triangular. De la geometría del hidrograma unitario, se escribe el gasto pico como:

Donde:A = área de la cuenca en km2

tp = tiempo pico en horasqp= descarga pico en m3/s/mm.

Del análisis de varios hidrogramas, Mockus concluye que el tiempo base y el tiempo de pico tp se relacionan mediante la expresión:

tb= 2.67 tp

A su vez, el tiempo de pico se expresa como:

Donde:de = duración en exceso tr = tiempo de retraso, el cual se estima mediante el tiempo de concentración tc .

o bien con la ecuación:

Donde L es la longitud del cauce principal en metros, S su pendiente en % y tr el tempo de retraso en horas.

1 Mockus, Victor. Use of storm and watershed characteristics in syntetic unit hidrograph análisis and application. US. Soil Conservation Service, 1957.



La duración en exceso con la que se tiene mayor caudal pico, a falta de mejores datos, se puede calcular aproximadamente como:

Para cuencas grandes o como de=tc para cuencas pequeñas. El caudal máximo se determina tomando en cuenta la precipitación efectiva Pe.

Qmax = qp x Pe

Pe puede ser calculada tomando en cuenta los números de escurrimiento propuesto por el U.S. Soil Conservation Service:

Donde:Pe : Precipitación efectiva (cm)N : Número de curvaP : Altura de lluvia (cm)

La determinación del Número de Curva (N), se efectuó tomando en consideración la información recabada de la visita de campo en aspectos referentes a las condiciones del suelo y el uso de estos, relacionándolos con los factores metereologicos locales.

La subcuenca implicada en la evaluación, en términos generales, se pueden clasificar como de suelo tipo C, esto se deduce según el Cuadro siguiente:

Para obtener el valor de N de la subcuenca de captación, se debe tener en cuenta la descripción y tipo de cobertura, el siguiente cuadro muestra los diferentes valores de número de curva de escorrentía para las diferentes coberturas:

Descripción y tipo de cobertura

CondiciónHidrológica

Numero de curva para grupos de suelos hidrológicosA B C D

Pastos, forraje para pastoreo Mala 68 79 86 89Regular 49 69 79 84

Buena 39 61 74 80



Prados continuos, protegidos de pastoreo, y generalmente segado para heno

---- 30 58 71 78

Maleza mezclada con pasto de semilla, con la maleza como principal elemento

Mala 48 67 77 83Regular 35 56 70 77Buena 30 48 65 73

Combinación de bosques y pastos (huertas o granjas con árboles)

Mala 57 73 82 86Regular 43 65 76 82

Buena 32 58 72 79

Bosques Mala 45 66 77 83Regular 36 60 73 79

Buena 30 55 70 77

Predios de granjas, construcciones, veredas, caminos y lotes circundantes

--- 59 74 82 86

Fuente: U.S. Soil Conservation ServiceFuente: U.S. Soil Conservation Service

Utilizando la metodología mencionada, se ha obtenido los caudales de máximas avenidas para periodos de retorno de 200 y 500 años, resultados que se muestran en el Cuadro Nº 28.

Modelo HEC-HMSEl HEC-HMS es un programa de simulación hidrológica tipo evento, lineal y semidistribuido, desarrollado para estimar los hidrogramas de salida en una cuenca o varias subcuencas (caudales máximos y tiempos pico) a partir de condiciones extremas de lluvia, aplicando para ello algunos de los métodos de cálculo de histogramas de diseño, pérdidas por infiltración, flujo base y conversión en escorrentía directa que han alcanzado cierta popularidad en los EE.UU y por extensión en nuestro país.

El modelo HEC-HMS requiere la siguiente información: Información acerca de la precipitación histórica o de diseño. Información acerca de las características del suelo. Información morfométrica de las subcuencas. Información hidrológica del proceso de transformación de lluvia en

escorrentía. Información hidráulica de los tramos del cauce principal.



Cuadro N°28. Descargas Máximas – Método Hidrograma TriangularCuadro N°28. Descargas Máximas – Método Hidrograma Triangular

Longitud Tiempo de Caudal Número Altura de lluvia

del cauce concentración retraso pico base Unitario qp de curva

H (m.) L (Km.) S (m/m) tc (horas) tr tp tb (m3/s/mm) N T=200 T=500 T=200 T=500 T=200 T=500

Aliviadero de Demasias

14.04 228 5.52 0.041 1.98 1.19 2.18 5.82 1.34 86 29.32 32.77 7.10 9.12 9.51 12.22

Cálculo de la lluvia efectiva Pe.-Método de los Números de EscurrimientoUS.Soil Conservation ServiceSuelos textura tipo C

Para cuencas grandes:

Para cuencas pequeñas:

Quebrada Yanacocha

MicrocuencaEstructuraProyectada

Desnivel PendienteTiempo (horas) Luvia efectiva Caudal Máximo

(m3/s)Area

(km2) Pe(mm)P(mm)

32.202032

08.5508

2

NP

NP

Pe

rcp ttt

rc

p tt

t 2



Los resultados del Modelamiento HEC-HMS se presentan a continuación:

Cuadro N°29. Resultados del Modelo HEC-HMSCuadro N°29. Resultados del Modelo HEC-HMS

Del cuadro de resultados se puede observar que el valor del caudal máximo de avenidas para un periodo de retorno de 500 años obtenido es de 10.1 m3/s, con una precipitación total de 32.77mm.

Figura N° 12. Diagrama de Precipitación y descarga MáximaFigura N° 12. Diagrama de Precipitación y descarga Máxima



Finalmente el caudal de diseño de máximas avenidas para un periodo de retorno de 500 años será el mayor valor estimado por los dos métodos mencionados anteriormente, esto para dar un mayor margen de seguridad a la estructura a proyectar.

El valor de 12.22 m3/s (Método de Hidrograma Triangular) será usado para el diseño y dimensionamiento del vertedero de demasias.

11.011.0 CALIDAD DE AGUACALIDAD DE AGUA

11.111.1 Análisis de Calidad de AguaAnálisis de Calidad de AguaDurante el trabajo de campo, se ha tomado muestras de agua a la salida de la Laguna Yanacocha, las mismas que fueron analizadas, en el laboratorio de Análisis de Suelos, planta agua y fertilizantes de la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional Agraria La Molina; que incluyen parámetros físico-químicos como: CE, pH, Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Cloruro, Sulfato, Bicarbonato, Nitratos, Carbonatos, SAR y boro (Anexo 04).

Para la selección de parámetros, los criterios de interpretación para calidad de agua han sido tomados de la legislación ambiental vigente para calidad de agua para diferentes usos, Clase III para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales de la Ley General de Aguas DL 17752 y sus modificatorias (1983 – 2003) para cursos de agua superficial. Los resultados del análisis de aguas de las muestras tomadas dentro del ámbito de estudio, referido a cationes, aniones, conductividad eléctrica, sodio y pH, se muestran en el Cuadro Nº 30.

Cuadro N°30. Resultado de Análisis de AguaCuadro N°30. Resultado de Análisis de Agua

Parametro Und. Valor

CE (dS/m) 0.31

pH 7.97

Calcio (meq/l) 2.76

Magnesio (meq/l) 0.63

Sodio (meq/l) 0.01

Potasio (meq/l) 0.01

SUMA DE CATIONES 3.41

Cloruro (meq/l) 0.30

Sulfato (meq/l) 0.02

Bicarbonato (meq/l) 3.41

Nitratos (meq/l) 0.00

Carbonatos (meq/l) 0.00

SUMA DE ANIONES 3.73

RAS 0.01

Boro (ppm) 0.00

CLASIFICACION C2 - S1

11.211.2 Evaluación de la Calidad de Agua con Fines AgrícolasEvaluación de la Calidad de Agua con Fines Agrícolas



Según los resultados obtenidos las aguas de clase C2-S1 son aguas de una calidad buena para su uso en el riego de plantas, pero se podrían representar problemas de salinidad para el suelo, no existiendo perdida de infiltración por la cantidad de sodio que contiene.

C2 corresponde a un valor de salinidad medio y es clasificada como un agua de buena calidad para riego de diferentes cultivos a excepción de plantas sensibles que pueden mostrar estrés a sales. S1 representa el contenido de sodio que según los estándares empleados en el laboratorio no representan peligro para la permeabilidad del suelo, esta interpretación se basa en los estándares elaborados por la Universidad de California, Comité of Consultants 1974.

Cuadro N°31. Valores de Parámetros Recomendables del Agua para RiegoCuadro N°31. Valores de Parámetros Recomendables del Agua para Riego

SALINIDAD

Contenido de Sales

Conductividad Eléctrica Eca dS/m 0 - 3

Total Sólidos en Solución TSS mg/l 0 - 2000

CATIONES Y ANIONES

Calcio Ca++ mq/l 0 - 20

Magnesio Mg++ mq/l 0 - 5

Sodio Na+ mq/l 0 - 40

Carbonatos CO3-- mq/l 0 - 0.1

Bicarbonatos HCO3-- mq/l 0 - 10

Cloro Cl- mq/l 0 - 30

Sulfatos SO4-- mq/l 0 - 20

NUTRIENTES

Nitrato-Nitrógeno NO·-N mg/l 0 - 10

Amonio-Nitrógeno NH4-N mg/l 0 - 5

Fosfato-Fósforo PO4-P mg/l 0 - 2

Potasio K+ mg/l 0 - 2

VARIOS

Boro B mg/l 0 - 2

Acidez o Basicidad pH 6 - 8.5

Relación de Adsorcion de Sodio RAS 0 - 15

PARAMETROS Símbolos Unidad

Valores Normales en

Aguas de Riego

La aptitud del agua para riego se aprecia generalmente por el análisis químico que comprende los cationes del calcio, magnesio, sodio y potasio y los aniones cloro, sulfato, carbonato y nitrato. Para la clasificación del agua para riego se ha seguido los estándares presentados en el Cuadro Nº 31.

Del análisis del Cuadro Nº 32, se desprende que todos los parámetros, se encuentran dentro de los límites permisibles; motivo



por el cual se puede concluir que las aguas de la microcuenca estudiada son de buena calidad para riego.

Cuadro N°32. Valores de Parámetros Recomendables del Agua para RiegoCuadro N°32. Valores de Parámetros Recomendables del Agua para Riego

mínimo máximo

CE (dS/m) 0.31 0 3

pH 7.97 6 8.5

Calcio (meq/l) 2.76 0 20

Magnesio (meq/l) 0.63 0 5

Sodio (meq/l) 0.01 0 40

Potasio (meq/l) 0.01 0 2

Cloruro (meq/l) 0.30 0 30

Sulfato (meq/l) 0.02 0 20

Bicarbonato (meq/l) 3.41 0 10

Nitratos (meq/l) 0.00 0 10

Carbonatos (meq/l) 0.00 0 0.1

RAS 0.01 0 15

Boro (ppm) 0.00 0 2

ParámetroResultados de Análisis

Límites Permisibles

Es importante resaltar que la deficiencia o exceso de algunos de estos elementos puede causar los siguientes problemas: Un alto contenido de sodio trae problemas de toxicidad a los cultivos; el Potasio (K) es un elemento que actúa como nutriente del suelo por lo que su presencia en el agua es importante ya que mejorara la fertilidad del suelo. Una concentración se sulfatos por encima de los límites permisibles traería problemas de incrustaciones sobre todo en las plantas regadas por aspersión, un síntoma de esto es la presencia de depósitos blancos en las hojas, frutos y flores. El exceso de bicarbonatos causa incrustaciones que se manifiestan en la forma de depósitos blancos en las hojas y frutos de las plantas. El nitrógeno en las plantas y en el suelo se manifiesta en forma de nitratos, un exceso de nitrógeno puede sobre estimular el crecimiento, retardar la madurez o provocar cosechas de baja calidad, a pesar de que en algunos campos se ha presentado estos efectos, se recomienda realizar estudios mas detallados para poder identificar la causa del problema. Valores de RAS fuera de los límites permisibles afectan las propiedades del suelo, provocando la dispersión de la estructura de este, esta pérdida de la estructura es provocada por la dispersión de partículas que provocan el alto contenido de Na y el bajo contenido de Ca y Mg. La principal manifestación de este problema es en la perdida de infiltración del suelo, lo que impide el paso del agua a la capa radicular. Un alto contenido de boro trae problemas de toxicidad para las plantas. Los síntomas en las plantas se dan por la acumulación de este elemento en las hojas, sobre todo en sus bordes, cabe resaltar que los síntomas tardan en presentarse.

Aun cuando el valor de conductividad eléctrica se encuentra dentro de los límites permisibles, la muestra de agua de la laguna Yanacocha



podría presentar algún grado de restricción con relación al contenido de sales para fines agrícolas, pero pueden ser controladas con prácticas de lixiviación. En conclusión estas aguas son aptas para el riego.

11.311.3 Evaluación de la Calidad de Agua para Uso DomesticoEvaluación de la Calidad de Agua para Uso DomesticoPara establecer la calidad del agua con fines de consumo doméstico se ha tomado como referencia la Norma Peruana y las guías de la Organización Mundial de la Salud (OMS). De acuerdo a la OMS, las características físicas y químicas que determinan los límites permisibles para consumo humano se aprecian en el cuadro N° 33.

Cuadro N° 33. Límites Permisibles para Consumo Humano (OMS)Cuadro N° 33. Límites Permisibles para Consumo Humano (OMS)

Concentración Máxima Aceptable

Concentración Máxima Permitida

mg/l (ppm) – meq/l mg/l (ppm) - meq/l

Calcio 75 - 3,7 200 - 9,9

Magnesio 50 - 4,1 150 - 12,3

Sulfatos 200 - 4,2 400 - 8,3

Cloruros 200 - 5,7 600 - 17,0

pH 7 - 8,5 6,5 - 9,2

Sustancias

Se ha comparado los valores máximos permisibles de estas normas y criterios con las concentraciones de los parámetros determinados y se ha podido comprobar mediante el análisis del Cuadro N° 33, que las aguas de la microcuenca estudiada son de buena calidad para uso poblacional ya que, las muestras, se ubican dentro de la concentración máxima permitida para uso doméstico correspondiente al calcio, magnesio, sulfatos, cloruros y pH.

12.012.0 CONCLUSIONESCONCLUSIONES La zona de estudio corresponde a la microcuenca Yanacocha con

un área de drenaje de 14.04 Km2 y una altitud media de 4356 m.sn.m.

La precipitación promedio total anual en la zona de estudio es igual a 1,186.96 mm.

A falta de información, para el cálculo de las descargas medias mensuales de la microcuenca en estudio, se ha utilizado el modelo de generación de caudales, propuesto por la Misión Técnica Alemana (Modelo de Lutz). Para el proceso de generación de descargas se ha tomado en cuenta los valores de precipitación registrada en la estación Cerro de Pasco.

La oferta hídrica de promedio anual de la microcuenca se ha estimado en 0.315 m3/s que en términos de volumen equivale a 9.944 MMC anuales.

De acuerdo a la información recabada en campo se ha definido un área de riego de 1,160 ha de las cuales se pretende sembrar los cultivos de (Maca) (230 ha), Avena Forrajera (540 ha) y Pastos (390 ha).



La demanda agrícola del área de influencia del proyecto se ha determinado con tomando en consideración la cedula de cultivo, los datos climatológicos de la estación Cerro de Pasco y la eficiencia de riego. La demanda agrícola del proyecto calculada es del orden 3.020 MMC para la cédula de cultivos propuesta.

La demanda Poblacional del proyecto calculada es de 0.63 MMC para consumo humano en la localidad Villa de Pasco.

Existe un déficit de agua en la microcuenca para los meses de estiaje, (Mayo – Setiembre), para lo cual el volumen deficitario debe ser compensado con el volumen útil de la presa Yanacocha.

La simulación de la operación del embalse, indica un volumen de almacenamiento total de 3.17 MMC; de las cuales 2.76 MMC corresponden al volumen útil y 0.41 MMC al volumen muerto

Para el volumen total de almacenamiento, la altura de la presa sin considerar el bordo libre es de 6.13 m.

Para la microcuenca se ha estimado el caudal de máxima avenida mediante el método del Hidrograma Triangular y mediante el uso del modelo HEC-HMS, obteniendo un caudal máximo de avenidas de 12.22 m3/s.

De acuerdo a los análisis de laboratorio, las aguas de las microcuenca estudiada son de buena calidad para uso poblacional y principalmente para el riego dado que los parámetros de calidad se encuentran dentro de los límites permisibles.


Documents

Estudio Hidrologico_Presa Laguna Yanacocha