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INRENA Biblioteca
MINISTERIO DE AGRICULTURA INSTITUTO NACIONAL DE RECURSOS NATURALES
INRENA
SIMULACIÓN HIDROLÓGICA SISTEMA HIDRÁULICO VILAVILANI
(Estudio Hidrogeológico del Acuífero de las Pampas de la Varada -Hospicio)
TOMO I
E P10 S2V
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^ Túnel | General Lago»
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OCÉANO PACIFICO
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B O L I V I A
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WILLIAM SANCHEZ VERASTEGUI
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1996
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IQIP INRENA
Biblioteca
ÍNDICE GENERAL DEL ESTUDIO
1. GENERALIDADES
1.1 Introducción 1.2 Ubicación, Extensión y Acceso 1.3 Objetivos
2. SIMULACIÓN SISTEMA VILAVILANI
2.1 Tratamiento de la información hidrológica y su distribución espacial y temporal 2.2.1 Distribución espacial y análisis de frecuencia de la
precipitación total mensual 2.1.2 Gradiente de precipitación total mensual 2.1.3 Análisis de frecuencia de la descarga media mensual en
los cursos de agua de interés.
2.2 Generación de series temporales de descarga en los puntos de interés 2.2.1 Planteamiento del modelo de generación de series
temporales 2.2.2 Parámetros de ajuste 2.2.3 Series generadas
2.3 Determinación y proyección de las demandas agrícolas y poblacionales 2.3.1 Demandas poblacionales 2.3.2 Demandas agrícolas 2.3.3 Demandas totales
2.4 Descripción del sistema hidráulico del sistema Vilavilani
2.5 Simulación del sistema hidráulico
2.5.1 Consideraciones generales 2.5.2 Proceso de calibración 2.5.3 Descripción de escenarios simulados 2.5.4 Resultados obtenidos
3. CONCLUSIONES
ANEXOS:
A.1 DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA PRECIPITACIÓN A NIVEL MENSUAL
A.2 ANÁLISIS DE FRECUENCIAS DE LAS PRECIPITACIONES A.3 GRADIENTE DE PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL A.4 ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE LAS SERIES DE
DESACARGA A.5 REPORTES DE SALIDA DEL HEC4 A.6 REGISTROS DE DESCARGAS GENERADAS A.7 HIDROGRAMAS SIMULADOS OFERTA Y DEMANDA A.8 MANUAL DE OPERACIÓN DEL PROGRAMA DE
SIMULACIÓN A.9 REPORTES DE SALIDAS DE LA SIMULACIÓN
1. GENERALIDADES
1.1 Introducción
Es conocido que el recurso agua es un factor determinante en el desarrollo de los pueblos, por lo cual se hace necesario su adecuado manejo, sobre todo siendo un recurso escaso.
Esta situación se presenta al sur de nuestro país, específicamente en el departamento de Tacna, en el cual la oferta actual del recurso no abastece en forma satisfactoria las demandas totales.
Otro factor determinante de esta situación, es el incremento cada vez mayor de la demanda, la cual al no ser satisfecha, origina crisis y demás problemas relacionados al desarrollo.
Concientes de esta problemática es que se plantean planes de desarrollo, utilizando técnicas adecuadas para utilizar en forma óptima y conjunta el recurso (trasvases, reservónos, sistemas de conducción, mejoramiento y rehabilitación de sistemas de riego, explotación racional de agua subterránea, etc).
Así tenemos que la escorrentía superficial del río Caplina, a saber principal fuente de recarga del Acuífero La Varada, será afectada por todo un sistema de afianzamiento hídrico denominado Sistema Hidráulico Vilavilani, el cuál incrementará la oferta o disponibilidad del río Caplina.
En consiguiente es necesario conocer el planteamiento hidráulico del sistema de afianzamiento, su implementación en el tiempo y sus reglas de operación, a fines de conocer la oferta actual del agua y la disponibilidad esperada o futura.
En tal sentido el presente estudio, pretende conocer y determinar el comportamiento del sistema considerando diferentes escenarios y regímenes de funcionamiento.
1.2 Ubicación, Extensión y Acceso
La zona del sur del Perú está conformada por una serie de Departamentos, siendo Tacna uno de ellos; su demarcación política está gobernada por las cuencas de los ríos Locumba, Sama, Uchusuma y Caplina.
El Departamento de Tacna tiene sus puntos extremos en las coordenadas siguientes:
ORIENTACIÓN Latitud Sur Longitud Oeste Lugar
NORTE 16o44'00" 70o16'00" Entre las cumbres de los cerros Velarclane y Trisontón, altura 4800 msnms
ESTE 17027'42"
es ffoo" Punto en el río Caño, límite internacional entre Perú y Bolivia,
SUR 18o20'52" 70,,22,31)5" Límite entre Perú y Chile (Linea de la Concordia entre las quebradas Las Salinas y los Escritos)
OESTE 17o49'04" 71<>08'16" Desembocadura de la quebrada Icuy en el Océano Pacífico, entre los cerros Chorrillos y Mostaza
La altura del territorio de Tacna oscila entre 175 msnm (distrito Ite -Provincia Tacna) y los 3415 msnm (distrito Candarave - provincia Candarave). Sus límites son: por el Norte con los Departamentos de Moquegua y Puno; por el Este con la República de Bolivia; por el Sur con la República de Chile y por el Oeste con el Océano Pacífico o Mar de Grau.
El relieve y la altitud constituyen los factores fundamentales de diferenciación. El rasgo geográfico mas caracterizado de Tacna lo constituye su valle, en el cual sobre una explanada se ubica la ciudad. Los rasgos geoeconómicos mas importantes son: el ubérrimo valle de las partes bajas parcialmente cultivado y hacia las alturas, la región volcánica de azufre del Tacora.
De las tres grandes regiones ecológicas reconocidas en el Perú: costa, sierra y montaña, solamente las dos primeras encuentran representación, pues no existe montaña.
En la región ecológica sierra de Tacna se ubica la zona de cordillera que comprende los siguientes accidentes topográficos: La Cordillera
del Barroso cuyos picos más altos se elevan hasta 5 741 msnm (Nevado Barroso); la cadena de nevados aislados que termina en los nevados de Chupiquiña a 5 788 m con azufreras en su cumbre y ladera Este. Por su costado Oeste y cerca de la cumbre, pasa la línea de frontera con Chile, trazada por la Comisión de Límites Peruano -Chilena; el Nevado de Tacora, volcán extinguido con altura de 5 982 msnm. En sus laderas y faldas se ubican las azufreras, que quedaron en territorio chileno por efecto de la delimitación de fronteras postplebiscitaria.
El Departamento de Tacna tiene superficie de 16 075,89 km2, que incluye 0,16 km2 de superficie correspondiente al islote Ite ubicado frente ai distrito de Ite, en la provincia de Jorge Basadre. La superficie del Departamento de Tacna constituye el 1,25% del territorio nacional, en el que vive el 0,99% de la población del país.
Las cuatro provincias que conforman el Departamento de Tacna tienen las siguientes superficies: Tacna 8 066,11 km2; Tarata 2 819,96 km2; Jorge Basadre 2 928,72 km2 y Candarave 2 261,10 km2.
El clima del valle de Tacna no es uniforme debido a que las dos terceras partes de su territorio corresponde a la faja semiárida de la costa y una tercera parte se halla situada en las alturas de la cordillera. Las temperaturas mas frías corresponden a los meses de Julio y Agosto, entre tanto las máximas temperaturas se alcanzan en los meses de Enero y Febrero, estas varían de 19,50C a 220C.
Los meses de invierno se caracterizan por la frecuencia de neblinas. No sólo invaden los valles y la ciudad en los meses de Junio a Setiembre, sino que también se extienden a las pampas elevadas del Campo de la Alianza. Las neblinas en la ciudad de Tacna comienzan a disiparse por lo general de 10 a 11 am.
Con referencia a las lluvias, éstas son muy escasas, varían grandemente de un año a otro. Generalmente se realizan en los meses de Julio a Octubre y al igual que las neblinas contribuyen al desarrollo de la vegetación en las lomas.
Este departamento está situado al pie de la Meseta del Titicaca, que se eleva a 4 000 metros de altitud por sus flancos Norte y Este, abarcando territorios del Perú y Bolivia, en una zona volcánica, donde se levantan altos conos como el Tacora a 5 942 metros de altitud, (que con la nueva demarcación internacional ha quedado en territorio
chileno) y el sistema andino llamado Cordillera del Barroso donde se alzan los elevados picos Achacollo, Coruña, Casiro, Inuiña y el Antajave. En este elevado cerro de 5 663 metros de altitud se forma el río Maure, corriendo hacia el Este por una serie de plataformas de puna elevada, que colectan otras aguas que van a dar al desaguadero, uniéndose a las aguas del Uchusuma y otros que pasan por suelo boliviano.
Este sistema es el llamado Maure Grande, que nace en las sierras de Tacna como gran afluente del Desaguadero. Existe otro río llamado Maure Chico, que se forma en las altas punas de la provincia de Chucuito, recogiendo las aguas de Huacallani a Pizacoma, que también desemboca mas al norte en el Desaguadero.
Del flanco Oeste del Tacora se forman las primeras aguas del Caplina, el río que pasa por la ciudad de Tacna, después de haberse reunido las goteras de las quebradas del Diablo y Chero, corriendo hasta Pachía (1 195 msnm) y luego a Calaña (890 msnm), que son como unas repisas frágiles suspendidas sobre el desierto y los barrancos, casi verticalmente sobre el plácido y hermoso valle de Tacna.
El mar de Tacna es tranquilo y rico en variedad de especies marinas como: la cojinova, corvina, lenguado, bonito y otras que se extraen para consumo humano. Sus principales características son: Temperatura 180C; Salinidad 35 SM (0/00); Clorofila 1,4 ug/L y Fosfatos 1,1 ug-at/L.
El río Caplina es un afluente del sistema hidrográfico del Océano Pacífico; que al igual que todos los ríos de la costa peruana, es de recorrido corto, torrentoso y de régimen irregular; características que dan origen a períodos que motivan la falta de disponibilidad de agua superficial para satisfacer las demandas necesarias e indispensables para la programación del riego y otros usos.
La cuenca del río Caplina se ubica en la provincia y departamento de Tacna; geográficamente entre las coordenadas 69° 44' y 70° 335 de longitud Oeste, 17° 34' y 18° 08' de latitud Sur. Tiene un área de drenaje de 3 092 km2 hasta la desembocadura en el Océano Pacífico, incluyéndose 30 km2 que son trasvasados de las nacientes del río Sama.
15,8% del área total de la cuenca. El discurrir del río Caplina es algo sinuoso; desde su origen hasta la quebrada Chupiquiña va en dirección NE a SO; luego va en dirección E - O hasta la quebrada Cotañane; a partir de donde toma el rumbo NE - SO hasta el final de su recorrido.
El relieve general de la cuenca es de una Hoya Hidrográfica alargada, profunda, quebrada de fuertes pendientes; sus dimensiones promedio son: 100 km de largo y 25 km de ancho, el río Caplina nace de los nevados Achocolllo y Huancune con el nombre de quebrada Piscullane, posteriormente a la altura de la influencia de la quebrada Chupiquiña, a unos 16 km de su origen, toma el nombre del río Caplina, con el que es conocido en todo su recorrido.
En el cuadro N0 1.1, se resumen las características generales de la red hidrográfica del río Caplina; sus afluentes por la margen derecha, la quebrada Cotañane y, por la margen izquierda la quebrada Palca y el río Yungane o Uchusuma Bajo.
CUADRO N01.1
CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA HIDROGRÁFICO DEL RIO CARLINA
NOMBRE DEL RIO
1. CAPLINA a. Caplina (hasta Aguas Calientes) b. Quebrada Cotañane 2. QUEBRADA PALCA 3. UCHUSUMA B A J O O YUNGANE a. Uchusuma Bajo (hasta Chuschuco)
AREA DE LA CUENCA HÚMEDA
490,00
240,00
85,00
20,00
90,00
65,00
SECA 2605,00
325,00
75,00
115,00
415,00
150,00
TOTAL 3095,00
565,00
160,00
135,00
505,00
215,00
LONGITUD MAXIMA
(km)
69,00
54,00
15,00
35,00
56,00
30,00
PENDIENTE PROMEDIO
(%)
7,60
7,40
10,70
9,50
6,50
9,00 Fuente : Inventario, evaluación y uso racional de los recursos naturales de la costa. Cuenca de los Ríos Moquegua, Locumba, Sama, Caplina. ONERN 1976.
Las principales vías de comunicación son:
• La carretera Panamericana Sur, que atraviesa el Valle en los kilómetros 1 298 y 1 327 aproximadamente, uniendo la ciudad de Tacna y conectándola con el resto de ciudades más importantes del Sur y la Capital de la República.
• La carretera longitudinal al Valle, la cual une Tacna con los distritos de Pocollay, Pachía, la parte alta de la cuenca, el distrito de Palca y Anexos (112 km).
• De Tacna a la parte baja del Valle (cono de deyección Pampas de la Yarada-Hospicio) con Los Palos, La Varada y Boca del Río (40 km.).
• Servicio aéreo Tacna-Arequipa-Lima todos los días de la semana.
1.3 Objetivos
Evaluar el exdedente de agua superficial luego de satisfacer la demanda total del valle del río Caplina, el cual se considerará como oferta hídrica bruta para la recarga del acuífero de la Varada.
2.1 TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN HIDROLÓGICA Y SU DISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL
En vista que el Valle del río Caplina y, por consiguiente el acuífero de La Yarada se beneficiarán en el futuro con la derivación de las aguas provenientes de las cuencas de los rios Maure y Quebrada Uchusuma (Vertientes del Lago Titicaca), se ha realizado la evaluación de la oferta hídrica respectiva mediante la determinación del comportamiento espacial y temporal de la precipitación total mensual; así como de las curvas de duración de la descarga media mensual de los ríos antes mencionados y del Caplina, respectivamente.
Para tal fin, se tendrán por objetivos determinar la distribución espacial y temporal de la precipitación en el ámbito de estudio, asi como calcular la disponibilidad hídrica para valores de probabilidad de ocurrencia del 50%, 75% y 95 % respectivamente, de los ríos Maure (Estación Chuapalca), Quebrada Uchusuma (Estación Bocatoma Uchusuma), Quebrada Vilavilani (Estación Huaylillas Sur), río Uchusuma (Estación Piedras Blancas) y río Caplina (Estación Calientes). La información utilizada pertenece a las siguientes estaciones hidrometeorológicas:
CUADRO N0 2.1 UBICACIÓN DE ESTACIONES UTILIZADAS
DESCARGA MEDIA MENSUAL (m3/s)
ESTACIÓN
CALIENTES
PIEDRAS BLANCAS
BOCATOMA UCHUSUMA
HUAYLILLAS SUR
CHUAPALCA
CUENCA
CAPLINA
UCHUSUMA
UCHUSUMA
UCHUSUMA
MAURE
LONGITUD
TO'OT'OO"
ycn iw e^as'oo" BMffOO"
69°39'00"
LATITUD
IT-SI'OO"
17°58'00"
17°34,00"
ITMS'OO"
17e14'00"
ALTITUD
1300
800
4260
4250
4170
NORTE UTM
8025668
8012715
8057255
8031365
8094128
ESTE UTM
381481
374498
432591
413246
430698
PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (mm)
ESTACIÓN
LA YARADA
MAGOLLO
PALCA
CALAÑA
CHUAPALCA
CALIENTES
CUENCA
CAPLINA
CAPLINA
CAPLINA
CAPLINA
MAURE
CAPLINA
LONGITUD
70o23'00"
70°21'00"
6Q°5B'00"
70° 11 '00"
69°39'00"
70o07'00"
LATITUD
IS^H'OO"
IS'H'OO"
17°46'00"
17°56'00"
^ U ' O O '
ir-sroo"
ALTITUD
58
500
3142
875
4170
1300
NORTE UTM
7983058
7983085
8034977
8016403
8094128
8025668
ESTE UTM
353538
357063
397328
374474
430698
381481
La ubicación espacial de las estaciones hidrometeorológicas antes mencionadas pueden mostrarse en el siguiente mapa.
280000 300000 320000 34O00O 360000 330000 400000 420000 440000
UBICACIÓN ESPACIAL DE LA ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS
2.1.1 Distribución Espacial Y Análisis De Frecuencia De La Precipitación Total Mensual.
La distribución espacial de la precipitación a nivel mensual puede ser observada en el Anexo A.1. En base a esta distribución, se ha determinado los volúmenes precipitados medios mensuales mediante la utilización de las Isoyetas respectivas.
Los volúmenes precipitados medios mensuales en las cuencas Maure (desde su naciente ubicada en la Laguna Vilacota hasta la localidad de Chuapalca), Cuenca Uchusuma, Sub-Cuenca Uchusuma y Cuenca del Caplina, ha sido obtenido mediante un procedimiento de interpolación espacial consistente en determinar el producto ponderado de las áreas entre curvas de isoprecipitación y la media de los valores de precipitación sobre el área total de cada una de la cuencas.
Aplicando el método de isoyetas se tendrá:
yiArea^amppj Lampp = =•
AreaTotal
El volumen precipitado será :
Volpp = Lampp. AreaTotal
Donde:
Volpp = Volumen precipitado medio mensual sobre la cuenca. Lampp = Lámina precipitada media sobre la cuenca Area i = Area entre curvas de isoprecipitación AreaTotal = Area total de cada cuenca.
Las areas de las cuencas son las siguientes CUENCA Maure (Hasta Chuapalca) Cuenca Uchusuma Sub-cuenca Uchusuma Cuenca Caplina (Parte Alta) Cuenca Caplina (Parte Baja)
Area (km2) 1 567,0
263,8 505,0 490,0
2 605,0
Los volúmenes medios precipitados son mostrados a continuación:
CUADRO N0 2.2 VOLÚMENES MEDIOS PRECIPITADOS
VOLUMEN MEDIO PRECIPITADO(Hm3)
CUENCA
MAURE (HASTA CHUAPALCA) QDA. UCHUSUMA
CUENCA UCHUSUMA CARLINA ALTO
CARLINA BAJO
ENE
178,65
18,94
29,52
8,97
4,69
FEB
149,45
17,04
28,20
8,76
3,94
MAR
111,68
13,62
17,15
5,23
0,66
ABR
15,82
1,85
1,51
0,16
0,45
MAY
3,55
0,43
0,35
0,03
2,65
JUN
2,34
0,30
0,32
0,18
3,08
JUL
0,18
0,02
0,04
0,03
4,44
AGO
5,28
0,66
0,57
0,22
4,43
SET
4,44
0,60
0,76
0,48
4,75
OCT
11,85
0,96
1,48
0,48
1,57
NOV
36,26
4,69
4,44
0,58
1,83
DIG
84,43
6,81
10,34
2,59
2,27
TOTAL
603,92
65,93
94,67
27,73
34,77
A manera de comparación, la relación entre la oferta hídrica anual precipitada en la cuenca del río Maure (1 567 km2) y Quebrada Uchusuma (263,8 km2), ambas vertientes del Lago Titicaca, con respecto a la Cuenca del río Caplina (3 597 km2), incluyendo la sub-cuenca del Uchusuma, es aproximadamente dos y media veces mayor.
SECTOR
Cuenca Maure + Qda. Uchusuma Cuenca Caplina + Sub cuenca Uchusuma
VOLUMEN (Hm3) 669,85 157,17
LAMINA (mm) 635,3 257,4
RELACIÓN
2,5 1
Los análisis de frecuencia efectuados a los registros históricos de precipitación total mensual, se realizaron tomando como premisa la hipótesis de que las series mensuales se ajustan a los modelos: Normal 2p y/o Log-normal 2p.
Los criterios de decisión para la elección del modelo fueron dados por la prueba de ajuste de frecuencias de Chi-cuadrado, así como por la comparación entre las curvas de frecuencia observada y teórica.
Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
CUADRO N0 2.3 ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE PRECIPITACIÓN TOTAL
MENSUAL
ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (mm) ESTACIÓN CHUAPALCA
50%
75%
90%
ENE
73,88
21,60
16,08
FEB
84,83
39,70
0,15
MAR
65,33
31,69
2,19
ABR
3,26
0,44
0,06
MAY
2,30
0,00
0,00
JUN
1,21
0,00
0,00
JUL
0,87
0,00
0,00
AGO
2,95
0,00
0,00
SET
1,38
0,00
0,00
OCT
2,41
0,00
0,00
NOV
5,59
0,62
0,00
DIC
53,87
27,38
4,16
ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (mm) [ESTACIÓN PALCA ENE FEB MAR
50%
75%
90%
14,44
5,12
1,95
12,02
1,52
0,20
10,80
3,86
0,00
ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
4,92
1,90
0,78
ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (mm) ESTACIÓN CALAÑA
50%
75%
90%
ENE
2,38
0,57
0,15
FEB
1,05
0,17
0,03
MAR
0,39
0,12
0,04
ABR
0,38
0,12
0,04
MAY
0,59
0,06
0,01
JUN
0,88
0,19
0,04
JUL
1,03
0,14
0,02
AGO
1,87
0,74
0,31
SET
2,14
0,99
0,49
OCT
0,80
0,29
0,11
NOV
1,36
0,26
0,05
DIC
1,13
0,40
0,15
ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE PRECIPITACIÓN TOTAL MENSUAL (mm) ESTACIÓN CALIENTES
50%
75%
90%
ENE
1,99
0,32
0,05
FEB
5,71
1,36
0,35
MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC
0,41
0,60
0,01
Nota: (No se puede realizar el Análisis de Frecuencias respectivo por presentar las series en su gran mayoría valores cero.)
El desarrollo del análisis de frecuencia de la precipitación total mensual se presenta en el anexo A.2.
2.1.2 Gradiente De Precipitación Total Mensual
Con la finalidad de describir el comportamiento espacial de la precipitación total mensual a lo largo de lo que será la ruta del sistema de trasvase y conducción de las aguas del río Maure y Quebrada Uchusuma hacia el río Caplina, se realizó el trazo de la precipitación total mensual versus la distancia acumulada en línea recta a través de las estaciones Challapalca - Chuapalca - Qda. Uchusuma -Calientes - Calaña y La Varada.
Los resultados pueden ser descritos en base al gradiente de precipitación total mensual, de la siguiente manera :
CUADRO N0 2.4 GRADIENTE DE PRECIPITACIÓN
I GRADIENTE DE PRECIPITACIÓN APP/AL (mm/km) I
ESTACIONES
CHAUAPALCA-CHUAPALCA
CHUAPALCA-UCHUSUMA
UCHUSUMA-CALIENTES
CALIENTES-CALAÑA
CALANA-LA VARADA
ENE
1,081
0,631
1,222
0,272
0,109
FEB
1,351
0,340
1,012
0,544
0,109
MAR
0,811
0,558
0,698
0,136
0,000
ABR
-0,027
0,136
-0,003
0,204
0,027
MAY
-0,003
0,032
0,017
-0,109
0,043
JUN
0,014
0,015
0,010
-0,109
0,049
JUL
0,003
0,000
0,001
-0,153
0,063
AGO
0,091
0,022
0,021
-0,170
0,076
SET
-0,020
0,032
0,024
-0,156
0,071
OCT
0,014
0,087
0,070
-0,068
0,027
NOV
-0,270
0,291
0,227
-0,136
0,054
DIG
0,135
0,583
0,454
-0,014
0,060
El gradiente de precipitación total mensual presentado tiene por finalidad describir la distribución espacial de la precipitación desde el Altiplano hasta La Varada a lo largo del año. Los mayores gradientes de precipitación se dan para el mes de Febrero entre las estaciones Challapalca y Chuapalca y para el mes de Enero entre las estaciones Uchusuma y Calientes.
La utilidad de tales cálculos estará dada en el proceso de generación de series temporales al elegir los modelos de regresión múltiple entre series de descarga y precipitación respectivamente.
En el Anexo A.3 se presenta en forma gráfica el gradiente de precipitación total mensual.
2.1.3 Análisis de Frecuencia de la Descarga Media Mensual en los Cursos de Agua de ínteres.
Los análisis de frecuencia efectuado a cada uno de los registros históricos de descarga media mensual al igual como se hizo con los registros de precipitación total mensual, se realizaron tomando como premisa la hipótesis de que las series mensuales se ajustan a los modelos: Normal 2p y/o Log-normal 2p.
Por otro lado, los criterios de decisión para la elección del modelo fueron dados por la prueba de ajuste de frecuencias de Chi-cuadrado, así como por la comparación entre las curvas de frecuencia observada y teórica. Las pruebas de ajuste para el análisis de frecuencia de las series de descarga se presentan en el Anexo A.4.
Los resultados obtenidos son los siguientes :
CUADRO N0 2.5 ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE DESCARGA MEDIA MENSUAL
I ANÁLISIS DE FRECUENCIA DE DESCARGA MEDIA MENSUAL (m3/s) I
ESTACIÓN CHUAPALCA
50%
75%
90%
ESTACIÓN BOCATOMA UCHUSUMA 50%
75%
90%
ESTACIÓN HUAYLILLAS SUR 50%
75%
90%
ESTACIÓN CALIENTES
50%
75%
90%
ESTACIÓN PIEDRAS BLANCAS 50%
75%
90%
ENE
2,80
1,78
1,19
ENE
0,78
0,63
0,49
ENE
0,87
0,72
0,59
ENE
1,24
0,60
0,03
ENE
0,61
0,43
0,96
FEB
3,59
1,85
1,01
FEB
0,95
0,86
0,78
FEB
0,81
0,70
0,59
FEB
1,48
0,96
0,65
FEB
0,63
0,50
0,40
MAR
3,00
1,65
0,96
MAR
1,23
0,89
0,59
MAR
0,80
0,68
0,57
MAR
1,24
0,96
0,77
MAR
0,59
0,48
0,39
ABR
2,23
1,79
1,47
ABR
0,84
0,62
0,43
ABR
0,73
0,67
0,62
ABR
0,82
0,61
0,42
ABR
0,45
0,35
0,28
MAY
2,57
1,98
1,46
MAY
0,63
0,49
0,36
MAY
0,74
0,62
0,52
MAY
0,72
0,60
0,50
MAY
0,51
0,36
0,22
JUN
2,46
2,19
1,94
JUN
0,57
0,54
0,51
JUN
0,79
0,70
0,62
JUN
0,69
0,60
0,50
JUN
0,55
0,41
0,27
JUL
2,44
2,16
1,90
JUL
0,64
0,51
0,38
JUL
0,78
0,69
0,61
JUL
0,67
0,57
0,49
JUL
0,54
0,40
0,27
AGO
2,35
2,05
1,79
AGO
0,60
0,57
0,54
AGO
0,74
0,65
0,58
AGO
0,66
0,55
0,46
AGO
0,55
0,43
0,31
SET
2,21
1,91
1,64
SET
0,58
0,50
0,44
SET
0,67
0,63
0,59
SET
0,63
0,53
0,44
SET
0,49
0,38
0,28
OCT
2,07
1,81
1,57
OCT
0,54
0,48
0,43
OCT
0,66
0,54
0,44
OCT
0,60
0,50
0,40
OCT
0,48
0,34
0,22
NOV
2,16
1,88
1,62
NOV
0,60
0,54
0,47
NOV
0,73
0,60
0,48
NOV
0,60
0,50
0,40
NOV
0,50
0,34
0,20
DIC
2,52
2,13
1,78
DIC
0,64
0,55
0,48
DIC
0,61
0,38
0,16
DIC
0,66
0,54
0,43
DIC
0,53
0,37
0,23
Los volúmenes de descarga anual para valores de persistencia del 50%, 75% y 90% son mostrados en el cuadro siguiente:
CUADRO N0 2.6 VOLÚMENES ESCURRIDOS
ESTACIÓN CHUAPALCA
50%
75%
90%
ESTACIÓN BOCATOMA UCHUSUMA
50%
75%
90%
ESTACIÓN HUAYLILLAS SUR
50%
75%
90%
ESTACIÓN CALIENTES
50%
75%
90%
ESTACIÓN PIEDRAS BLANCAS
50%
75%
90%
VOLUMEN ANUAL ESCURRIDO(HmJ)
79,71
60,84
46,26
VOLUMEN ANUAL ESCURRIDOflW)
22,56
18,74
15,44
VOLUMEN ANUAL ESCURRIDOÍHm3)
23,46
19,86
16,71
VOLUMEN ANUAL ESCURRIDO(HmJ)
26,19
19,63
14,38
VOLUMEN ANUAL ESCURRIDOíHm3)
16,89
12,47
8,73
Considerando los valores del volumen anual escurrido al 50% de persistencia, se puede observar que para las condiciones actuales, el potencial que puede ser derivado desde la laguna Casiri, Quebrada Uchusuma y la explotación del agua subterránea del Ayro, representa el 54,4 % del volumen anual escurrido en el Caplina.
A futuro, el potencial que pueda ser derivado desde el río Maure (Captación Calachaca y Chuapalca), incrementará la oferta hídrica del Caplina en un 185,0 %.
Las aseveraciones anteriores, están referidas a condiciones máximas de captación, lo cual será afinado con la simulación hidrológica del Sistema hidráulico Vilavilani.
2.2 GENERACIÓN DE SERIES TEMPORALES DE DESCARGA EN LOS PUNTOS DE INTERÉS
Luego de analizarse la Oferta hídrica bruta derivable hacia la cuenca del río Caplina, es necesario contar con series generadas de las descargas medias mensuales de los ríos Maure, Uchusuma y Caplina. Estas descargas generadas serán utilizadas en la simulación del comportamiento del Sistema Hidráulico Vilavilani.
£80000 300000 320000 340000 360000 380000 iOOOOO 4?0000 440000
PLANO DE UBICACIÓN DE CUENCAS EN ESTUDIO
Las series de descargas medias mensuales generadas corresponden a los ríos: Maure (Estación Ancoaque y Chuapalca), Quebrada Uchusuma (Estación Bocatoma Uchusuma) y Caplina (Estación Calientes).
2.2.1 Planteamiento del Modelo de Generación de Series Temporales
La generación de las series temporales de descargas se ha realizado mediante la aplicación de modelos multivariados que relacionan las descargas medias mensuales con la precipitación total mensual.
La expresión general de un modelo multivariado es la siguiente :
y = Po + pi Xi + p2 X22 + + pm Xn
n + e
Donde: y : Variable dependiente x i : Variables independientes pi: Parámetros de ajuste s : Variable aleatoria
Para el caso particular del presente análisis, se ha optado por aplicar modelos lineales multivariados, ya que generalmente la relación entre la descarga y la precipitación adopta una forma lineal. La ecuación reducida es la siguiente :
y = p0+ P1X1+P2X2+ + PmXn + 8
La solución consiste en encontrar los valores de la matriz de parámetros (3, mediante la aplicación de las ecuaciones siguientes:
[Sx] [ p] + [e] = [Sy]
[ p] = [Ex]"1 [Sy]
Donde:
[Sy] Vector columna de los 'n' elementos de la variable dependiente y.
[Ex] Matriz de los 'n' x 'm' variables
independientes xi.xa.xs, Xm
[Ex]"1 Matriz inversa de [Ex]
[ p] Vector columna de los 'm' parámetros desconocidos
[e] Vector aleatorio de 'm' elementos
Para dar solución a los modelos antes mencionados se ha utilizado el Programa HEC4, el cual es distribuido por el Hydrologic Engineering Center - Corps of Engineers US Army.
Toda vez que las series generadas en base a modelos estocásticos dependen de condiciones iniciales aleatorias, se han generado dos series mensuales cada una de las cuales tiene una extensión de 50 años. Para fines de realizar la simulación se tomarán las dos series generadas para diferentes escenarios.
En base a la evaluación del comportamiento espacial y temporal de las variables de descarga media mensual y precipitación total mensual estudiadas en el item precedente, se han propuesto los siguientes modelos lineales de rango completo:
a. Río Maure (Estación Chuapalca)
Q.Chuapalca(i) = p(i) x Pp.Chuapalca(i) + S(i)
Donde:
Q.chuapaica(i) : Caudal medio para el mes i
Pp.Chuapaica(i): Precipitación total para el mes i
p(0 : Parámetro de ajuste.
6(i) : Variable aleatoria
b. Río Maure (Estación Ancoaque)
Q.Ancoaque(i) = J3(i) x Q.Chuapalca(i) + S(i)
Donde:
Q.Ancoauque(i) : Caudal medio para el mes i
Q.chuapaica(i) : Caudal medio para el mes i
J3(i) : Parámetro de ajuste.
6(i) : Variable aleatoria
c. Quebrada Uchusuma (Estación Bocatoma Uchusuma)
Al observarse que no existe suficiente correlación entre la descarga media mensual observada en la estación Uchusuma con la descarga media mensual o precipitación total mensual observada en algún otro punto del ámbito estudiado, se optó por generar la serie mediante un proceso autoregresivo de primer orden.
Q-Uchusumat - (oc1 . t - l ) X Q.uchusuma t - l X 8 t-1 + R t
Donde:
Q-uchusumat : Caudal medio en Uchusuma para el mes t
(a1 ,t-1) : Primer coeficiente de autoregresión
et-1 : Componente estocástíco
Rt : Residuo
d. Río Caplina (Estación Calientes)
Q.Calientes(i) = J3i,i Pp.Calientes(i) + p2,¡ Pp.Toquela(i)
Donde:
Q.caiientes(i) : Caudal medio en Calientes para el mes i
Pp.caiientes(i): Precipitación total en Calientes para el mes i
Pp.Toqueia(i) : Precipitación total en Toquela para el mes i
pi,32 : Parámetros de ajuste.
2.2.2 Parámetros de Ajuste
Los parámetros de ajuste (p) para los ríos Maure y Caplina y, (ai,n) para la Qda. Uchusuma son mostrados en cuadro adjunto :
CUADRO N0 2.7 PARÁMETROS DE AJUSTE
PARÁMETROS DE AJUSTE PARA LOS MODELOS LINEALES
VARIABLES
DESCARGA MEDIA MENSUAL MAURE-CHUAPALCA - Precipitación total
mensual Chuapalca
DESCARGA MEDIA MENSUAL MAURE-ANCOAQUE - Caudal medio mensual
Chuaplaca
DESCARGA MEDIA MENSUAL UCHUSUMA
(al.M)
DESCARGA MEDIA MENSUAL CAPLINA - Precipitación total
mensual Toquela - Precipitación total
mensual Calientes
ENE
0.574
0.572
0.410
0.623
0.322
FEB
0.399
0.973
0.681
0.528
0.386
MAR
0.300
-0.589
0.216
0.342
0.334
ABR
0.252
-0.388
0.383
0.086
0.251
MAY
-0.043
-0.282
0.585
0.351
0.133
JUN
0.272
-0.365
0.558
-0.500
0.191
JUL
-0.102
-0.207
0.563
-0.331
0.324
AGO
0.117
-0.021
0.540
0.426
-0.109
SET
0.???
-0.197
0.720
0.813
0.309
OCT
0.065
-0.068
0.517
0.531
0.492
NOV
0.320
0.126
0.225
0.347
0.275
DIC
-0.016
0.482
0.600
0.478
-0.093
La presencia de valores negativos entre los meses de mayo a julio son explicados por el aporte de manantiales existentes a lo largo de los cauces de los ríos Maure y Caplina, en los cuales se observa que a pesar de no existir precipitación en dichos meses, existe un caudal mínimo y constante.
Mención aparte merecen los valores negativos correspondientes a Ancoaque, los cuales son explicados por la permanencia de caudales que filtran desde la laguna Vilacota y que originan un caudal mínimo permanente en el sector de Ancoaque.
Los reportes de salida del programa HEC4 para cada uno de los modelos planteados son mostrados en el Anexo A.5.
2.2.3 Series generadas
Las series observadas y generadas para los ríos Maure (estaciones Ancoaque y Chuapalca); Quebrada Uchusuma (estación Bocatoma Uchusuma) y Caplina (estaciones Calientes) se muestran en los gráficos NT 2.1, 2.2 , 2.3 y 2.4. Los registros de las series generadas se muestran en el Anexo A.6.
Como ya se explicó anteriormente, para cada uno de los modelos se muestran dos series, cada una de las cuales serán utilizadas posteriormente en la simulación del sistema hidráulico.
Finalmente a manera de comprobación del grado de homogeneidad de las series generadas, se han graficado los descriptores principales correspondientes a las series observadas y generadas (Gráficos N0 2.5, 2.6 y 2.7).
En estos gráficos se observa el grado de confianza en la aplicabilidad de los modelos, ya que la media y la variancia de las series mensuales generadas, presentan una tendencia similar y aceptable respecto a los descriptores de las series observadas,
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DEL RIO MAURE - ESTACIÓN CHUAPALCA (Serie N'01)
•8 n
e 1 3
12,00
10,00
8,00
6,00 -:
4,00 4
2,00
0,00
Serie Observada : 1964-1994
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Años
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DEL RIO MAURE - ESTACIÓN CHUAPALCA (Serie Ho02)
m B « •o 3 ni O
12,00
10,00 i
8,00
6,00
4,00
2,00 4
0,00
Serie Observada . 1964-1994
-+-I960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Años
2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045
GRÁFICO N02.1
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DE LA QUEBRADA UCHUSUMA (Serie N0 01)
1,200
1,000
S" 0,800
r o,60o t-«o f
g 0,400 u
0,200 Sene Observada 1963-1988
0,000 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003 2008 2013 2018 2023 2028 2033 2038
Años
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DE LA QUEBRADA UCHUSUMA (Serie N0 02)
1,200
1,000
0,800
>- 0,600
0,400
0,200 Sene Observada 1963-1988
0,000
1963
I I I I I I I I I I I I I I I I I I [ I i I I I I I I I I l I i - 1 I I I I I I I I - t I I I I M I I •! • - t — 1 - + I I I
1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003
Años
GRÁFICO N* 2,2
2008 2013 2018 2023 2028 2033 2038
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DEL RIO CAPLINA (Serle N'OI)
3,00
2,50 -
_ 2,00
ñ E
r 1,50 -
1 O 1,00
0,50 0,00 • ' i • ' ' • i ' • • ' i • ' ' • i • ' • ' i ' • ' ' i | . . . . i , . . . i . . . . | i
2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995
Años
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DEL RIO CAPLINA (Serie N'OZ)
3,00
2,50
2,00
§ 1.50
1,00
0,50
0,00 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Años
GRÁFICO N* 2 3
DESCARGAS OBSERVADAS Y GENERADAS DEL RIO MAÜRE - ESTACIÓN ANCOAQUE
1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009
A ñ o s
2014 2019 2024 2029 2034
GRÁFICO N0 2.4
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE OBSERVADA DE DESCARGAS DEL RIO MAURE • ESTACIÓN CHUAPALCA
§ < o
DESCRIPTORES PRINaPALES DE LA SERIE GENERADA N"01 PARA EL RIO MAURE- ESTACIÓN CHUAPALCA
-PROMBX)
DESVEST
-MM
DESCRIPTORES PRINaPALES DE LA SERIE GENERADA N°02 PARA EL RIO MAURE- ESTACIÓN CHUAPALCA
-PROMEDIO
DESVEST
-MAX
-MM
GRÁFICO N0 2.5
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE OBSERVADA DE DESCARGAS DE LA QUEBRADA UCHUSUMA
1 -1
< 3
s
3000,0
2500,0
2000,0
1500,0
1000,0
500,0
0.0
-PROMBDIO
DESVEST
-MN
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE GENERADA N" 01 PARA LA QUEBRADA UCHUSUMA
- PROMEDIO
DESVEST
-M^X
-MN
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE GENERADA N" 02 PARA LA QUEBRADA UCHUSUMA
3000
2500
-PROMBX)
DESVEST
-MAX
-MN
GRÁFICO N0 2.6
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE OBSERVADA DE DESCARGAS DEL RIO CAPLINA
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE GENERADA N°01 PARA EL RIO CAPLINA
20000
18000
16000
14000
§• 12000
< 10000 Q 9
g 8000
6000
4000
2000
0 6 7
MES
10 12
DESCRIPTORES PRINCIPALES DE LA SERIE GENERADA NTO PARA EL RIO CAPLINA
2.3 DETERMINACIÓN Y PROYECCIÓN DE LAS DEMANDAS AGRÍCOLAS Y POBLACIONALES
El concepto de demanda, en el ámbito de la planificación de los recursos hidráulicos, se entiende como el requerimiento de los diversos grupos de usuarios para satisfacer sus necesidades en cuanto a cantidad y calidad de agua; por lo que de acuerdo a una situación deseable, deben entenderse como reservas de agua en fuente.
El conocimiento anticipado de las demandas de agua es imprescindible para el proceso de simulación de la operación del sistema hidráulico de abastecimiento de agua para Tacna y áreas agrícolas del valle del Caplina.
La estimación de la demanda hídrica, necesaria para realizar el balance en la cuenca del río Caplina, consiste en determinar el requerimiento de agua para uso poblacional y agropecuario que satisfaga las necesidades en cuanto a calidad y cantidad.
Estas demandas se analizarán y calcularán según las siguientes actividades:
a) Demanda de Agua para Uso Poblacional.
Se consideran dos tipos de demanda: para el medio urbano y para el medio rural.
La demanda de agua dentro del medio urbano corresponde al uso doméstico, uso municipal y uso industrial-urbano. Para su determinación se procede de acuerdo a la siguiente secuencia:
Localización de los centros poblados Cuantificación de la población urbana en base a las tasas de crecimiento, teniendo en consideración el proceso migratorio interno y la proyección de la población urbana dentro del modelo prospectivo; es decir, distribución de población en función de los recursos naturales (Política de Ocupación del Espacio).
Estimación de la dotación de agua per capita, de acuerdo a las condiciones particulares de la población. Proyección de la dotación individual. Cuantificación de la demanda.
b) Demanda de Agua para Uso Agropecuario
Esta demanda se estima de acuerdo a los requerimientos de agua de los cultivos y consumo pecuario con el fin de cubrir las necesidades alimentarias, para productos intermedios o insumos y, para la exportación.
2.3.1 DEMANDAS POBLACIONALES
Para el cálculo de las demandas poblacionales ha sido necesario contar con información del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), respecto a datos de información censal, así como con información proporcionada por la Empresa Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Tacna (EMAPA).
a) Distribución de la Población
Según el IX Censo de Población y IV de Vivienda de 1993, la población total del departamento de Tacna es de 223768 habitantes, y su variación en el tiempo se muestra en el siguiente cuadro:
CUADRO N0 2.8
POBLACIÓN TOTAL CENSADA Y NO CENSADA EN LOS CENSOS DEL PRESENTE SIGLO
AÑO
1940 1961 1972 1981 1993
POBLACIÓN | TOTAL 37512 67800 99524 147693 223768
CENSADA 36349 66024 95444 143085 218353
NO CENSADA 1163 1776 4080 4608 5415
FUENTE: INEt - Censo Nacional de 1940, 1961, 1972, 1981 y 1993
La población de Tacna, entre 1981 y 1993, experimentó una tasa de crecimiento promedio anual de 3,5%, siendo esta tasa menor a la registrada en el período 1972 y 1981 (4,4%).
CUADRO N0 2.9
POBLACIÓN TOTAL Y TASA DE CRECIMIENTO EN LOS CENSOS DEL PRESENTE SIGLO
AÑO
1940 1961 1972 1981 1993
POBLACIÓN TOTAL
37512 67800 99524 147693 223768
INCREMENTO
INTERCENSAL
30288 31724 48169 76075
ANUAL
1442 2884 5352 6340
TASA DE CRECIMIENTO INTERCENSAL
íPramedio
2,9 3,6 4,4 3,5
FUBgTE INB- Censos Nacionales de 1940,1961,1972,1981 y 1993
Según la división Político-Administrativa, el departamento de Tacna tiene 4 provincias y 26 distritos, existiendo una desigual distribución de la población; la provincia de Tacna, las mas poblada del departamento, es 23 veces la población de la provincia de Tarata que es la menos poblada y quince veces la población de Jorge Basadre, segunda provincia en importancia poblacional.
CUADRO N0 2.10
DISTRIBUCIÓN RELATIVA DE LA POBLACIÓN TOTAL SEGÚN PROVINCIAS, 1972, 1981 Y 1993 (Por Ciento)
PROVINCIA
TOTAL
TACNA 1/ CANDARAVE 1/ 2/ JORGE BASADRE 1/ 3/ TARATA 1/
1972
100 (99524)
72 9,1 10,6 8,3
1981
100 (147693)
77,3 6,2 10,9 5,6
1993
100 (223768)
86,5 4,2 5,6 3,7
1/ Reconstruidas de acuerdo a la división poliWco- Administrativa de 1993 2/ Fue creada por ley N" 24887, el 15 de Setiembre de 1988 3/ FUe creada por ley N° 24799, el 19 de Abril de 1988 FUBITE MB - Censos Nacionales de 1972,1981 y 1993
Tacna es la provincia que crece a una mayor velocidad situándose por encima del promedio departamental (3,5%); en el período intercensal 1981-1993 crece en 4,5%.
CUADRO N0 2.11
POBLACIÓN TOTAL Y TASA DE CRECIMIENTO, SEGÚN PROVINCIAS 1972, 1981 Y 1993
PROVINCIA
TOTAL
TACNA 1/ CANDARA VE 1/ 2/ JORGE BASADRE 1/ 3/ TARATA 1/
1972
99524
71661 9030 10534 8299
1981
147693
114133 9179 16079 8302
1993
223768
193514 9414 12555 8285
TASA DE CRECIMIENTO INTERCENSAL
(Promedio Anual) 1972-1981
4,4
5,2 0,2 4,8
0,0a/
1981-1993 3,5
4,5 0,2 -2
0,0a/ a/ menor a 0,1
1/ Reconstruidas de acuerdo a la división politico- Adrrinistrativa de 1993
2/ Fue creada por ley K 24887, el 15 de Setietrbre de 1988
3/ Fue creada por ley NT 24799, el 19 de Abril de 1988
FUENTE INB- Censos Nacionales de 1972,1981 y 1993
La población en los centros poblados urbanos del departamento de Tacna representa el 89,7% del total, observándose que sólo la provincia de Tacna supera dicho promedio (93,8%). Del total de la población urbana, la provincias de Tacna concentran el 90,4% de la población del departamento.
CUADRO N0 2.12
POBLACIÓN TOTAL Y URBANA NOMINALMENTE CENSADA SEGÚN PROVINCIAS, 1981 Y 1993
PROVINCIA
TOTAL
TACNA 1/ CANDARAVE 1/ 2/ JORGE BASADRE 1/ 3/ TARATA 1/
1981
TOTAL 143085
110572 8919 15551 8043
URBANA ABS. 122187
100830 4034 11585 5738
% 85,4
91,2 45,2 74,5 71,3
1993 |
TOTAL 218353
188759 9238 12175 8181
URBANA | ABS
195949
177058 5004 7412 6475
% 89,7
93,9 54,2 60,9 79,1
1/ Reconstruidas de acuerdo a la división poliítico- Administrativa de 2/ Fue creada por ley N° 24887, el 15 de Setiembre 3/ Fue creada por ley N° 24799, el 19 de Abril de FUENTE: INEI - Censos Nacionales de 1981 y
Para determinar el dato de población actual, necesario para efectuar las extrapolaciones de población, se tomará el valor de 177 058 habitantes que corresponde a la población urbana de la provincia de Tacna (censo 1993), presentando una tasa de crecimiento poblacional de 4,5% (período intercensal 1981 -1993).
b) Tasa de Crecimiento
El Plan Maestro Preliminar, del Programa de Mejoramiento del Sector Saneamiento Básico, elaborado por SANIPLAN, para EMAPA, formula que la tasa de crecimiento poblacional para Tacna, tendrá una tendencia lineal con pendiente negativa, es decir decrecerá en el tiempo, como se puede observar en el siguiente gráfico:
GRÁFICO N0 2.8
5,00
4,00
d 3,00
I 2,00
1,00
1993
Tendencia de la Tasa de Crecimiento
y = -0,085x+ 4,5874 Fe=i
1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007
Años
2009 2011
—
2013
FUENTE: EMAPA - Plan Maestro Preliminar, 1994. SANIPLAN
Del gráfico anterior y de acuerdo con la ley de variación de la tasa o razón de crecimiento poblacional, se pueden determinar los diferentes valores que tomará dicha tasa en el tiempo.
c) Dotación per Capita
Para definir la dotación para el abastecimiento poblacional se ha visto por conveniente considerar dos valores, el primero de 250 l/hab/dia para el periodo comprendido hasta el año 2004; y el segundo de 200 l/hab/dia desde el 2005 hacia adelante.
Esto se hizo considerando las políticas propuestas dentro del plan de EMAPA, el cual formula la optimización del sistema de abastecimiento, minimizándose las pérdidas en el sistema, con la consiguiente disminución de las dotaciones. Las mencionadas dotaciones incluyen las demandas domésticas, comerciales, industriales, estatales y las pérdidas en el sistema.
d) Cuantíficación de las Demandas
De acuerdo con los objetivos planteados será necesario proyectar las demandas poblacionales para el período considerado de 1993 a 2035.
Para determinar la proyección de la población se hará uso del modelo exponencial:
Pf=P„.(l+r)'
La tasa de crecimiento, de acuerdo a lo expuesto en párrafos anteriores variará de acuerdo a:
r=4,5874~Q085rc
donde:
Pf = Población futura Po = Población actual r = Tasa de crecimiento n = Número de periodos (años)
En igual forma la dotación de agua per capita tomará dos valores constantes, el primero de 250 l/hab/dia para el periodo comprendido de 1993 a 2004; y el segundo de 200 l/hab/dia para el período restante.
Con los datos y formulaciones anteriormente consignadas se construye el siguiente cuadro, en el cuál se presentan los valores de la demanda poblacional para el periodo de análisis considerado.
CUADRO 2.13
Demandas Poblacionales (1993 - 2035)
AÑO
1993 1994 1995 1996 1997
1998
1999
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035
TASA
% 4,50 4,42 4,33 4,25 4,16
4,08
3,99
3,91 3,82 3,74 3,65 3,57 3,48 3,40 3,31 3,23 3,14 3,06 2,97 2,89 2,80 2,72 2,63 2,55 2,46 2,38 2,29 2,21 2,12 2,04 1,95 1,87 1,78 1,70 1,61 1,53 1,44 1,36 1,27 1,19 1,10 1,02 0,93
POBLACIÓN
habitantes 177.058 184.884 192.889 201.087 209.452
217.998
226.696
235.560 244.558 253.705 262.965 272.353 281.831 291.413 301.059 310.783 320.542 330.350 340.162 349.992 359.792 369.569 379.298 388.960 398.537 408.012 417.365 426.578 435.632 444.507 453.186 461.648 469.877 477.852 485.557 492.974 500.084
506.872 513.321 519.417 525.143 530.485 535.431
DEMANDAS POBLACIONALES |
l/dia
44264500 46220991 48???360 50271810 52363117
54499533
56674064
58890020 61139619 63426240 65741298 68088262 56366187 58282638 60211793 62156634 64108352 66070068 68032349 69998484 71958441 73913826 75859520 77791950 79707485 81602435 83473074 85315643 87126366 88901462 90637157 92329698 93975365 95570485 97111445 98594707 100016818 101374427 102664296 103883312 105028502 106097042 107086271
l/s 512 535 558 582 606 631 656 682 708 734 761 788 652 675 697 719 742 765 787 810 833 855 878 900 923 944 966 987 1008
1029 1049 1069 1088 1106 1124 1141 1158 1173 1188 1202 1216 1228 1239
m3/s
0,51 0,53 0,56 0,58 0,61
0,63
0,66
0,68 0,71 0,73 0,76 0,79 0,65 0,67 0,70 0,72 0,74 0,76 0,79 0,81 0,83 0,86 0,88 0,90 0,92 0,94 0,97 0,99 1,01 1,03 1,05 1,07 1,09 1,11 1,12 1,14 1,16 1,17 1,19 1,20 1,22 1,23 1,24
2.3.2 DEMANDAS AGRÍCOLAS
El cálculo de las demandas agrícolas se ha realizado para el Sub -distrito de riego Tacna y para las pampas de La Varada, en situación actual y proyectada, respectivamente. Para la determinación de la demanda agrícola del sub-distrito de riego Tacna, se ha considerado como fuente principal de documentación el Plan de Desarrollo agropecuario Tacna, 1995 - 2015, componente del Proyecto de Propósitos Multiples Vilavilani II Etapa (PET - Proyecto Especial Tacna - INADE).
a) Demandas Agrícola del Sub Distrito de Riego Tacna
La determinación de las demandas agrícolas del Sub Distrito de Riego Tacna, ha sido calculada en base a información de las cédula de cultivos y áreas sembradas en situación actual.
• Caracterización del Area de Estudio
El área de estudio está delimitada por la superficie bajo riego permanente y eventual, que es irrigada con la aguas superficiales provenientes del río Caplina y del Canal Uchusuma que es parte del sistema Vilavilani II Etapa, así como por las áreas contiguas que están dentro del Sub-distrito de Riego Tacna. Esta área está conformada por tres subsectores: a) Subsector de riego Bajo Caplina, b) Subsector de riego Uchusuma y c) Subsector de riego Magollo; todos ellos integrantes del Sub Distrito de Riego Tacna.
La superficie total catastrada del área de estudio es de 4 211 ha, de las cuales 2 978,1 ha es área regable, equivalente al 70,7% de la superficie total, de esta superficie se encuentra en descanso 294 ha (0,8%).
El Subsector de riego Bajo Caplina se inicia en la Bocatoma Calientes y termina en Para Grande y tiene una extensión de 1 913 ha, equivalentes al 45,5% de la superficie total catastrada.
El Subsector de riego Uchusuma se inicia en el lugar denominado Piedras Blancas del canal Uchusuma y termina en la ciudad de Tacna y tiene una extensión de 1 109 ha, equivalentes al 26,3% de la superficie total.
El Subsector Magollo comprende la irrigación Magollo y tiene una extensión de 1 189 ha que representa el 28,2% de la superficie total.
Los tres Subsectores mencionados están comprendidos dentro de la jurisdicción de cuatro distritos políticos de la Provincia de Tacna. Al respecto, el Subsector Magollo está en el Distrito de Tacna, el Subsector Uchusuma está en el Distrito de Tacna, Pocollay y Calaña y, el Subsector Bajo Caplina en los Distritos de Tacna, Pocollay, Calaña y Pachía.
Es de resaltar que la zona de Coparé - Leguía ubicada entre los Subsectores Bajo Caplina y Magollo, a pesar de estar físicamente integrada al área de estudio, no se le ha incluido debido a que su desarrollo está condicionado a la reutilización de las aguas servidas provenientes de la ciudad de Tacna.
Categorías de Suelos
Las características de los suelos según su capacidad productiva, en términos generales, se agrupan en 3 categorías, las de buena calidad para la agricultura con 3 446 ha (74%) localizados en Calaña, Pocollay, Para y límite con La Varada; los de regular calidad 546 ha (11,7%) y los de baja calidad con 665 ha, concentradas en Magollo (14,3%).
La clasificación de los suelos según series y clase de aptitud para el riego en zonas homogéneas según sub-sectores de riego de Tacna se puede apreciar en el siguiente cuadro:
CUADRO N0 2.14
CLASIFICACIÓN DE SUELOS - SUB DISTRITO DE RIEGO TACNA
SERIES
UCHUSUMAYCAPLINA 1. Pocollay
2. Mochumi 3. Trujillo 4. Túcume
SUB TOTAL % MAGOLLO 5. Magollo 6. Pimentel
7. Clemencia
SUB TOTAL % TOTAL %
CLASE: APTITUD PARA RIEGO
1
390
93
483
13
-
~
483 10
II
100 1024 980 329
2433
66
210
61
272 27
2704 58
III
199 102 234 27
562 15
61
61 6
623
13
IV
37 11 37 97
182 5
665
665 67
847 18
TOTAL
336 1527 1251 546
3660 100
665 210 122
997 100
4657 100
CARACTERÍSTICAS CAPACIDAD
PRODUCTIVA
Regular Buena Buena Buena
Baja Regular Buena
LOCALIZACION
REPRESENTATIVA
Calaña, Pachia, Calientes Pueblo de Calaña Pocollay Para
Magollo Limite con La Varada
Limite con La Varada
FUENTE: Estudio Agrológico Detallado del Valle de Tacna y Pampas de la Varada. Dirección General de Aguas e Irrigaciones Nov. 1972.
• Evaluación de la Situación Actual
El patrón de cultivo es heterogéneo, conformado por cultivos permanentes, transitorios, forrajeros y forestales. Sin embargo, se observa cierta vocación y/o especialización hacia la producción hortícola en el caso de Uchusuma y Bajo Caplina y, hacia la producción frutícola en el caso de Magollo. Se observa también, que en todo el valle existe cierta vocación ganadera, razón por la cual la mayoría de los predios dedican parte de su área cultivada a la producción de cultivos forrajeros.
• Cédula de Cultivo Actual
El uso actual de la tierra muestra las cédulas de cultivo de los Sectores Uchusuma (Sub Sectores Uchusuma y Magollo) y Caplina (Sub Sector Bajo Caplina), destacando en orden de importancia los cultivos de vid, olivo y otros frutales, alfalfa, maíz amiláceo, papa y hortalizas. Ver cuadro adjunto.
CUADRO N0 2.15
CÉDULA DE CULTIVO ACTUAL - SUB DISTRITO DE RIEGO TACNA
SUB SECTORES DE RIEGO
CULTIVOS
1. Permanentes . Oliva .Vid
. Peral
. Otros Frutales 2. Forrajeros
. Alfalfa
. Maíz Chala
.Otros 3. Forestales
. Eucaliptos
. Casuarinas
.Otros 4. Transitorios
. Papa
. Maíz Amiláceo
. Maíz Choclo
. Maíz Amarillo
. Ají y Pimiento
. Tomate
. Haba y Arveja
. Zapallo
. Cebolla
. Hortalizas
. Flores
.Otros
TOTAL
TOTAL
ha
987,07 335,63
399,16 70,65 181,63 455,06
341,96 95,62 17,48 61,02 32,04
3,9 25,08
740,79 143,72 152,05 87,34 22,1 39,76 37,92 54,32
18,78 16,97 111,7
18,66 37,47
2243,94
% 44 15
17,8
3,1 8,1
20,3
15,2 4,3 0,8 2,7
1,4 0,2
1,1 33 6,4 6,8
3,9 1
1,8 1,7 2,4
0,8
0,8 5
0,8
1,7
100
UCHUSUMA
ha
139,56 12,88
64,58 10,23 51,87 108,06
83,01 19,45 5,6 15,7 7,31
-8,39
183,05 37,08
7,79 22,36
-10,79 17,88 9,02 4,71 4,57
64,16 4
0,69
446,37
% 31,3
2,9 14,5 2,3 11,6 24,2 18,6 4,4
1,3 3,5
1,6
-1,9 41 8,3
1,7 5
-2,4 4 2
1,1 1
14,4 0,9 0,2
100
MAGOLLO
ha
574,07 305,07 188,38 31,53 48,81
112,5 63,31 44,37 4,82 6,84
-3,9 2,94
114,16
-20,73 8,69
22,1 7,35 14,86 5,65
-4,61 12,07
-18,1
807,57
% 71,1 37,8 23,3
3,9 6
13,9
7,8 5,5 0,6 0,8
-0,5 0,4 14,1
-2,6
1,1 2,7
0,9 1,8 0,7
-0,6
1,5
-2,2
100
BAJO CAPLINA
ha
273,44
17,4 146,2 28,89
80,95 234,5 195,64
31,8 7,06
38,48
24,73
-13,75
443,58 106,64 123,53
56,29
-21,62 5,18
39,65 14,07 7,79
35,47
14,66 18,68
990
% 27,4
1,8 14,8 2,9 8,2
23,7
19,8 3,2 0,7
3,9 2,5
-1,4
44,8 10,8 12,5 5,7
-2,2
0,5 4
1,4 0,8
3,6
1,5 1,9
100
FUENTE: PET - Dirección de Estudios: Encuesta Agrosocioeconómica 1991
• Indices de Uso de Suelo
Relacionando el área cosechada con la superficie física del área regable se observa que los índices de uso de suelo (IUS), que son en el Sub Sector de Riego Uchusuma de 0,63, en el Sub Sector de Riego Bajo Caplina de 0,77 y Sub Sector de Riego Magollo de 0,82, con un promedio de total de 0,75, son en general bajos, debido fundamentalmente a la falta de agua para riego.
• Determinación de las Demandas
Para el cálculo de la cantidad de agua que necesitan los cultivos se escogió el Método de la Humedad Relativa de Hargreaves, el cual determina la Evapotranspiración Potencial en función de las siguientes expresiones:
S = 12,5.(100- Hr)05
RSM=0fl'75.Ra.S0'5
ETP = 0,0075. RSM. T
en donde:
S Porcentaje posible de horas de luz Hr Humedad Relativa media (%) RSM Radiación solar incidente (mm de agua/dia) Ra Radiación solar extraterrestre expresada en función de
su poder evaporante (mm/dia) T Temperatura media mensual (0F)
Combinando las expresiones anteriores y expresando la temperatura en grados centígrados se tiene:
ETP = 0,001989ito.(100- Hrf'2S.(l,%t + 32)
donde t, es la temperatura media mensual expresada en grados centígrados.
Se usaron los datos climatológicos de la Estación Calaña por ser representativa de la zona motivo del presente análisis.
CUADRO N0 2.16
EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (Estación Calaña)
MES
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre ANUAL
ETP (mm/dia)
5,31 5,27 4,68 3,73 2,97 2,45 2,46 2,89 3,48 4,08 4,61 3,90 3,90
ETP (mm) 164,61 147,56 145,08 111,90 92,07 73,50 76,26 89,59
104,40 126,48 138,30 154,07
1423,07 FUENTE: PET - Plan de Desarrollo Agropecuario Tacna, 1995-2015.
La demanda hídrica bruta media anual total de las cédulas de cultivo existente en el área del plan es de 2,03 m3/s, correspondiendo al Sector de Riego Uchusuma 1,12 m3/s, con un módulo de riego anual de 1,04 l/s/ha y una eficiencia de riego anual de 29%; y al Sector Caplina 0,91 m3/s, con un módulo de riego anual de 1,23 l/s/ha y una eficiencia de riego anual de 29%.
• Situación Futura
El Plan de Estudio Agropecuario plantea que el área de estudio desde la perspectiva agropecuaria, presenta dos zonas de relativa homogeneidad productiva, la primera denominada Zona I, conformada por los Sub sectores de Riego Uchusuma y Bajo Caplina con una superficie de 3 022 ha que representa el 71,8% del área de estudio y, la Zona II conformada por Magollo con una superficie de 1 189 ha equivalentes al 28,2%.
La alternativa de desarrollo asumida por el Plan es la de implementar un adecuado sistema de riego por gravedad y presurizado, así como considerar la necesidad de introducir nuevos cultivos para su industrialización y exportación, y el incremento de la productividad de los cultivos tradicionales a fin de lograr una mayor rentabilidad para el agricultor.
En la Zona I, el área de cultivo se incrementará en la situación con proyecto de 1 536 ha a 2 955 ha y, el índice de uso del suelo será de 1,48; en la Zona II, el área de cultivo se incrementará de 808 ha a 1 166 ha, con índice de uso de suelos de 1,19.
• Cédula de Cultivo Proyectada
Dada las características de la sectorización de la producción por vocación agroclimática, se considera la estructuración de dos cédulas de cultivo, una para el ámbito que cubre los sectores de Uchusuma y Caplina y otra para el ámbito de Magollo.
Las cédulas de cultivo obtenidas, luego de combinar las rotaciones mas convenientes y someterlas a las restricciones agronómicas y de mercado, para ser desarrolladas en la situación "con proyecto", en las zonas I y II son:
CUADRO N0 2.17
Cédula de Cultivo Proyectada (Zona I: Uchusuma y Caplina)
CULTIVOS Y ROTACIONES
1. PERMANENTES 1. Vid de mesa sin pepa 2. Vid para pisco 3. Vid negra corriente 4. Durazno 5. Peral 6. Olivo 7. Otros
II. TRANSITORIOS (rotaciones) 1. Tomate - Maíz choclo 2. Tomate - Maíz chala 3. Tomate - Ajos 4. Tomate - Hortalizas 5. Haba/Arveja G.V. - Maíz grano 6. Haba/Arveja G.V. - Hortalizas 7. Haba/Arveja G.V. - Cebolla 8. Haba/Arveja G.V. - Ajos 9. Maíz grano - Tomate
10. Maíz grano - Ají panca 11. Maíz grano - Ají paprika 12. Papa - Maíz grano 13. Papa - Maíz Choclo 14. Papa - Maíz Chala 15. Papa - Ají panca 16. Papa - Ají papikra 17. Hortaliza - Maíz choclo 18. Hortaliza - Maíz chala 19. Hortaliza - Hortaliza 20. Cebolla - Tomate 21. Cebolla-Maízchala 22. Zapallo - Maíz chala 23. Flores - Flores
III. SEMI PERMANENTE 1. Alfalfa
IV. FORESTALES
TOTAL (ha) 680 120 70
210 80 40 30 130 960 30 50 50 20 20 10 70 50 20 60 60 65 50 40 65 40 30 30 50 30 30 50 40 300 300 55
1 a
Siembra 680 120 70
210 80 40 30 130 479 15 25 25 10 10 5 35 25 10 30 30 32 25 20 32 20 15 15 25 15 15 25 20 150 150 27
2a-Siembra
--------
481 15 25 25 10 10 5 35 25 10 30 30 33 25 20 33 20 15 15 25 15 15 25 20 150 150 28
TOTAL 1995 1336 659
CUADRO N0 2.18
Cédula de Cultivo Proyectada (Zona II: Magollo)
CULTIVOS Y ROTACIONES
I. PERMANENTES 1. Vid Italia 2. Vid de mesas sin pepa 3. Peral 4. Olivo 5. Otros + Alfalfa
II. TRANSITORIOS (rotaciones) 1. Tomate - Maíz choclo 2. Tomate - Maíz chala 3. Haba/Arveja G.V. - Maíz grano 4. Haba/Arveja G.V. - Hortalizas 5. Haba/Arveja G.V. - Ajos 6. Maíz grano - Tomate 7. Maíz grano - Ají panca 8. Maíz grano - Ají paprika 9. Hortaliza - Maíz chala 10. Hortaliza - Hortaliza
III. SEMI PERMANENTES 1. Alfalfa
TOTAL
TOTAL (ha) 770 300 120 100 200 50 183 20 35 15 15 50 20 20 60 10 13 30 30
983
1a-Siembra
770 300 120 100 200 50 89 10 17 7 7
25 10 10 30 5 6 15 15
874
2a
Siembra
94 10 18 8 8
25 10 10 30 5 7 15 15
109
El cumplimiento en la práctica de las cédulas de cultivos propuestas dependerá básicamente de los siguientes factores:
Cumplimiento de la ejecución de obras de ingeniería
Grado de aceptación de los agricultores para asimilar cambios tecnológicos
Apoyo institucional a productores e industriales
• Demandas Proyectadas
Las demandas proyectadas para el ámbito del estudio, de acuerdo al Plan de Desarrollo Agropecuario, varían de 1,84 m3/s para el periodo 1997 - 2000, correspondiendo al Sector Uchusuma 1,00 m3/s y 0,84 m3/s al Sector Caplina; y de 1,60 m3/s para el periodo del 2000 en adelante, correspondiendo al Sector Uchusuma 0,78 m3/s y 0,82 m3/s al Sector Caplina.
En consecuencia, de acuerdo a lo expuesto en los párrafos anteriores se puede presentar el siguiente cuadro de demandas:
CUADRO N0 2.19
Demandas Agrícolas Actuales y Proyectadas (m3/s)
AÑO
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035
TOTAL
2,03 2,03 1,84 1,84 1,84 1,84 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60
SECTORES Uchusuma y Magollo
1,12 1,12 1,00 1,00 1,00 1,00 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78 0,78
Caplina 0,91 0,91 0,84 0,84 0,84 0,84 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82
FUENTE: PET - Plan de Desarro lo Agropecuario Tacna, 1995 - 2015.
PLANO DE UBICACIÓN
ÁREA DE ESTUDIO
SUB SECTOR DE RIEGO
IBajoCaplina ZUchusuma 3. Magollo TOTAL
SUPERFICIE AGRÍCOLA
ha % 1913 46 1109 26 1189 28 4211 100
FUENTE PET - Plan de Desarrollo Agropecuario, Tacna 1995 - 2015
b. Demandas Agrícolas de las Pampas de La Varada
La demanda agrícola de las pampas de La Varada ha sido calculada tomando como base los registros de evaporación de la estación Calaña. Dichas demandas son actualmente abastecidas por la explotación del agua subterránea.
Se ha considerado a la estación Galana por ser la más representativa de la zona en estudio.
El procedimiento que se ha seguido para el cálculo de las demandas es similar a lo explicado anteriormente para las demandas del Subdistrito de riego Tacna.
La cédula de cultivo utilizada para los cálculos, corresponde a las cédulas empleadas en las últimas campañas agrícolas. En ella se tienen cultivos permanentes como el Olivo, Peral y frutales en general; siendo los cultivos preponderantes los del tipo Transitorio.
En vista del déficit hídrico que presenta ésta zona, se ha considerado que no habrá ¡incorporación de tierras nuevas para la actividad agrícola, manteniéndose el área en 4116,5 ha. Más bien se estima que las actividades estarán encaminadas al mejoramiento de los sistemas de riego empleados.
De acuerdo a lo planteado anteriormente, se ha considerado que la eficiencia actual del sistema (29%) se incrementará a 69% para situaciones futuras tomando en consideración el Estudio de Factibilidad del Plan de Desarrollo Agropecuario para Tacna, 1993.
De esto se desprende que actualmente la demanda promedio anual es de 3,44 m3/s y para condiciones futuras será de 1,45 m3/s.
El cálculo de las demandas a nivel mensual se muestra en el cuadro siguiente:
CUADRO N0 2.20
CALCULO DE LA DEMANDA ACTUAL Y FUTURA - LA VARADA MESES
N°
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
.13
14
15
16
17
CULTIVO
Olivo
Peral
MalzHbnclo
Maíz Choclo
Maíz grano
Tomate
Ají
Papa
Camote
Cebolla
Sandía
Zapallo
Repollo, Zánahona
Frutales
atfalfa
Maíz Chala
Sorgo
FACTORES das/mes E"IP(mm/mes)
Kc Area (ha) Dn(m3ís) Kc Area (ha) Dn (m3fe) Kc Area (ha) Dn(m3fe) Kc Area (ha) Dn(m3fe) Kc Area (ha) Dn(m^s) Kc Area (ha) Dn (m3fe) Kc Area (ha) Dn (m3fe) Kc Area (ha) Dn (m3/s) Kc Area (ha) Dn(m3/s) Kc Area (ha) Dn(m3te) Kc Area (ha) Dn(m3/s) Kc Area (ha) Dn(m3/s) Kc Area (ha) Dn (m3fe) Kc Area (ha) Dn(m3fe) Kc Area (ha) Dn(m3/s) Kc Area (ha) Dn (mate) Kc Area (ha) Dn(m3fe)
Demanda Neta (m3fe) Eíciencia Actual Demanda Bruta (m3fe) Hasta el 2000 Volumen Actual (Hm3) Eficiencia Proyectada Demanda Bruta (m3fe) A partir del 2001
ENE 31
164,61 0,60
1301,2 0,48 0,70
65,52 0,03
0,85 51,83 0,03
1,00 61,97
L 0.05 1,00
15,50 0,01 0,70
43,94 0,02 0,75
33,85 0,02 0,95
18,58 0,01 0,85
1181,2 0,62
1,26 0,29 4,34
11,61 0,69 1,82
FEB 28
147,56 0,60
1301,2 0,48 0,70
65,52 0,03
0,80 51,83 0,03
0,70 81,97 0,03 0,85
15,50 0,01 1,05
43,94 0,03 0,70
33,85 0,01 0,95
18,58 0,01 0,85
1181,2 0,61
1,24 0,29 4,27
10,33 0,69 1,79
MAR 31
145,08 0,60
1301,2 0,42 0,70
65,52 0,02 0,50
259,18 0,07 0,50
146,31 0,04 0,50
190,23 0,05
44,55 0,00 0,75
51,83 0,02
0,75 15,50 0,01 0,80
43,94 0,02
0,95 18,58 0,01 0,85
1181,2 0,54
1,21 0,29 4,17
11,16 0,69 1,75
ABR 30
111,90
0,60 1301,2
0,34 0,70
65,52 0,02 0,70
259,18 0,08 0,70
146,31 0,04 0,70
190,23 0,06 0,40
44,55 0,01
0,40 118,32
0,02 0,40
30,00 0,01
0,60 43,94
0,01
0,95 18,58 0,01 0,85
1181,2 0,43
1,13 0,29 3,91
10,14 0,69 1,64
MAY 31
92,07 0,40
1301,2 0,18 0,50
65,52 0,01 1,00
259,18 0,09 1,00
146,31 0,05 1,00
190,23 0,07 0,83
44,55 0,01
0,70 118,32
0,03 0,70
30,00 0,01
0,95 18,58 0,01 0,85
1181,2 0,35
0,79 0,29 2,74 7,34 0,69 1,15
JUN 30
73,50
0,20 1301,2
0,07 0,30
65,52 0,01 1,10
259,18 0,08 1,10
146,31 0,05 1,10
190,23 0,06 1,05
44,55 0,01
1,05 118,32
0,04 1,05
30,00 0,01
0,95 18,58 0,01 0,85
1181,2 0,28
0,61 0,29 2,11 5,47 0,69 0,89
JUL 31
76,26 0,20
1301,2 0,07 0,30
65,52 0,01 0,70
259,18 0,05 0,70
146,31 0,03 0,70
190,23 0,04 0,90
44,55 0,01
0,85 118,32
0,03 0,85
30,00 0,01
0,95 18,58 0,01 0,85
1181,2 0,29
0,54 0,29 1,85 4,96 0,69 0,78
AGO 31
89,59
0,30 1301,2
0,13 0,40
65,52 0,01
0,60 44,55
0,01
0,70 118,32
0,03 0,70
30,00 0,01
0,95 18,58 0,01 0,85
1181,2 0,34
0,52 0,29 1,81 4,85 0,69 0,76
SET 30
104,40 0,40
1301,2 0,21 0,50
65,52 0,01
0,30 51,83 0,01
0,45 81,97 0,01
0,40 33,85 0,01 0,35
18,58 0,01 0,85
1181,2 0,40 0,80
464,97 0,15 0,80
69,40 0,02 0,83 0,29 2,87 7,45 0,69 1,21
OCT 31
126,48 0,50
1301,2 0,31 0,60
65,52 0,02
0,60 51,83 0,01
0,60 81,97 0,02
0,70 33,85 0,01 0,95
18,58 0,01 0,85
1181,2 0,47 1,05
464,97 0,23 1,05
69,40 0,03 1,12 0,29 3,87
10,37 0,69 1,63
NOV 30
138,30 0,50
1301,2 0,35 0,60
65,52 0,02
0,95 51,83 0,03
0,90 81,97 0,04 0,80
15,50 0,01
0,95 33,85 0,02 0,95
18,58 0,01 0,85
1181,2 0,54 1,05
464,97 0,26 1,05
69,40 0,04 1,30 0,29 4,49
11,64 0,69 1,89
DIC 31
154,07 0,50
1301,2 0,37 0,6C
65,52 0,02
0,90 51,83 0,03
1,05 81,97 0,05 0,35
15,50 0,01 0,40
43,94 0,01 0,85
33,85 0,02 0,56
18,58 0,01 0,85
1181,2 0,58 1,05
464,97 0,28 1,05
69,40 0,04 1,42 0,29 4,89
13,10 0,69 2,06
En el siguiente cuadro se resumen los valores que adoptará la demanda anual para el período de análisis considerado.
CUADRO 2.21
Demandas Agrícolas Actuales y Proyectadas - La Varada (m3/s)
AÑO
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2010 2015 2020 2030 2035
DEMANDA TOTAL m3/s 3,44 3,44 3,44 3,44 3,44 3,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44 1,44
Las demandas agrícolas presentadas anteriormente, de acuerdo a lo establecido en párrafos anteriores, se considera serán abastecidas en su totalidad por explotación de agua subterráneas.
2.3.3 DEMANDAS TOTALES
Finalmente, las demandas o requerimientos de agua que serán consideradas en la simulación del sistema hidrológico considerado es la agregación de las demandas poblacionales con las demandas agrícolas, tal como se aprecia en el siguiente cuadro:
CUADRO N0 2.22
AÑO 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035
DEMANDAS PROYECTADAS (m3/s)
AGRÍCOLA 2,03 2,03 1,84 1,84 1,84 1,84 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60 1,60
POBLACIONAL 0,56 0,58 0,61 0,63 0,66 0,68 0,71 0,73 0,76 0,79 0,65 0,67 0,70 0,72 0,74 0,76 0,79 0,81 0,83 0,86 0,88 0,90 0,92 0,94 0,97 0,99 1,01 1,03 1,05 1,07 1,09 1,11 1,12 1,14 1,16 1,17 1,19 1,20 1,22 1,23 1,24
TOTAL 2,59 2,61 2,45 2,47 2,50 2,52 2,31 2,33 2,36 2,39 2,25 2,27 2,30 2,32 2,34 2,36 2,39 2,41 2,43 2,46 2,48 2,50 2,52 2,54 2,57 2,59 2,61 2,63 2,65 2,67 2,69 2,71 2,72 2,74 2,76 2,77 2,79 2,80 2,82 2,83 2,84
2.4 DESCRIPCIÓN DEL ESQUEMA HIDRÁULICO DEL SISTEMA VILAVILANI
Al ser el agua un recurso cada vez mas escaso para la zona de Tacna, se ha planteado un complejo sistema hidráulico de afianzamiento y aprovechamiento denominado Vilavilani, el cual contempla en forma conjunta, trasvases de otras cuencas, embalses de regulación, explotación de agua subterránea, estaciones de bombeo, túneles y derivaciones.
El esquema hidráulico de aprovechamiento de agua para Tacna, mostrado en la Figura N0 2.9, se inicia con la Bocatoma Calachaca, cuya función será captar un máximo de 1,0 m3/s del recurso hídrico del río Maure, remanente de la Bocatoma Ancoaque, perteneciente al Sistema Kovire y ubicada aguas arriba, así como lo producido por el escurrimiento superficial entre las estructuras antes mencionadas.
Cabe mencionar que el Proyecto Vilavilani, ha considerado la captación de las aguas termales contaminantes con boro y azufre ubicadas en la margen derecha del río Maure entre el tramo Ancoaque - Calachaca. El caudal a ser evacuado será del orden de 0.180 m3/s.
Aguas abajo el Canal Calachaca, recibirá los aportes de agua subterránea de la zona de Kallapuma, estimándose un caudal medio anual de 0,5 m3/s mediante la explotación de 10 pozos.
Uno de las principales elementos del Sistema hidráulico, lo constituye el Embalse Chuapalca, el que presenta como principales componentes hidrológicos:
• Caudal afluente o de ingreso hacia el embalse • Caudal efluente, bombeado hacia el Canal Calachaca a una
altura de 110,0 m • Caudal de evaporación del espejo de agua
Caudal de rebose o de vertidos que ocurre cuando las excedencias sobrepasan la capacidad del vaso y, Cambio de volumen de almacenamiento en el reservorio.
FIGURA N0 2.9 PLANTEAMIENTO HIDRÁULICO
LEYENDA r i « í n pr ATJIA
AREA AfjBICaA
lUfBAf^Tmril í í* fMlíTfMTr
IWItACSTR1XTU«A AROYCCTADA
LAGUNAS
y " " —
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V / •w*-c«$*^^ EnbAÍconorco l / r*-^ ^V\_-^—\ EnbChuapdlco
/ -r ^ ) ¿^ (J Tono Conol QoloíchDco *\ \ , / J-' Logflr.coio ¿Lr^ / / i J X. ^ ^ ^v
r / /7 • f i C fks\ ^^Z^y j y-ts / _^_A^ ^ V Y^^X
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/ / l j ^ Uchujurfü" ' / / - / ' ^ ' ' JPo?6s Ayro
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3?0000 340000 360000 380000 «MOM «OOOO
... M , ! - IVHÍ.; F) / n
KKIVA
ha; 0 ÍJ533
Inicialmente dicho embalse fue planteado aguas abajo de la confluencia con el río Ancomarca, sin embargo esta alternativa fue descartada debido a que inundaba territorio Boliviano; por lo que se optó por desarrollar la Alternativa Alta (aguas arriba de la confluencia con el río Ancomarca).
Los siguientes datos básicos y necesarios para la simulación de la operación del embalse Chuapalca (Alternativa alta), fueron obtenidos mediante la determinación del volumen óptimo de operación en función a las pérdidas por evaporación, menores volúmenes increméntales a derivarse, etc:
Volumen máximo Volumen mínimo Volumen inicial de operación Volumen normal de operación Volumen límite Caudal mínimo de operación Caudal de diseño Caudal máximo
7,5 Hm3
2,0 Hm3
5,0 Hm3
6,0 Hm3
14,5 Hm3
0,8 m3/s 0,4 m3/s 0,6 m3/s
Cabe señalar que al ser las aguas del río Maure internacionales, se acordó entregar a Bolivia, un caudal medio regulado de 0,250 m3/s.
En la figura N0 2.10, se muestran las curvas características Altura-Area-Volumen del embalse Chuapalca (Alternativa Alta).
12.0
10.0
o 8 0
E S 6.0
| 4.0
2.0
Fig.N0 2.10 EMBALSE CHUAPALCA (Curvas h-V-A)
0.0
4165. 4170.0 4175.0
Altura-h (m.s.n.m)
4180.0 Ú A ni- n
•Vol.(MVC)
•Area(kiTe)
Al ser descartada la alternativa baja de Chuapalca, una de las alternativas estudiadas por el Proyecto Especial Tacna, fue embalsar las aguas del río Ancomarca y trasvasarlas aguas arriba del Embalse Chuapalca, por lo que ha sido considerada como opción en el proceso de simulación.
Las características hidráulicas consideradas para simular la operación del embalse Ancomarca han sido las siguientes:
Volumen máximo Volumen mínimo Volumen inicial de operación Volumen normal de operación Volumen límite Caudal mínimo de operación Caudal de diseño Caudal máximo
0,020 Hm3
0,004 Hm3
0,020 Hm3
0,013 Hm3
0,023 Hm3
0,100 m3/s 0,600 m3/s 0,700 m3/s
En la figura N0 2.11, se muestran las curvas características Altura-Area-Volumen del embalse Ancomarca.
Fig.Nc 2.11 EMBALSE ANCOMARCA (Curvas h-V-A) 0.03000 T
0.02500
ü 0.02000
S 0.01500 ••
o 0.01000
0.00500 i
0.00000
0.00000
0.00500 „
0.01000 i
0.01500 3
- 0.02000
0 02500 4152 4154 4156 4158 4160 4162
Altura (m.s.n.m)
4164 4166
•Vol.(MVC)
•Area(kfTC)
Paralelamente al canal Calachaca, se inicia el Canal Patapujo, el cual actualmente capta las aguas reguladas de la Laguna Casiri en la Quebrada Chungara mediante un canal de sección rectangular revestido de 1,2 m de base y 0,15 m de altura.y medido con un Parshall de 2,0 pies de ancho de garganta.
Aguas abajo dicho canal captará las aguas de la Quebrada Iñuma y Casillaco. El caudal medio anual es de 0,24 m3/s, llegando a 0,380 m3/s en el mes de marzo y 0,120 m3/s en octubre, respectivamente.
En el futuro, los canales Patapujo y Calachaca (cuya longitud será de 95 km) confluirán en la Bocatoma Uchusuma, la cual capta las aguas derivadas desde el Embalse Paucarani desde noviembre de 1986. Cabe mencionar que dicho embalse no cumple plenamente con el objetivo de regulación por problemas de filtraciones en el vaso.
Las características hidráulicas consideradas para simular la operación del embalse Paucarani han sido las siguientes:
Volumen máximo Volumen mínimo Volumen inicial de operación Volumen normal de operación Volumen límite Caudal mínimo de operación Caudal de diseño Caudal máximo
5,0 Hm3
0,5 Hm3
2,0 Hm3
2,0 Hm3
6,0 Hm3
0,0 m3/s 0,4 m3/s 0,6 m3/s
En la figura N0 2.12, se muestran las curvas características Altura-Area-Volumen del embalse Paucarani.
Fig.N0 2.12 EMBALSE PAUCARANI (Curvas h-V-A)
I.O 4530.0 4532.0 4534.0 4536.0 4538.0 4540.0 4542.0 4544.0
Altura-h (m.s.n.m)
> I 3 ro
Vol.(MMC)
Area(krTC)
A partir de la Bocatoma Uchusuma, parte el canal Uchusuma, el cual tiene en la actualidad una capacidad máxima de 1,5 m3/s, siendo en el futuro ampliado a una capacidad de 5,5 m3/s.
El Canal Uchusuma recibe el aporte de agua subterránea a partir de los pozos del Ayro que se estima aportan actualmente un 0,5 m3/s, siendo la meta una producción total de 0,7 m3/s, mediante la explotación de 14 pozos.
El canal Uchusuma cruza territorio chileno desde el Túnel General Lagos y tiene a partir de dicho sector una longitud de 42,0 km, desembocando en la Quebrada Vilavilani a través del Túnel Huaylillas Sur.
Finalmente el agua trasvasada hacia Tacna será captada en la Bocatoma Chuschuco. A partir de la bocatoma Chuschuco el canal Uchusuma tiene una longitud de 16.7 km hasta Piedras Blancas y 28,0 km en el tramo Piedras Blancas - Magollo.
El canal tiene sección trapezoidal de albañilería de piedra y su estado de conservación es bueno, con una capacidad de conducción de 1,5 m3/s.
A continuación es presentado el esquema hidráulico que esquematiza la derivación de agua a Tacna.
FIGURAN0 2.13
ESQUEMA HIDRÁULICO DE DERIVACIÓN DE AGUA PARA TACNA
Boc Ancoaque
Túnel Kovire
- ^A í ; aure Boc. Calachaca Qmax= 1,0 m3/s
Embalse Ancomarca
Embalse Chuapalca
Casiri /
S
Pozos Kallapuma
x ^
Pozos i
El Ayro
Embalse Paucarani
— < ^
x.c
/ l
Q r - (
Bombeo 110,0 m
'n3/s
B O L I V I A
Boc Uchusuma T R. Uchusuma
CANAL 1 UCHUSUMA
I
r...'Z ^ ^ Túnel
General Lagos
Túnel Huaylillas Sur
c 11 1 L E
OCÉANO PACIFICO
2.5 SIMULACIÓN DEL SISTEMA HIDRÁULICO
2.5.1 Consideraciones Generales
La Simulación del Sistema Hidráulico Vilavilani, se ha llevado a cabo mediante la aplicación de un modelo computacional desarrollado en lenguaje Turbo Pascal v.6.0. El modelo tiene por finalidad simular el comportamiento futuro de dicho sistema para diferentes condiciones de puesta en operación.
En el anexo A.8, se presenta el respectivo manual de operación del programa de simulación.
La oferta hídrica respecto a los recursos propios de la Cuenca del río Caplina, así como lo trasvasado desde el río Maure y acuíferos de Kallapuma y Ayro, será comparado con la demanda hídrica total en el ámbito del Caplina. Ello permitirá determinar la oferta bruta que contribuirá a la recarga del acuífero de La Varada.
El tiempo simulado fue de 65 años y comprendió el periodo entre Enero de 1974 a Diciembre del 2038.
La simulación fue realizada a nivel mensual, siendo por lo tanto el número de intervalos simulados de 780 meses.
a) Puntos de Control de la Simulación
Los puntos de control de la simulación fueron los siguientes :
1. Bocatoma Calachaca
El caudal del río Maure captado por la Bocatoma Calachaca se determina mediante la diferencia entre la serie natural generada para dicha sección y lo derivado por el Túnel Kovire, hasta un máximo de 1.0 m3 /s (Capacidad del Canal Calachaca).
2. Sector Chuapalca
Aguas arriba del embalse Chuapalca, el caudal en el Canal Calachaca será el captado en la Bocatoma Calachaca, menos las pérdidas respectivas debido a ineficiencia de conducción en el tramo Calachaca-Chuapalca. A dicho caudal se le añade el agua subterránea explotada desde el acuífero de Kallapuma.
Las eficiencias de conducción respectivas se muestran a continuación:
EFICIENCIAS DE CONDUCCIÓN CANAL CALACHACA - CHUAPALCA ¡ MESES EFIC COND
ENE 0 975
FEB 0 975
MAR 0 975
ABR " 0 9 7 5 1
MAY 0 95
JUN 0 95
JUL n
0 95 AGO1
0 95 SET 0 925
OCT 0 925
NOV 0 925
DIG 0 925
3. Embalse Chuapalca
Aporte regulado del embalse Chuapalca al canal Calachaca mediante una estación de bombeo con capacidad de elevar 110,0 m.
4. Embalse Ancomarca
Aporte regulado del embalse Ancomarca al río Maure para ser captado por el Embalse Chuapalca.
5. Derivación a Bolivia
Aporte de caudal regulado hacia el río Maure, aguas abajo del embalse Chuapalca hacia Bolivia.
6. Bocatoma Uchusuma
Caudal proveniente del canal Calachaca, de los embalses Chuapalca y Ancomarca, Canal Patapujo, embalse Paucarani y aporte de agua subterránea del Ayro.
Considera las pérdidas debidas a ineficiencia por conducción desde Chuapalca y la laguna Casiri respectivamente.
Las eficiencias de conducción del canal Chuapalca -Bocatoma Uchusuma, se consideran similares al tramo Calachaca - Chuapalca, sin embargo, las eficiencias de conducción consideradas para el Canal Patapujo son las siguientes:
| EFICIENCIAS DE CONDUCCIÓN CANAL PATAPUJO j MESES EFIC COND
ENE
Tsisn FEB 0 95
MAR 0 95
ABR^ 0 95
MAY 0 9
JUN 0 9
JUL 0 9
AGO 0 875
SET 0 875
OCT 085
NOV 0 85
DIG 0 85
7. Canal Uchusuma
Caudal en el Canal Uchusuma hasta un máximo de 5.5 m3/s (Capacidad proyectada del Canal).
Las eficiencias consideradas para el Canal Uchusuma son las siguientes:
| EFICIENCIAS DE CONDUCCIÓN CANAL UCHUSUMA | MESES EFIC COND
ENE 099
FEB 0 99
MAR 0 99
ABR 0 99
FMAY 0 98
JUN 098
JUL 0 98
AGO 0 98
SET 0 98
OCT 0 98
NOV 0 98
DIG 098
8. Quebrada Uchusuma
Recibirá los excedentes de la oferta hídrica en la Bocatoma Uchusuma considerando la capacidad máxima del canal Uchusuma.
9. Río Caplína
Oferta generada para el río Caplina en la Estación Calientes.
10. Quebrada Vilavilani
Caudal de ingreso a la Quebrada Vilavilani, proveniente del Canal Uchusuma. Consideran pérdidas por conducción en los 42.0 km. de canal que atraviesa territorio chileno.
En la siguiente Fig. 2.14, se muestra esquemáticamente la ubicación de los puntos de control anteriormente mencionados.
FIGURAN0 2.14 PUNTOS DE CONTROL PARA LA SIMULACIÓN
LEYENDA
1. Bocatoma Calachaca 2. Sector Chuapalca 3 Embalse Chuapalca 4. Embalse Ancomarca 5. Derivación a Bolivia 6. Bocatoma Uchusuma 7. Canal Uchusuma 8. Quebrada Uchusuma 9. Rio Caplina 10. Quebrada Vilavilani
Bolivia
Chile
rasvase por 7 Túnel Huayhlia;
b) Regla de Operación de los embalses
La operación de los embalses Chuapalca, Ancomarca y Paucarani, obedecerán la siguiente regla:
• Si el volumen del embalse se encuentra entre el volumen mínimo (Vol.mín) y volumen normal (Vol.nor), el caudal de explotación será determinado mediante una relación lineal dada por dichos volúmenes.
• Si el volumen del embalse se encuentra entre el volumen normal (Vol.nor) y volumen máximo (Vol.máx), el caudal de explotación será el definido por el caudal de diseño.
• Si el volumen del embalse se encuentra entre el volumen máximo (Vol.máx.) y el volumen límite (Vol.lim), el caudal de explotación será determinado mediante una relación lineal entre dichos volúmenes.
En la Figura N0 2.15, se muestra gráficamente la regla de operación explicada anteriormente.
jS Q.máx. o S
S Q.dis.
Q.mín.
Vol.mín. Vol.normal Vol.máx. Vol.lim.
Volumen embalsado Hm3
FIG. 2.15 Regla de Operación de los embalses
Se ha estimado que la lámina media neta evaporada desde los Embalses Chuapalca, Ancomarca y Paucarani estarán en función de los datos de evaporación de tanque tipo A, de la precipitación media mensual y, de los coeficientes de evaporación respectivos.
| LAM^^MEDIA^e^AEVAPORADA(^T^) | IVESES LAMEVAP.
ENE 84.1
FEB 55.3
MAR 51
ABR 1(30.2
IW\Y 129.3
JUN 124.6
JUL 143.8
Am 140.5
SET 176.7
OCT 16Z5
NOV 135.2
DIG 103.8
El coeficiente considerado para los embalses Chuapalca y Ancomarca es 0.75 y para Paucarani 0.78, respectivamente.
71
2.5.2 Proceso de Calibración
El proceso previo a la aplicación de un modelo de simulación, es desarrollar la calibración del mismo.
El proceso de calibración se realizó mediante ajustes sucesivos de los parámetros que considera el modelo, referentes básicamente a: condiciones geomorfologicas para la estimación de la descarga en puntos de interés, demanda de agua por uso de terceros, porcentaje de pérdidas por conducción, aporte de manantiales etc.
La evaluación de la calibración del modelo, fue realizada mediante la comparación de las diferencias entre los valores simulados y observados en el periodo de enero/74 a diciembre/95.
Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
Descriptor Promedio Desv. Estándar
Iteración 1 1.96 0.96
Iteración 2 1.22 0.61
Iteración 3 0.20 0.36
Iteración 4 0.03 0.29
Donde:
Promedio : Media de las diferencias entre los valores observados y simulados.
Desv. Estándar Desviación de las diferencias entre los valores observados y simulados.
En el gráfico N0 2.16, se muestra la secuencia de los ajustes sucesivos realizados en cada iteración mediante la presentación de los hidrogramas simulados y observados respectivos.
Figura N0 2.16 Secuencia de Hidrogramas Observados y Simulados en cada iteración 70
S O
SO
SERIE OBSERVADA Y GENERADA (Primera Iteración)
0.0 l i l i i i n in i n n i i n i n i i i i m i í n i m m M i n m i m i i m m m i i i i i n n n m mi m i n i i i m m m i i i i i m n i m
a ) o > 0 ) O 3 a > a > O } 0 > O ) a > a > o ) ( 7 } O > a ) C O C O C 0 C O C O C O C O C O C » Í J ) O ) 0 ) O ) 0 J ( / ) O >
Meses -QdaV(1)
-Huay.
SERIE OBSERVADA Y GENERADA (Segunde Iteración)
i n i o i n ( O t o t O f ~ r - - r ^ < o o D o o o ) ( J > 0 )
Meses -Qda.V(2)
-Huay.
2.5 T
2
J 1.5
a i
05
SERIE OBSERVADA Y GENERADA (Tercera Iteración) SERIE OBSERVADA Y GENERADA (Cuarta Iteración)
0 MM in in ii ini i nn i inn i i inn uní im m ni nmimim mu ni ii ni i m m mu mu imn ii muí mi i m r ^ r ^ r ^ r > r ^ r ^ s . K K . h - h - r ^ h - t í ^ ® < » S 5 c o c O f l e f l O < O 0 9 f l O c p c p c o < r ) a > 0 3 0 i O ) ( n o } a > a > < n c n a > a ) a > ( 7 ) a ) C T ( f t a ) C T C D C » G > ( j ) a } o i a > o > a ) C T
Meses -QdaV(4)
-Huay.
ii in ni l n n MMI mu ii m n ii n i n m n n n m i i m i m n m i i n n i i n m i n i in i n uní n n n m nnn muí ^ - - ^ T - C>4 <\J CM 00 CO CO CO CO CO O) CT) CD CJ> O) 05
Meses -QdaV(5)
-Huay
2.5.3 Descripción de Escenarios Simulados
Los escenarios considerados para ser simulados contienen las siguientes variantes:
a. Plan de incorporación de obras
Se ha supuesto el año de inicio de la puesta en operación de las siguientes estructuras:
- Canal Calachaca - Explotación de las aguas subterráneas del acuífero
Kallapuma - Embalse Chuapalca - Embalse Ancomarca
b. Construcción del Embalse Ancomarca
Se dá la opción de considerar la ejecución del Embalse Ancomarca.
c. Demanda hídrica de la Varada
Se dá la opción de satisfacer la demanda hídrica de la Varada con el excedente que resulta después de cubrir la demanda en el ámbito del Caplina.
d. Series generadas
Como fue mencionado en el item 2.2, de generación de series históricas, se considera la participación de dos series generadas con el objeto de evaluar la importancia que tienen las condiciones iniciales en los procesos estocásticos de generación.
En el siguiente Cuadro N0 2.23, se describen cada uno de los escenarios o alternativas de simulación consideradas .
1 QactoNTZZS C O ^ N ^ O N DE ALTERATIVAS DE 9 MJLflaON |
Año de Inicio de la Operación: -Canal Chachaca - Bplotaaón pazos HsllapjTB
-BrbelseChuapalca r— • t *
- Br te lse AToornarca C d n : -BitelseATOorTHca
S-*. - t t i I t ' 1 1 -KS •
- Cdnadenancb demanda de negó de la Yarada C o n :
- Serie isroi - Serie [sra2
9 M 1
2000
2005 2005
2010
X
X
SM2 2000 2005 2005
2010
X X
X
9M3
2000
2005 2005
X
SM4 1998
2000
2000 2005
X
X
SIMS 1998
~~20001 2000
2005
X X
X
SM6 1998
2000
2000
X
StM7 2000
2005
2005 2010
X
X
SMS 2UUU
2005 ?noñ 2010
X X
X
9 M 9
2000
2005
2005
X
SIM10 1998
2000 2000 2005
X
X
SM11 1998
2000 2000 2005
X X
X
SIM 12 1998
2000 2000
X
2.5.4 Resultados Obtenidos
Con el objeto de analizar los resultados obtenidos en cada una de las simulaciones realizadas las que son presentadas en el Anexo A.9, se optó por definir los siguientes parámetros de análisis:
1. Frecuencia de déficits mensuales
Es el número de meses durante los cuales no es satisfecha las demandas requeridas.
2. Persistencia en la falta de Cobertura de la demanda
Porcentaje de tiempo en meses que la demanda no es satisfecha
3. Máxima cobertura sobre la demanda
Oferta excedente máxima después de satisfacer la demanda
4. Mínima cobertura sobre la demanda
Oferta excedente mínima después de satisfacer la demanda
5. Déficit mensual máximo
Máximo déficit que ocurren en algún mes del período analizado
6. Déficit mensual mínimo
Mínimo déficit que ocurren en algún mes del período analizado
7. Oferta y demanda hídricas anuales a niveles de persistencia de 50%,75% y 95%.
Oferta y demanda hídricas a niveles de persistencia u ocurrencia del 50%, 75% y 95% del tiempo simulado.
En el siguiente Cuadro N0 2.24, se presentan los resultados obtenidos en cada simulación.
Cuadro N" 2.24 PARÁMETROS
Frecuencia de déficits mensuales (meses) Persistencia en la falta de cobertura de la demanda (%) Máxima cobertura sobre la demanda (m3/s) Mínima cobertura sobre la demanda (m3/s) Deficit mensual máximo (m3/s) Déficit mensual mínimo (m3/s) Oferta hfdrica anual al 50% con trasvase {m3/s) Oferta hídrica anual al 75% con trasvase (m3/s) Oferta hídrica anual al 95% con trasvase (m3/s) Oferta hídrica anual al 50% sin trasvase (m3/s) Oferta hídrica anua! al 75% sin trasvase (m3/s) Oferta hídrica anual al 95% sin trasvase (m3/s) Demanda total anual al 50% con trasvase (m3/s) Demanda total anual al 50% sin trasvase (m3/s)
PARÁMETROS DE COMPARACIÓN ENTRE SIMULACIONES SIM1
99 21.15 4.111 0.006
-1.591 -0.005 3.446 2.265 1.495 1.224 0.733 0.517 2.036 1.431
SIM 2 223
47.65 3.331 0.006
-3.481 -0.005 3.446 2.265 1.495 1.224 0.733 0.517 3.367 1.431
SIM 3 99
21.15 4.082 0.006
-1.591 -0.005 3.362 2.265 1.495 1.224 0.733 0.517 2.036 1.431
SIM 4 71
14.43 4.155 0.082
-1.591 -0.036 3.659 2.350 2.080 1.141 0.726 0.512 2.021 1.399
SIM 5 216
43.90 3.375 0.021
-3.481 -0.005 3.659 2.350 2.080 1.141 0.726 0.512 3.539 1.399
SIM 6 71
14.43 4.082 0.082
-1.591 -0.036 3.565 2.350 2.080 1.141 0.726 0.512 2.021 1.399
SIM 7 90
19.23 4.109 0.006
-1.943 -0.003 3.546 2.248 1.492 1.186 0.733 0.518 2.017 1.436
SIM 8 232
49.57 3.297 0.006
-3.458 •0.001 3.546 2.248 1.492 1.186 0.733 0.518 3.331 1.436
SIM 9 90
19.23 4.109 0.006
-1.943 -0.003 3.476 2.248 1.492 1.186 0.733 0.518 2.017 1.436
SIMIO 62
12.601
4.109 0.031
-1.472 -0.003 3.753 2.353 2.099 1.082 0.724 0.516 2.005 1.419
SIM 11 226
45.93 3.267 0.021
-3.458 0.000 3.753 2.353 2.099 1.082 0.724 0.516 3.532 1.419
SIM 12 63
12.80 4.109 0.031
-1.472 -0.003 3.696 2.353 2.099 1.082 0.724 0.516 2.005 1.419
Cuadro ISP 225 OFfffTA HORCA BJ LA QUffiFWCAVILAVILAM fiLSW* Ay99%DEPSRaSTB«ACX3NIMaO CE TRASVASE B^B-AhD 20» (m»^ B E Fffi MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DC
SB^EI 50% Wo 99%
SB3E2 50% Wo W/o
SBRIE1 50% 75% 95%
0 0 3 1 0 Sff4E2
50% 75% 95%
4.539 3.072 1.520
3.829 2963 1.515
5.540 3.858 1.530
5.W 3.742 1.60/
5.58? 4.451 1.601
5.588 3.723
• 1.633
4.956 2839 1.567
5024 3./29 1.704
3.478 2364 1.506
2590 2320 1.584
2421 23fi5> 1.505
2506 2310 1.496
3.402 2316 1.490
2480 2304 1.494
2438 7251 1.493
a393 ??fifi 1.481
2789 2156 1.494
2339 2162 1.470
2226 2092 1.491
2179 2121 1463
2275 2.149 1.502
2275 2132 1.478
OUBOPOfrZTB aFB^AH[WCA^LAQJeRfla&VIUWILANAL^/,7y/oy9^ B E
4.689 3.39R 2664
4.019 2.971 2706
Fff i
5.547 4.616 272/
5.543 3.942 2703
MAR
5.588 5i445 2706
5.610 5114 3.100
/CR
5.195 2959 2653
5254 3743 2541
MAY
3478 23HK 2214
2656 23Ü9 2163
JUN
2444 2338 2137
2513 2354 2233
JUL
a9?8 2373 2218
3322 2339 2176
AGO
3236 ??fl6 2U)b
3.393 2269 2189
SET
3310 2210 1.966
2388 2217 2080
OCT
??fi7 2.115 1.946
2250 2145 2045
NOV
3090 2182 2084
2275 2157 2056
2350 2265 1.504
3256 2238 1.487
ac
3211 22a/ 2062
Z.f3b 2287 2125
>»
Figura N° 2.17 OFERTA HIDRICA EN LA QDA.VILAVILANI
_ 4 0
E 3.0
OFERTA HIDRICA EN QDA.VILAVILANI fie N°01 e inicio de trasvase en el año 2000)
IIIII11
OFERTA HIDRICA EN QDA.VILAVILANI (|gf ic No01 e inicio de trasvase en el año 1998)
Meses Meses
OFERTA HIDRICA EN QDA.VILAVILANI (Serie N°02 e inicio de trasvase en el año 2000)
OFERTA HIDRICA EN QDA.VILAVILANI (Serie N°02 e inicio de trasvase en el año 1998)
6.0 F
0 irlllihli.hi • QS0%
_ •Q75%
"- s Meses
Meses
A partir del análisis de los resultados presentados en el cuadro N02.251 y considerando la oferta hidrica al 75% de persistencia y la respectiva demanda hídrica media en el periodo simulado podemos inferir lo siguiente:
1. El déficit hídrico del Valle del Caplina para los años 1974 y 1995 fueron al 75% de persistencia del orden de 0,630 m3/s y 0,460 m3/s, por lo tanto la ejecución del Proyecto Vilavilani es fundamental en los próximos años para el afianzamiento hídrico del río Caplina y por consiguiente de la recarga del acuífero de la Varada.
2. Si consideramos la posibilidad de satisfacer la demanda agrícola de la Varada mediante el excedente de agua superficial que se generaría con la ejecución del Sistema Vilavilani, obtendríamos deficits hídricos del orden de 1,1 m3/s y 1,18 m3/s para la situación optimista (serie N01) y pesimista (serie N02), respectivamente.
3. Si no se considera la demanda hídrica de la Varada, se obtendría un excedente de 0,340 m3/s y 0,265 nn3/s, para la situación optimista y pesimiesta, respectivamente.
4.Debe señalarse que la oportunidad de iniciar la operación del sistema lo más pronto posible, eleva la persistencia de la oferta hídrica al 75% en 3,8% y 4,7%, para la situación optimista (serie N01) y pesimista (serie N02) respectivamente. Del mismo modo y en forma más drástica, la persistencia de la oferta hídrica al 95% se eleva a 39,1 % y 40,7 %, para la situación optimista (serie N01) y pesimista (serie N02) respectivamente.
5. El aporte de la descarga regulada por el embalse Ancomarca, no es significativo en los resultados al 75% y 95% de persistencia.
De los resultados encontrados en el Cuadro N02.26 y Figura N02.17, podemos señalar lo siguiente :
1. Si la operación del sistema se iniciara en el año 2000, la oferta hídrica máxima mensual al 75% sería en promedio 4,1 m3/s en el mes de marzo y la oferta mínima mensual al 75 % sería de 2,107 m3/s en el mes de octubre. La oferta hídrica medía anual al 75% sería de 2,67 m3//s.
2. Si la operación del sistema se iniciara en el año 1998, la oferta hídrica máxima mensual al 75% sería en promedio 5,28 m3/s en el mes de marzo y la oferta mínima mensual al 75 % sería de 2,13 m3/s en el mes de octubre. La oferta hídrica media anual al 75% sería de 2,86 m37s.
Los hidrogramas mensuales de la oferta hídrica al 75% y demanda total al 50% de persistencia expresados como series de medias móviles para cada una de las simulaciones realizadas, se muestran en el anexo A.7.
3. CONCLUSIONES
1. La recarga del acuífero de la Varada, dependerá del afianzamiento hídrico de la cuenca del río Caplina, en consecuencia la ejecución del Proyecto Vilavilani que tiene como objetivo trasvasar las aguas del altiplano hacia Tacna, será fundamental para asegurar el incremento de dicha recarga.
2. Se ha determinado mediante las simulaciones realizadas que no existe posibilidad de satisfacer la demanda agrícola de la Varada mediante el excedente de agua superficial que se generaría con la ejecución del Sistema Vilavilani.
3. El excedente de agua superficial, luego de satisfacer la demanda total del valle del Caplina, deberá ser considerado como oferta hídrica bruta para la recarga del acuífero de la Varada. Se ha estimado que dicho excedente será de 0,340 m3/s y 0,265 m3/s para la situación optimista y pesimista respectivamente.
4. El aprovechamiento de la oferta hídrica bruta determinada anteriormente para la recarga del acuífero de la Varada, dependerá de factores tales como ; la oportunidad de iniciar la operación del sistema Vilavilani lo más pronto posible, las condiciones hidráulicas del acuífero, condiciones meteorológicas y eficiencia de uso del recurso hídrico.
INVENTARIO DE BIENES CULTURALES
¡Ññirfó 03482
