UNIVERSIDAD NACIONAL
“SAN LUIS GONZAGA” DE ICA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
“AMPLIACIÓN DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
POTABLE MEDIANTE EL DISEÑO DE GALERIAS
FILTRANTES Y SU EVALUACIÓN DEL IMPACTO
AMBIENTAL EN EL DISTRITO DE HUANCANO Y
ANEXOS – PROVINCIA DE PISCO”
TESIS
PARA OPTAR EL TITULO DE:
INGENIERO CIVIL
PRESENTADO POR:
BACH. GREGORIO ALFREDO CANCHO CALLE
BACH. SERGIO ALBERTO CCAULLA AYBAR
ICA – PERU
2011
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CONTENIDO ESTRUCTURADO DE LA TESIS
TITULO:
AMPLIACION DEL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
MEDIANTE EL DISEÑO DE GALERIAS FILTRANTES Y SU
EVALUACION DEL IMPACTO AMBIENTAL EN EL DISTRITO
DE HUANCANO Y ANEXOS – PROVINCIA DE PISCO
AUTORES:
GREGORIO ALFREDO CANCHO CALLE
SERGIO ALBERTO CCAULLA AYBAR
CAPITULO I
1. Introducción 12
1.1. Generalidades 13
1.2. Finalidad y alcances del estudio 13
1.3. Importancia de la investigación 14
1.4. Estado actual del estudio 14
1.5. Objetivos de la investigación 15
CAPITULO II
2. Información geográfica 16
2.1. Ubicación de la zona del proyecto 16
2.2. Geología 16
2.3. Hidrografía de la cuenca del rio pisco 21
2.4. Hidrología superficial 23
2.5. Clima 24
2.6. Flora y fauna 25
CAPITULO III
3. Situación socio económico de la zona 27
3.1. Aspectos sociales 27
3.1.1. Población 27
3.1.2. Educación 27
3.1.3. Salud 28
8
3.2. Aspectos económicos 29
3.3. Aspectos de servicios 29
3.3.1. Sistema de agua potable 29
3.3.2. Sistema de alcantarillado 30
3.3.3. Sistema de energía eléctrica 30
3.3.4. Transporte y comunicaciones 30
3.3.5. Seguridad y orden público 31
CAPITULO IV
4. Descripción del proyecto 32
4.1. Galerías filtrantes 32
4.1.1. Objetivo del estudio 33
4.1.2. Ubicación de la zona de estudio 33
4.2. Hidrología superficial 38
4.2.1. Disponibilidad hídrica 38
4.2.1.1. Agua superficial 38
4.2.1.2. Agua subterránea 38
4.2.1.3. Agua de filtración o recuperación 38
4.2.2. El acuífero 39
4.2.2.1. Geometría y naturaleza del acuífero 39
4.2.3. La napa freática 39
4.2.3.1. Profundidad de la napa 39
4.2.3.2. Alimentación de la napa 39
4.3. El comportamiento hidráulico de la captación por galerías filtrantes 40
4.3.1. Tipos de captación 40
4.3.2. Galería superficial bajo condiciones de equilibrio 43
4.3.3. Rendimiento de la galería 46
4.3.4. Determinación de los parámetros de diseño 46
4.3.5. Determinación de la permeabilidad mediante bombeo de un
Acuífero. 47
4.4. Metodología del trabajo realizado 49
4.4.1. Recopilación de la información 49
4.4.2. Reconocimiento de la zona 50
4.4.3. Selección de la zona de estudio 50
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4.4.5. Ejecución de las pruebas de bombeo y sus aforos 51
4.5. Resultados obtenidos 54
4.5.1. De las pruebas de bombeo 54
4.5.2. Calculo de la permeabilidad media 59
4.5.3. Calculo del rendimiento de la galería filtrante 60
4.5.4. Determinación de la calidad del agua de la fuente 61
4.6. Memoria de cálculo 62
4.6.1. Calculo de los orificios - galería filtrante 62
4.6.2. Línea se conducción – calculo hidráulico del tramo 01 al 08 63
4.6.3. Calculo de las válvulas de aire 68
4.6.4. Cámara de aire 92
CAPITULO V
5. Cámara repartidora de caudales 94
5.1. Excavación manual en estrato conglomerado 94
5.1.1. Refine y nivelación de zanja 94
5.1.2. Eliminación de material excedente 94
5.1.3. Concreto 95 5.1.3.1. Concreto simple 96 5.1.3.2. Concreto armado 97 5.1.3.3. El acero de refuerzo 98 5.1.4. Encofrado y desencofrado 103 5.1.5. Revoques y molduras 106
5.1.5.1. Tarrajeo interior de cámara con impermeabilizante 106
5.1.5.2. Tarrajeo exterior 107
5.1.6. Pintura 108
5.1.6.1. Generalidades 108
5.1.6.2. Muros exteriores 109
CAPITULO VI
6. Instalaciones hidráulicas en cámara repartidora de caudales 111
6.1. Suministro e instalación de tuberías y accesorios 111
6.2. Sistemas de control 113
6.3. Suministro e instalación de vertedero metálico 113
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6.4.1. Picado y reposición de estructuras de concreto (reservorio) 113
6.4.2. Instalación de tapa sanitaria 113
6.4.3. Tarrajeo exterior de reservorio con cemento arena 113
6.4.4. Demolición de caseta de válvulas al ingreso del reservorio 114
6.4.5. Construcción de caseta de válvulas al ingreso del reservorio 115
6.4.6. Construcción del piso de válvulas 115
6.4.7. Suministro e instalación de accesorios a
reservorios 01, 02, 03 y 04. 116
6.4.8. Suministro y colocación de abrazadera de ø 46 mm. x 1/2” 117
6.4.9. Suministro y colocación de válvulas incluyendo caja Cº
simple + tapa Cº simple 0.50x0.50. 117
CAPITULO VII
7. Expediente técnico 119
7.1. Memoria descriptiva 119
7.2. Especificaciones técnicas 126
7.3. Metrados 201
7.4. Presupuesto analítico de obra 213
7.5. Análisis de precios unitarios 214
7.6. Desagregado de gastos generales 255
7.7. Listado de materiales, mano de obra y equipos 256
7.8. Formula polinómica 258
7.9. Cronograma valorizado de de obra total 259
7.10. Cronograma de adquisición de materiales 266
CAPITULO VIII
8. Estudio del impacto ambiental en la zona de estudio 268
8.1. Descripción del proyecto 268
8.1.1. Generalidades 269
8.1.2. Sistema de agua potable 270
8.2. Identificación y evaluación de los impactos ambientales 271
8.2.1. Identificación de los impactos 271
8.2.1.1. De acciones impactantes 271
8.2.1.2. De factores ambientales impactados 272
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8.2.2. Descripción de los impactos ambientales 274
8.2.3. Valoración de los impactos ambientales 276
8.3. Plan de manejo ambiental 279
8.3.1. Programa de monitoreo, control y Mitigación 280
8.3.2. Programa de monitoreo 292
8.3.2.1. Fase de construcción 293
8.3.2.2. Fase de operación 293
8.3.3. Programa de abandono 294
8.3.3.1. Cierre de fase de construcción 294
8.3.3.2. Cierre de la infraestructura del sistema 298
8.4. Costos ambientales 300 CAPITULO IX 9. Conclusiones y recomendaciones 301 9.1. Conclusiones 301 9.2. Recomendaciones 302 9.3. Anexos 9.3.1. Planos 9.3.2. Fotografías
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CAPITULO I
1.0.- INTRODUCCIÓN
En el Distrito de Huancano para el mejoramiento de las condiciones de vida de su población es de urgente necesidad realizar las obras ampliatorias de luz eléctrica, el agua y el desague resultando ser la mas urgente el mejoramiento del servicio del agua potable para toda la población en general incrementando el volumen de agua y para ello hemos considerado hacerlo mediante un diseño y construcción de un sistema de Galerías Filtrantes a fin de abastecer a toda la población, quienes actualmente no tienen con un buen servicio debido a que no cuentan con el sistema adecuado a pesar de tener agua todo el año y siendo el caudal suficiente para abastecer a toda la población.
En todo el distrito de Huáncano, las aguas subterráneas cumplen un rol muy importante, sobre todo en la zona rural, donde mayormente son utilizadas para uso agrícola. En la zona donde se realizó el presente estudio así como en todo el valle, existen aguas subterráneas suficientes para cubrir la demanda de la población.
En este contexto, el presente proyecto se sustenta en la necesidad de contar con una asignación de agua mayor a la demanda de uso poblacional. El propósito de captar las aguas subterráneas, mediante galerías filtrantes, representa una alternativa viable, teniendo en consideración que el río en la zona de estudio cuenta con agua superficial durante todo el año el cual asegura la recarga del acuífero que justifica la ejecución del proyecto.
El recurso hídrico subterráneo como parte del ciclo hidrológico conforma un sistema en el cual hay numerosas variables que particularizan su comportamiento, por esta razón el acuífero puede simularse como un reservorio subterráneo al cual se le puede operar en forma racional y conveniente.
La Galería Filtrante que se propone se encuentra aproximadamente a 84.50 km del cruce de San Clemente en Pisco, siguiendo la ruta de la Carretera Los Libertadores. El uso de las aguas recolectadas mediante las galerías filtrantes se destinarán en un 100% al uso doméstico con agua en tiempo de producción de los 12 meses al año, lo cual se sustenta en el Estudio de Fuente realizado el presente año, el agua llegará a los reservorios existentes en los diferentes anexos del distrito mediante una línea de conducción que
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va desde 110 mm hasta 25 mm de diámetro y una longitud total de 9,533.57 m y contará con estructuras complementarias como cámara rompe presión, cámara de purga de sedimentos y de aire, para luego ser distribuidos a los anexos de Pámpano, Pacra, Fuente de Oro, Muralla y Marmolina.
1.1.- GENERALIDADES
El presente proyecto se desarrollará en el distrito de Huáncano, que pertenece a la provincia de Pisco, y departamento de Ica, y tiene una
superficie de 905.14 Km2 y la capital se encuentra a 1019 m.s.n.m.
La vía de acceso partiendo desde Lima y siguiendo por la Panamericana Sur hasta San Clemente (desvío Ayacucho), distrito que pertenece a la provincia de Pisco ubicado a 3 km antes de llegar al desvío a Pisco Centro, transcurriendo 227 km (2h 30m), luego se sigue el desvío a Ayacucho por la vía Los Libertadores pasando por los distritos de Independencia y Humay para finalmente llegar al distrito de Huáncano (1h 45m), a la altura del Km 84.500 se llega a la zona donde se ejecutará la Galería Filtrante. Hasta aquí la vía está totalmente asfaltada y en buen estado. Desde la Costa la carretera asciende lentamente por el valle del río Pisco, formando un serpentín sobre la falda de la montaña. En el trayecto se pasa el pueblo de Humay, luego Tambo Colorado (museo de sitio), establecimiento inca a 40 Km. de San Clemente, y posteriormente Huáncano (67 Km. de San Clemente). Después de pasar el peaje de Pacra llega a Pámpano, y aproximadamente a 3.5 Km. de este último anexo se inicia el presente proyecto.
En resumen, el proyecto se encuentra aproximadamente a 84.500 Km. del distrito de San Clemente como se observa en los planos de ubicación y se encuentra ubicado en la parte este de dicha ciudad, que pertenece a la provincia de Pisco; las galerías se encuentran ubicadas en el Río Huaytará y se cuenta con un clima cálido y seco, con una temperatura ambiental promedio de 18.7ºC.
1.2.- FINALIDAD Y ALCANCES DEL ESTUDIO
Hace muchos años que la Municipalidad Distrital de Huancano ha desplegado intensas labores de gestion a fin de lograr, ampliar la captación de agua potable. Buscando soluciones técnicas mas
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eficientes como la que estamos promoviendo las de Sistemas de Galerías Filtrantes.
Se consiguió mediante FONCODES con el propósito de mejorar este servicio la ejecución de algunas pequeñas obras de abastecimiento de agua, pero que a la fecha resultan insuficientes para la población actual.
El presente trabajo tiene la finalidad de mejorar y ampliar el abastecimiento de agua mediante la utilización de los sistemas de galerías filtrantes específicamente las que se ubican entre las coordenadas UTM 8497950N, 444950E y 8498000N, 444050E. Considerando que la meta establecida en el perfil de inversión pública es captar 2.5 Lts/Seg., se proyecta una longitud de galerías filtrantes de 50.00 ml. Así mismo hacer el estudio de evaluación ambiental que podría ocasionar la construcción y el funcionamiento de dichas galerías filtrantes a la población actual y futura de todos los anexos considerados en el proyecto.
1.3.- IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION
Siendo el recurso hídrico es decir el agua potable indispensable para la vida no solo de los seres humanos, sino para todos los seres vivos y además siendo la salud de una población un parámetro importante que refleja el avance cultural, educativo y desarrollo físico de los centros poblados en general y mas aun con la política de los gobernantes que pretenden mejorar las condiciones de salubridad de toda su población toda vez que la vida moderna así lo requiere, ante este marco el objetivo de los servicios de agua potable para el Distrito de Huancano y anexos son indispensables por ser este recurso hídrico vital para la conservación de la salud y la vida. En consecuencia la importancia del proyecto es poner a su alcance a toda la población el agua en las mejores condiciones de potabilización y a un costo mínimo.
1.4.- ESTADO ACTUAL DEL ESTUDIO
Hemos comprobado que en la actualidad el abastecimiento de agua potable va disminuyendo debido a que la fuente existente de
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captación de agua no funciona adecuadamente, sumando a esto se pudo observar la aparición de nuevos centros poblados cuya tendencia es de ir aumentando mas viviendas y si a esto le agregamos las grandes perdidas de agua por las deficientes conexiones domiciliarias se tendrá como resultado que a corto plazo la demanda de agua en la zona de estudio será mucho mas alta de la que el sistema actual puede ofertar.
En tal sentido la Municipalidad Distrital considera que es de urgente necesidad contar con el proyecto desarrollado para buscar el respectivo financiamiento y así mejorar el abastecimiento del agua potable a todo el distrito con sus respectivos anexos.
El presente proyecto se realizara en el distrito de Huancano que esta
constituido por los anexos: Pámpano – Pacra, Fuente de Oro,
Muralla, Marmolina incluyendo al centro poblado de Huancano y lo hacemos a solicitud del señor Alcalde de dicho distrito.
1.5.- OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 1.5.1. OBJETIVO GENERAL
Mejorar el sistema de abastecimiento de agua potable del distrito de Huancano y sus anexos, dotando de un servicio continuo y seguro en cantidad y calidad dentro de la estimación y calificación de los impactos ambientales positivos y negativos generados por la ejecución y funcionamiento de dicho proyecto.
1.5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Contribuir en la reducción de los niveles de los índices de
enfermedades o mortalidad de los niños y ancianos con el buen consumo de agua potable.
Establecer una buena orientación para el buen uso del
agua y este no se desperdicie.
Sustentar los criterios de diseños empleados para
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CAPITULO II
2.0.- INFORMACION GEOGRAFICA
2.1.- UBICACIÓN DE LA ZONA DE PROYECTO
El presente proyecto se desarrollará en el distrito de Huáncano cuya capital es del mismo nombre y que se encuentra ubicado a 66 Km. del distrito de San Clemente, al sur de la Ciudad de Lima, aproximadamente a 90 Km. desde la ciudad de Pisco como se observa en los planos de ubicación y se encuentra ubicado en la parte Este de dicha ciudad, la galería se encuentra ubicado en el río Huaytará, que se considera ubicado en la Cuenca del Río Pisco. La cuenca del río Pisco se emplaza entre los departamentos de Ica y Huancavelica; entre las provincias de Pisco (Ica) y Huaytará, Castrovirreyna (Huancavelica); las coordenadas UTM que encierran la cuenca son:
Zona E 18 368,000 - 497,000 y N 8‟475,000 - 8‟576,000
El acceso principal desde la ciudad de Lima a la cuenca es por la carretera panamericana hasta el desvío hacia Ayacucho en la localidad San Clemente donde se inicia la vía de Los Libertadores, para llegar a las nacientes de la cuenca se sigue por esta vía hasta el puente Rumichaca de allí al poblado de Santa Inés y hasta la Laguna Pultoc que es el punto más remoto donde nace uno de los afluentes del río Pisco. Desde el poblado de Santa Inés se puede acceder las lagunas de la parte alta de la cuenca.
2.2.- GEOLOGÍA1
La cuenca del río Pisco desde su desembocadura hasta sus nacientes se emplaza sobre rocas y formaciones sedimentarias cuyas edades van desde el Reciente hasta el Jurásico (Mesozoico). Las unidades litológicas más importantes que se distribuyen desde el litoral.
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Fuente: Investigación y monitoreo complementario de la cuenca del río Pisco, realizado por la Facultad de Ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica de la Universidad Nacional de Ingeniería – Instituto de Minería y Medio Ambiente.
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2.2.1.- Depósitos aluviales, eluviales (Q-a, e)
Son depósitos clásticos transportados por el agua y acumulados principalmente en las quebradas y depresiones; están constituidos por conglomerados intercalados por arenas, limos, arcillas. Se distribuye ampliamente desde la desembocadura en el Océano Pacifico hasta la localidad de Humay.
2.2.2.- Depósitos Eólicos
Cubre áreas cercanas a la desembocadura del río Pisco y está conformado esencialmente por arenas con cuarzo de tamaño medio conformado dunas de color oscuro por la composición ferromagnesiana.
2.2.3.- Formación Pisco (Ts-pi)
Es una formación conformada por diatomitas intercaladas por areniscas tobáceas y lutitas. Aflora en San Clemente. En la zona media baja de la cuenca (Humay) hasta la confluencia del río Huaytará se emplaza el Batolito de la Costa con sus diferentes complejos intrusivos denominados superunidades: Patap, Linga, Pampahuasi, Incahuasi, Tiabaya y Characas.
2.2.4.- Superunidad Patap
Afloramiento constituido por gabros (Huancano), gabro de augita, gabro de hornblenda; son las más antiguas la edad es de 107 m.a.
2.2.5.- Superunidad Linga
Constituida principalmente por monzonitas con núcleos de piroxenos, hornblenda, biotita, placas grandes de ortosa y plagioclasas. Es una unidad importante por estar ligado genéticamente con mineralización de Cu, Fe, Mo, en el río Pisco, la edad es de 97 m.a.
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2.2.6.- Superunidad Pampahuasi
Es la más extensa como afloramiento en el área consiste principalmente en dioritas y tonalitas. Su edad radiométrica (K-Ar y U-Pb) es de 94 m.
2.2.7.- Superunidad Incahuasi
Es una unidad importante dominada por granodioritas. Los xenolitos cerca de los contactos constituyen una caracteristica común. Su edad determinada por dataciones K-Ar dan 82.5 m.a. (N. D. Moore)
2.2.8.- Superunidad Tiabaya
Es un miembro joven del batolito en la zona. El feldespato potásico es rosado. La mayoría son granodioritas con variantes de tonalita a monzogranito con hornblenda euhedral, “libros“ de biotita (6 mm de sección) Son plutones jóvenes datados por el método K-Ar con una edad de 80.5 m.a. (N.D.Moore)
2.2.9.- Monzogranito Characas
Es el último episodio del batolito, es un monzogranito de color rosado, contiene cantidades iguales de plagioclasas, cuarzo y feldespato potásico con menos de 5% de máficos. No se han efectuado dataciones pero por intrusiones de aplogranitos se puede indicar que es más joven que la Superunidad Tiabaya (80.5 m.a.)
2.2.10.- Formación Copara (Ki-co)
Aflora en el área de confluencia del río Huaytará al río Pisco, es una secuencia volcánica porfirítica con horizontes afaníticos de color oscuro a negro. La composición predominante es de andesitas con intercalaciones de cuarcitas. Se correlaciona con la Formación Murco (Sur) y Formación Farrat (Centro – Norte del Perú).
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2.2.11.- Grupo Quilmaná (Kis-q)
Es una secuencia mayormente volcánica gris verdoso a gris oscuro casi negro, cubre el área superior de la confluencia de los ríos Huaytará y Pisco. Presenta una buena estratificación con fenocristales de plagioclasas. Hay ocurrencia de intercalaciones calcáreas lenticulares (6 m). Se correlaciona con la Formación Jumasha (Centro Norte) y la Formación Arcurquina (Arequipa), descansa sobre el Grupo Yura.
2.2.12.- Volcánico Maria Elena (JsKi-me)
Son secuencias volcánicas que se emplazan en el entorno de la mina María Elena en el valle de Huaytará; también hay afloramientos en el valle del Quito Arma y la localidad de San Miguel de Curi. Las volcánicas están constituidos por andesitas y meta-andesitas gris mesócratas en partes silicificadas. Se encuentra concordante sobre el Grupo Yura. Se le correlaciona con el Grupo Puente Piedra (Lima) y la Formación Chimú (Noroeste de los Andes)
2.2.13.- Grupo Yura (Js-y)
Aflora en el entorno de la localidad de Huaytará y Quito Arma. Su parte inferior está conformado por areniscas cuarzosas de color blanco, marrón y rojo oscuro; presenta estratificación cruzada, ocasionalmente se hacen calcáreas gradando hasta calizas arenosas. Las calizas intercaladas de color violáceo. Las lutitas son de color marrón rojizo compacta la intercalación es de volcánicos andesíticos de color negro. La parte superior se le correlaciona con el Grupo Morro Solar (Lima) y con la parte inferior media del Grupo Goyllarisquizga (Centro –Norte)
2.2.14.- Grupo Sacsaquero (Tim-s)
Aflora en la parte superior a partir de la localidad de Quito Arma, está formado por un volcánico sedimentario de derrames andesíticos que se intercalan con sedimentos,
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piroclásticos, arenas tufáceas, tufos soldados, tufos
redepositados. Suprayacen al volcánico Tantará e infrayacen en discordancia el Grupo Castrovirreyna.
2.2.15.- Formación Castrovirreyna (Ts-c)
Es un paquete volcánico sedimentario que aflora en el entorno de la localidad de Castrovirreyna y está constituido por secuencias de tobas brechoides, areno tobáceas y ocasionalmente calizas. Infrayace a la Formación Caudalosa (volcánicos) que lo cubre en discordancia.
2.2.16.- Formación Caudalosa (Ts-ca)
Es una secuencia volcánica que aflora abundante en el entorno de las lagunas Orcococha, San Francisco, Pacococha; es importante porque en esta secuencia se emplazan la mayoría de ocurrencias mineras en el área. Está constituido por tufos y brechas tobáceas en bancos gruesos con flujos de derrames y brechas correspondientes a centros volcánicos.
2.2.17.- Grupo Goyllarisquizga (Ki-g)
Esta formación sedimentaria se emplaza en la zona de Ticrapo hasta la zona de confluencia de los ríos Pisco y Santuario.
En Ticrapo el espesor llega a 1000m diferenciándose los miembros:
Miembro Inferior, constituida por areniscas grises y areniscas cuarcíticas gris blanquecinas con intercalación de limolitas y lutitas grises. Miembro Superior, secuencia de cuarcitas blanquecinas, arenisca gris y algunas intercalaciones de limolitas, lutitas gris negruzcas, limolitas grises con intercalación de areniscas tobáceas.
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2.2.18.- Formación Tantará (Ti-t)
Constituida por una gruesa secuencia volcánica que yace en discordancia angular sobre las unidades formacionales del Mesozoico y la Formación Casapalca, e infrayace a la Formación volcánico-sedimentaria Sacsaquero. Se distribuye en el entorno de Mollepampa y también en la parte alta del valle del Santuario (confluencia con el río Pisco). Está compuesta por derrames andesíticos, riodacíticos y dacíticos de color gris a pardo violáceo con textura porfirítica a afanítica. Esporádicamente presenta intercalaciones de brechas andesiticas y tobas andesíticas. En conjunto la secuencia presenta una pseudo estrastificación en capas medianas a gruesas como lentes.
2.2.19.- Formación Pariahuanca-Chúlec (Ki-phch)
Esta formación yace entre el Grupo Goyllarisquizga y la Formación Pariatambo. Aflora en el río Pisco aguas arriba antes de la mina Cóndor y en la margen izquierda del río Huaytará antes de la confluencia con el río Pisco. Esta secuencia está conformada por calizas intercaladas por horizontes de margas y lutitas. Su grosor se estima en 500 m.
2.2.20.-Formación Auquivilca (Ts-au)
Es una secuencia de rocas piroclásticas y depósitos lacustres en la parte superior, aflora en la quebrada Luicho, Santa Ana, canal Choclococha. El espesor llega a 911 m. y esta conformada por rocas tobáceas macizas en el miembro inferior y areniscas, limolitas intercaladas con calizas grises y brechas tobáceas en el miembro superior.
2.3.- HIDROGRAFÍA DE LA CUENCA DEL RÍO PISCO
La cuenca del río Pisco pertenece al sistema hidrográfico del Océano Pacífico y tiene su origen en la laguna Pultoc (Departamento de Huancavelica) ubicada a una altitud de 4490 msnm. Estas lagunas se alimentan primordialmente con las precipitaciones que
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caen en el flanco occidental de la Cordillera de los Andes como también en los deshielos de los glaciares.
La extensión de la cuenca de drenaje es de 4,416 km2 y una longitud aproximada de 170 km desde la naciente en la laguna Pultoc al Océano Pacífico.
La cuenca tiene una forma ensanchada en las nacientes y alargada angosta en la parte de su desembocadura siguiendo un rumbo esencialmente Este – Oeste desde la confluencia del río Huaytará. Esta cuenca como de la mayoría de los ríos de la costa peruana es de fondo profundo y quebradas con flancos de fuertes pendientes limitada por elevaciones que descienden hacia el Océano Pacífico en forma sostenida y rápida.
La escorrentía superficial de los ríos Huaytará, Pisco y Chiris se debería principalmente a las precipitaciones estacionales que ocurren en las partes altas de la cuenca.
El río Pisco nace en la laguna Pultoc con el nombre de Santa Ana al recibir la confluencia de la quebrada Incachaca toma el nombre de
Chiris, posteriormente recibe como afluentes importantes
sucesivamente la quebrada Chaupivado por la margen derecha pasando la localidad de Ticrapo recibe al río Santuario por la margen izquierda siendo el río Huaytará el último afluente importante por la margen izquierda.
El río Santuario nace de la confluencia de los ríos Pacococha que nace en la laguna Pacococha con la quebrada Chalhuanca.
El río Huaytará nace de la confluencia de los ríos Vizcacha y el Quito Arma a la altura del poblado de Huaytará.
La cuenca en el estudio tiene una forma suigéneris con cierta apariencia de media luna, limita por el Norte con la cuenca del río San Juan, por el Sur con la cuenca del río Ica, por el Este con las cuencas del Río Mantaro y Pampas por el Oeste con el Océano Pacifico. Cuenta con un área de drenaje total de 4,376 Km2 del cual 62% (2,736 Km2) se encuentra situado por encima de los 2500 msnm correspondiendo a la cuenca húmeda o imbrífera. Este río al igual que todos los ríos de la costa es de régimen muy irregular y torrentoso, las precipitaciones se concentran durante los meses de
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Diciembre a Abril, correspondiendo el periodo de sequías extremas a los meses de Julio a Noviembre.
El río Pisco tiene su origen en la confluencia de los ríos Chiris y Santuario, siendo el río Chiris el principal afluente que a su vez se origina de la confluencia de los ríos Santa Ana y Luicho los mismos que nacen en una serie de pequeñas lagunas en las que destacan las Pultoc, Agnococha y Tacococha sobre los 4200 msnm cuyas aguas cristalinas permiten el desarrollo de fitoplancton y zooplancton en regular escala. La longitud aproximada del río y sus afluentes desde sus nacientes hasta su desembocadura es 472 Km, con pendientes promedios entre 3%, y 5 % haciéndose más pronunciados en algunos sectores llegando hasta el 8 %, especialmente en el tramo comprendido entre las nacientes del río Santuario y su desembocadura en el río Chiris y en el sector de la quebrada Veladero. Aguas debajo de la localidad del Pámpano, el curso del río que es sinuoso hasta las cercanías de la localidad de Huáncano, adoptando a partir de este punto un rumbo general Este - Oeste hasta desembocar en el Océano Pacifico.
2.4.- HIDROLOGIA SUPERFICIAL 2.4.1.- La Oferta Hídrica
La oferta de agua en el valle de Pisco es parcialmente regulada, debido al régimen intermitente del río Huaytará que presenta descargas solamente entre los meses de enero a abril. En el periodo de estiaje, se descargan las aguas de regulación del sistema de lagunas y las aguas de recuperación.
Por lo tanto, la oferta de agua en el valle de es del tipo: Sistema no regulado con pequeñas lagunas reguladas, agua de recuperación y aguas subterráneas.
2.4.2.- Disponibilidad Hídrica a) Agua Superficial
Es la fuente principal de agua del valle, constituido por el río Huaytará, el cual tiene un régimen intermitente y de carácter
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torrentoso, sus descargas se presentan en los meses de enero – abril.
b) Agua Subterránea
El agua subterránea es un recurso muy importante en el valle de Pisco,
c) Agua de Recuperación o filtración
Las aguas de recuperación y/o filtración son otra fuente hídrica de aporte a la disponibilidad del agua, aunque son poco aprovechados actualmente y por ende con muy poca información a nivel del valle, las cuales son aprovechados por los agricultores quienes riegan sus parcelas con aguas del río bajo la modalidad de toma libre.
d) Disponibilidad Hídrica Total
La disponibilidad de agua del valle tiene cuatro fuentes: agua superficial representada por las descargas del río Huaytará, aguas de regulación del sistema de lagunas, aguas subterráneas aprovechadas por bombeo y finalmente las aguas de recuperación. Siendo las tres primeras las fuentes más importantes.
2.5.- CLIMA
El clima de la zona se define por las estribaciones andinas extendidas a lo largo de los valles, siendo así que en la zona de estudio se caracteriza por ser seco y cálido de acuerdo a la altitud, con una temperatura ambiental promedio de 18.7°C y hay presencia de presipitaciones pluviales entre los meses de Noviembre a Marzo y el resto del año las lluvias son bastante esporádicas.
2.5.1.- Temperatura
En esta cuenca se tiene una relación inversa entre la temperatura media – altitud, esto por efecto de la disminución de presión atmosférica producto de la elevación de la altitud.
25
Las temperaturas máximas se presentan en los meses de Diciembre a Marzo oscilando entre 21°C a 25°C. Las temperaturas mínimas se presentan en los meses de invierno siendo estas de hasta 14.7°C.
2.5.2.- Humedad Relativa
La humedad relativa media mensual se a considerado de estudios anteriores realizados en la zona y ha sido medida en la Estación Metereorológica Huáncano. La variación estacional es mas acentuada, mayores valores en los meses de noviembre-abril, de 79.2% y para los meses de junio-octubre, menores valores siendo el mínimo 48.6%. En promedio se tiene una humedad relativa de 57.70%.
2.5.3.- Velocidad del Aire
En la estación Huancano las velocidades del viento fueron
moderadas variando entre 0 – 4.9 m/s. La dirección
predominante del viento es oeste (303º).
2.6.- FLORA Y FAUNA 2.6.1. Flora
Está representada por los Huarangos (Acacia macracantha), que se distribuyen hacia las partes bajas, aledañas a los cerros, riberas del río y en las márgenes de los terrenos cultivados. Son característicos de la zona porque el clima es templado seco. Otras especies que forman la flora en la zona pero en menor proporción son el molle (Schinus molle), así como el Eucalipto.
La actividad económica del distrito de Huáncano, esta dado fundamentalmente por la agricultura y la ganadería. Los cultivos de mayor importancia son el algodón, maíz, pallar, camote, frijol, papa. Además de ello árboles frutales en menor cantidad.
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2.6.2.- Fauna
En la zona donde se ejecutará el proyecto se aprecia la presencia de aves como los pajaritos pecho rojo, las tortolitas e insectos propios de la zona.
En el distrito se desarrolla la actividad ganadera a gran escala, principalmente se desarrolla el ganado vacuno y caprino; y la crianza de aves de corral.
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CAPITULO III
3.0.- SITUACION SOCIO ECONOMICA DE LA ZONA
3.1.- ASPECTOS SOCIALES
En estos aspectos podemos considerar los siguientes:
3.1.1.- Población
La población Distrital de Huáncano ha venido experimentando en las últimas décadas un ligero descenso, tal como se aprecia en el Cuadro Nº 01, debido a que la población está migrando en busca de una mejor calidad de vida, lo cual podría revertirse con la ejecución de este y otros proyectos que otorguen servicios básicos a la población.
CUADRO Nº 01
Población de la Provincia de Pisco al 2007 - Por Distritos
DISTRITO POBLACIÓN 1995 2000 2005 2007 PISCO 54978 59589 54193 54997 HUANCANO 2145 2297 1528 1758 HUMAY 4420 4372 5499 5437 INDEPENDENCIA 9046 9594 11166 12390 PARACAS 1204 1139 1252 4146 SAN ANDRES 13519 15443 14134 13151 SAN CLEMENTE 15170 16897 17351 19324 TUPAC AMARU INCA 10297 11766 11742 14676 PISCO 110779 121097 116865 125879
Fuentes: INEI – Censos Nacionales de Población y Vivienda
Perú: Proyecciones de Población por año Calendario, según departamento, provincias y distritos, 1993 - 2005.
3.1.2.- Educación
La población en edad estudiantil de nivel inicial cursa estudios en jardines existentes en el distrito de Huáncano, en cuanto a los niños de nivel primario así como los de secundaria asisten a las instituciones educativas del lugar y en algunos casos asisten a las instituciones ubicadas en los distritos próximos como Humay.
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En el nivel superior, los pobladores se ven en la necesidad de buscar las oportunidades en las instituciones que hay en toda la provincia de Pisco, que además de los Institutos Pedagógicos y Tecnológicos, también se tiene la Facultad de Pesquería de la Universidad San Luís Gonzaga de Ica,
Además existen centros de calificación Profesional
Extraordinaria, orientadas a la actividad artesanal,
agropecuaria, industrial y académica. Otra opción es seguir los estudios superiores en las ciudades próximas tales como Ica.
3.1.3.- Salud
Este servicio es prestado en el distrito a través de 02 puestos de salud, que brindan los servicios básicos de medicina general, enfermería, pediatría y odontología. El número de establecimientos de salud existente en el ámbito de estudio es significativo y el acceso a los mismos no implica mayores dificultades; sin embargo la infraestructura de éstos es insuficiente. En el área de estudio, las enfermedades de mayor frecuencia son las Infecciones Respiratorias Agudas (IRAs) y las Enfermedades Diarreicas Agudas (EDAs), estas últimas son las más frecuentes. Éstas, junto con las enfermedades intestinales como la parasitosis, se dan por falta de higiene y de un tratamiento adecuado de aguas tanto para consumo humano como en el tratamiento de aguas servidas.
3.1.4. Vivienda
En el distrito de Huáncano los tipos de vivienda que predominan son las viviendas unifamiliares, y bifamiliares y en menor número las multifamiliares. Así mismo en el distrito se produce el asentamiento precario de viviendas inadecuadas, esta situación conlleva a una gran problemática urbana al multiplicarse ese tipo de ocupación del suelo.
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3.2.- ASPECTOS ECONOMICOS.
Entre las actividades que allí se realizan se tiene la agricultura, ganadería, el comercio tanto formal como informal, las empresas de transporte, entre otros.
Las principales actividades económicas de la zona son:
3.2.1.- Agricultura:
Es una de las principales actividades económicas de la zona, con predominancia de cultivos de algodón, pallar, maíz. Otros cultivos desarrollados en menor escala son: camote, tomate y otros. Los cultivos de frutas también se da pero en menor cantidad.
3.2.2.- Ganadería:
En cuanto a la actividad pecuaria, está representada principalmente por la crianza de ganado vacuno, caprino y ovino, seguido por el porcino. Esta actividad también es una de las más practicadas por los pobladores de la zona.
3.2.3.- Uso y tenencia de la tierra:
En lo que respecta a la tenencia de la tierra, el área de influencia del proyecto pertenece a los centros poblados de Pámpano, Pacra, Muralla y Marmolina. El uso predominante de la tierra es agrícola, principalmente para la producción de algodón, maíz, pallar, y ganadera.
3.3.- ASPECTOS DE SERVICIOS
Existen los siguientes servicios:
3.3.1.- Sistema de Agua Potable.-
La Municipalidad Distrital de Huáncano es la institución encargada de la administración del servicio de abastecimiento de agua potable, como parte de las actividades regulares de la Municipalidad, no cobrando tarifa mensual a las viviendas
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por el consumo del servicio del agua potable. Cabe mencionar que este servicio es deficiente, existiendo un déficit de la fuente, especialmente en la época de estiaje.
La red de Distribución está conformada por redes matrices y secundarias. Existe una racionalización que no obedece a una programación.
3.3.2.- Sistema de Alcantarillado.-
Actualmente los pobladores del distrito no cuentan con el servicio de alcantarillado, por lo que la Municipalidad viene ejecutando obras a fin de ofrecer este servicio.
Gran parte de las viviendas cuentan con silos o letrinas las mismas que se encuentran en su etapa interna de vida, pero un regular porcentaje de los pobladores tienen inadecuados hábitos y prácticas de higiene por lo que para efectuar sus necesidades fisiológicas utilizan zonas despobladas aledañas generándose focos de infecciones que también afecta la salud de los pobladores.
3.3.3.- Sistema de Energía Eléctrica.-
La Empresa Electro Sur Medio S.A, es la institución
encargada de administrar la producción de energía eléctrica en el distrito. A pesar de existir una buena cobertura del servicio, sin embargo existen algunas localidades o para ser más precisos existen viviendas que aún no cuentan con el servicio.
3.3.4.- Transporte y Comunicaciones
Para llegar a la zona de estudio, partiendo desde la ciudad capital Lima, se va por la carretera panamericana sur hasta el Km. 231 aproximadamente, donde se toma la variante carretera Libertadores hasta el Km. 84+500, pasando por los distritos de Independencia, Humay y la Capital del Distrito de Huancano, cuyo nombre es el mismo, y atravesando ríos tales
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como cabeza de toro, Pacra y Huaytara, para finalmente llegar a la zona donde se desarrollara el proyecto.
Desde la Ciudad de Ica el recorrido es similar, ya que también se conduce por la carretera panamericana sur hasta llegar a la variante y luego el recorrido es el anteriormente descrito. La vía de acceso al proyecto lo constituye la carretera Libertadores totalmente asfaltada que une al departamento de Ica con los departamentos de de Ayacucho y Huancavelica. El tiempo de duración del viaje desde la Ciudad de Ica hasta la zona de estudio es de 2 horas y media aproximadamente.
3.3.5.- Seguridad y Orden Público.
El distrito de Huancano actualmente cuenta con un puesto policial, quien tiene a cargo el control de orden público en toda la localidad.
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CAPITULO IV
4.0.- DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. 4.1.- GALERÍAS FILTRANTES
Las Galerías Filtrantes, se encuentran ubicadas entre las coordenadas UTM 8 497 950N, 444 950E y 8 498 000N, 445 050E. Para efectuar el diseño de la Galería Filtrante se tomó en consideración el Estudio de Fuente realizado a inicios del mes de julio y que forma parte del presente estudio, el cual establece que por metro lineal se puede captar 0.05 lps. Considerando que la meta establecida en el perfil de inversión pública aprobada es captar 2.50 lps, se proyecta una longitud de galería filtrante de 50 m.
Las tuberías que permitirán captar el agua serán instaladas a profundidades variables que van de 7.50 m a 8.50 m con un diámetro de 200 mm de tubería PVC C - 10. Esta tubería será perforada con orificios de 3/8" de diámetro, espaciado a 14.00 cm longitudinalmente formando 7 hileras radiales por metro de tubería, las cuales en 5 hileras radiales se encuentran 7 perforaciones espaciadas radialmente a 14 cm, y 2 hileras se encuentran 8 perforaciones espaciadas radialmente a 13 cm.
La tubería se apoyará en una cama de asiento de material filtrante grava de 3/4” (cantos rodados) y seleccionado tal como se indica en el plano detalle respectivo y en las Especificaciones Técnicas correspondientes.
Una vez instalada correctamente la tubería perforada se cubrirá con el mismo material filtrante hasta una altura de 0.50 m sobre la clave de la tubería, continuándose el relleno con un material filtrante conformado por arena seleccionada, esta capa tendrá un espesor de 1.00 m y luego de este material se efectuará el relleno con material propio.
Finalmente se construirán 02 cámaras (01 cámara de Arranque y 01 cámara de Reunión).
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01. Cámara de Arranque
La cámara que da inicio a las Galerías Filtrantes es la Cámara de Arranque que tiene una profundidad de 6.70 m, ubicada con una Cota absoluta de Fondo de 1429.60m y una cota de Tapa de 1436.80, en la progresiva 0+00, esta cámara de 1.50 m de diámetro interno y 1.90 m de diámetro externo será de Concreto Armado con tapa sanitaria del mismo material este buzón será enterrado con material de relleno para evitar posibles daños y contaminación por acción de las aguas del río.
02. Cámara de Reunión.
El buzón de reunión se encuentra ubicado en la progresiva 0+050, con una altura de 7.20m, y con una cota de tapa igual a 1438.22 y una cota de fondo igual a 1429.02
Este buzón será de Concreto Armado con tapa sanitaria de concreto armado, con un diámetro externo de 1.90m y un diámetro interno de 1.50m.
Esta cámara da fin a lo que corresponde a las Galerías Filtrantes y da inicio a la Línea de conducción.
4.1.1. Objetivo del estudio.
El presente proyecto tiene como objetivo principal mejorar el Sistema de Abastecimiento de Agua Potable de los centros poblados del distrito de Huáncano que aun no cuentan con este servicio, disminuyendo así los casos de enfermedades diarreicas y parasitarias, y mejorando la calidad de vida de la población, mediante un sistema de galerías filtrantes.
4.1.2.- Ubicación de la zona de estudio
El presente proyecto se desarrollara en el distrito de Huancano cuya capital es del mismo nombre y que se encuentra ubicado a 66 Km. Del distrito de San Clemente, al sur de la ciudad de Lima, aproximadamente a 90 Km. Desde la ciudad de pisco como se observa en los planos de ubicación y se encuentra ubicado en la parte este de dicha
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Ciudad, la galería se encuentra ubicada en el Río Huaytara, que se considera ubicado en la cuenca del río Pisco.
La cuenca del río Pisco se emplaza entre los departamentos de Ica y Huancavelica; entre las provincias de Pisco (Ica) y Huaytara, Castrovirreyna (Huancavelica); las coordenadas UTM que encierran la cuenca son:
Zona E 18 368,000 – 497,000 y N 8‟475,000 – 8‟576,000 El acceso principal desde la ciudad de Lima a la cuenca es por la carretera Panamericana hasta el desvío hacia Ayacucho en la localidad de San Clemente donde se inicia la Vía Los Libertadores, para llegar a las nacientes de la cuenca se sigue por esta vía hasta el puente Rumichaca de allí al poblado de Santa Ines y hasta la laguna Pultoc que es el punto mas remoto donde nace uno de los afluentes del río Pisco. Desde el poblado de Santa Ines se puede acceder a las lagunas de la parte alta de la cuenca.
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UBICACIÓN DE LA PROVINCIA DE PISCO, DISTRITO DE HUANCANO Y ZONA DE ESTUDIO
36
GRÁFICO Nº 01:
37
38
4.2.- HIDROLOGÍA SUPERFICIAL
La oferta de agua en el valle de Pisco es parcialmente regulada, debido al régimen intermitente del río Huaytará que presenta descargas solamente entre los meses de enero a abril. En el periodo de estiaje, se descargan las aguas de regulación del sistema de lagunas y las aguas de recuperación.
Por lo tanto, la oferta de agua en el valle de Pisco es del tipo: Sistema no regulado con pequeñas lagunas reguladas, agua de recuperación y aguas subterráneas.
4.2.1- Disponibilidad Hídrica 4.2.1.1. Agua Superficial
Es la fuente principal de agua del valle, constituido por el río Huaytará, el cual tiene un régimen intermitente y de carácter torrentoso, sus descargas se presentan en los meses de enero – abril.
4.2.1.2.Agua Subterránea
El agua subterránea es un recurso muy importante en el valle de Pisco,
4.2.1.3 Agua de Recuperación o filtración
Las aguas de recuperación y/o filtración son otra fuente hídrica de aporte a la disponibilidad del agua, aunque son poco aprovechados actualmente y por ende con muy poca información a nivel del valle, las cuales son aprovechados por los agricultores quienes riegan sus parcelas con aguas del río bajo la modalidad de toma libre.
La disponibilidad de agua del valle tiene cuatro fuentes: agua superficial representada por las descargas del río Huaytará, aguas de regulación del
sistema de lagunas, aguas subterráneas
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recuperación. Siendo las tres primeras las fuentes mas importantes.
4.2.2.- Acuífero
4.2.2.1. Geometría y Naturaleza del Acuífero
Del 20 al 50% del espesor del acuífero está formado por capas permeables, pero aún éstas no están libres de materia arcillosa. Generalmente la parte superior del acuífero es freática, pero a mayor profundidad, capas arcillosas impermeables o semipermeables modifican su carácter convirtiéndolo en semiconfinado o confinado.
El relleno aluvial contiene las capas acuíferas que están siempre mezcladas con material arcilloso. Dentro del valle, solo los 20 – 40 metros superiores de la secuencia son mas permeables que las capas profundas de la misma. El aluvión subyacente contiene agua, pero es menos conductor.
4.2.3.- La Napa Freática
4.2.3.1. Profundidad de la Napa
En el área de estudio la profundidad de la Napa fluctúa entre 3.00 a 4.00 m., dependiendo de la estación en la cual es medida y de su posición topográfica.
4.2.3.2.Alimentación de la Napa
La alimentación de Napa proviene de la filtración de las aguas del río Huaytará, especialmente durante los cuatro primeros meses del año hidrológico, durante el cual las precipitaciones son de consideración, disminuyendo en forma considerablemente en los meses de estiaje que abarca de Junio a Diciembre. Según datos referenciales, las precipitaciones que se producen en la zona húmeda, persisten en mínima
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proporción, pero que influye en algo a la alimentación de la napa aguas abajo del valle.
4.3.- EL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DE LA CAPTACIÓN POR GALERIA FILTRANTE
El comportamiento hidráulico de este tipo de captación por galerías filtrantes es simulado a través de los análisis hidráulicos que a continuación se detallan, este comportamiento se relaciona matemáticamente teniendo en consideración todos los parámetros involucrados tales como la permeabilidad, niveles estáticos y dinámicos, depresiones, flujos, etc.
Con el análisis hidráulico, se busca representar lo mejor posible, el comportamiento de las galerías filtrantes.
4.3.1. Tipos de Captación.
Para la clasificación de los tipos de galería filtrante se consideran dos factores: el patrón de flujo a través del acuífero hacia la galería, y el régimen del escurrimiento. El patrón de flujo se refiere a las formas de las líneas de flujo y equipotenciales. Para este último se consideran dos casos extremos:
Galerías que comprometen todo el espesor del acuífero.
Galerías situadas a poca profundidad bajo el nivel libre de
la napa.
Las galerías que comprometen todo el espesor de la napa se caracterizan, excepto en las inmediaciones de la captación misma, por el hecho de que las líneas de flujo del escurrimiento se asemejan a líneas rectas inclinadas con respecto a la horizontal. En este caso, las equipotenciales quedan constituidas por superficies planas que casi coinciden con la vertical. Ver gráfico Nº 03.
Las captaciones superficiales se caracterizan por el hecho de que las líneas de flujo del escurrimiento pueden representarse por rectas radiales dirigidas hacia la captación, y las
41
equipotenciales quedan constituidas por superficies
semicilíndricas, con el centro en el punto de captación. Ver Gráfico Nº 04.
En cuanto a la clase de régimen del escurrimiento hacia la captación, existen dos condiciones:
- La de equilibrio
- La de desequilibrio
Las condiciones de equilibrio se presentan cuando, para determinados escurrimientos, se alcanza al cabo de cierto tiempo una estabilización tanto en las velocidades del escurrimiento como en el nivel deprimido de la napa.
Para que exista un estado de equilibrio, es indispensable que el caudal extraído por unidad de longitud de la galería, sea menor o igual al caudal propio del acuífero, o bien, que exista una fuente superficial de alimentación. En este caso, el nivel del acuífero se deprime solamente hasta crear las gradientes necesarias, que permitan el escurrimiento hacia la galería del caudal que se extrae de ella.
Para la zona de estudio se analizará solo la condición de equilibrio, y de acuerdo a las excavaciones de las calicatas de pruebas, en la zona de estudio se tiene un acuífero con escurrimiento propio y de gran espesor. Ver grafico Nº 03.
42
GRÁFICO Nº 03: CAPTACIÓN CON LÍNEAS DE FLUJO POCO
INCLINADAS Y EQUIPOTENCIALES CASI VERTICALES
GRÁFICO Nº 04: CAPTACIÓN CON LÍNEAS DE FLUJO
RADIALES Y
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GRÁFICO Nº 05: TIPO DE CAPTACIÓN APLICABLE EN LA
ZONA DE ESTUDIO
GALERÍA EN ACUÍFERO CON ESCURRIMIENTO PROPIO DE GRAN ESPESOR
En la zona de estudio el acuífero encontrado se esta considerando de gran espesor, debido a que no se a encontrado evidencia alguna del manto impermeable hasta una profundidad de 4.50 m.
El presente análisis considerará solo el caso de las galerías que cumplan las condiciones de equilibrio, que es la más apropiada para la fuente de abastecimiento de agua potable que se viene estudiando.
4.3.2.- Galería Superficial bajo condiciones de equilibrio
La galería se encuentra a una profundidad “a” debajo del
nivel natural de la napa. Esta profundidad “a” se supone
pequeña en relación con el espesor total del acuífero. (ver Gráfico Nº 06).
A la depresión de la napa, en un punto cualquiera, se le
llamará “”. Cuando se extrae un caudal “Q” constante por
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deprimirá, tomando la forma muy parecida a la que se muestra en el Gráfico Nº 06
GRÁFICO Nº 06: GALERÍA SUPERFICIAL BAJO CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Para el presente análisis se considera que el escurrimiento se realiza con líneas de flujo radiales hacia la captación y con equipotenciales semicirculares concéntricas con la captación y asumiendo que el acuífero no tiene escurrimiento propio.
La gradiente hidráulica del escurrimiento, medida radialmente desde la galería queda dada por:
dx
d
i
(4.1)
El flujo que atraviesa las superficies equipotenciales debe ser constante y de la misma magnitud que el que se obtiene de la galería, en base a que se supone un estado de equilibrio.
Relacionando el caudal que ingresa a la galería por unidad de longitud, mediante la ecuación de Darcy, se obtiene la siguiente expresión:
KiA
45
Donde, “A” es el área de una superficie equipotencial.
La expresión final para la depresión de la napa será:
x
R
Ln
K
Q
(4.3)
Para que se cumplan las condiciones de equilibrio supuestas en el análisis anterior, es necesario que exista una fuente de alimentación que permita mantener el escurrimiento hacia la captación. En la zona de estudio, el caso que se presenta es un acuífero con escurrimiento propio.
Como la ecuación de la napa deprimida esta en función del radio de influencia (R), es necesario determinar el valor del mismo.
El valor de “R” se representa mediante la siguiente expresión:
K
a
Q
i
R
1
El caudal máximo que puede obtenerse con una captación superficial en una napa con escurrimiento propio es cuando la depresión de la napa llega hasta el punto donde está el conducto, es decir “∆” = “a”.
X
R
Ln
a
K
Q
máx
(4.4)
46
r
K
a
Q
i
Ln
a
K
Q
máx/
1
(4.5)
4.3.3.- Rendimiento de la galeríaDel análisis hidráulico se obtiene la ecuación (4.5), que nos da el caudal máximo que se puede extraer por unidad de longitud de galería, siendo este el siguiente:
r
K
a
Q
i
Ln
a
K
Q
U U/
1
“K”: es el coeficiente de permeabilidad promedio del acuífero. “a”: es la profundidad a la que se encuentra la galería bajo el
nivel freático original.
“i”: es la gradiente hidráulica natural del acuífero. “r”: es el radio del conducto.
4.3.4.- Determinación de los parámetros de diseño
Los parámetros que influyen en el rendimiento de la galería de infiltración son el coeficiente de permeabilidad promedio del acuífero, el espesor del mismo y su gradiente hidráulica, este último en los casos de acuíferos con escurrimiento propio.
De todos estos parámetros, el que influye directamente en todos los tipos de galería es el coeficiente de permeabilidad del acuífero.
El valor del coeficiente de permeabilidad varía de acuerdo a los siguientes factores:
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Forma de los granos
Disposición de los granos
Tamaño de los granos
Viscosidad y densidad del fluido
La determinación de la permeabilidad en campo permite obtener valores que reflejen las condiciones reales presentes en el campo. Por la magnitud del estudio, la determinación de la permeabilidad se desarrollará bajo el método de campo mediante pozos o calicatas a tajo abierto de bombeo y de observación.
4.3.5.- Determinación de la permeabilidad mediante el bombeo de un acuífero libre, con pozos de observación y flujo estable.
Como la fuente de agua en estudio corresponde a una posible galería de infiltración que se ubicaría en un acuífero con escurrimiento propio, se analizará los parámetros que involucran el comportamiento hidráulico de este tipo de acuíferos, determinándose la permeabilidad promedio.
La prueba de campo para determinar la permeabilidad promedio del acuífero consiste en bombear agua de un pozo, mientras que se hacen lecturas del nivel de agua en varios pozos de observación cercanos.
La prueba continúa hasta que se alcanzan las condiciones de equilibrio, cuando los niveles de agua en los pozos de observación y de bombeo se mantienen constantes para un determinado caudal de bombeo.
Después que se ha logrado las condiciones de estabilidad, es aplicable la ecuación de Darcy:
48
GRAFICO Nº 07: POZOS DE OBSERVACIÓN Y BOMBEO EN UN ACUÍFERO LIBRE
A una distancia “r” del pozo el área “A” a través de la cual el
agua esta fluyendo es
2
rh
, obteniéndose:dr
dh
h
r
K
q
2
Finalmente se obtiene la siguiente expresión:
)
(
)
/
ln(
2 2h
H
r
R
q
K
La formula anterior se basa en las siguientes consideraciones:
Existe una condición de equilibrio, el caudal de bombeo
es constante y el nivel en los pozos permanece estable.
El material del acuífero es homogéneo, isotrópico y se
extienden distancias infinitas en todas las direcciones.
Es valida la suposición de Dupuit que establece:
Para pequeñas inclinaciones de la línea de corriente superior a las líneas de flujo pueden considerarse horizontales.
49
Que la gradiente hidráulica es igual a la pendiente de la línea de corriente superior y es constante en cualquier punto de la vertical.
Existe flujo laminar en toda el área del cono de
depresión.
4.4.- METODOLOGIA DEL TRABAJO REALIZADO
Para desarrollar el presente estudio fue necesario seguir una metodología de trabajo, las mismas que fueron programadas y coordinadas con los funcionarios de la Municipalidad Distrital de Huáncano.
La ejecución de las pruebas de bombeo responden en general a cada uno de los dos objetivos siguientes:
a) Estimar la cantidad de agua que puede extraerse de un pozo
bajo condiciones de equilibrio. En este tipo de pruebas, basta generalmente obtener información del pozo de bombeo y de dos pozos de observación.
b) Determinar las propiedades hidráulicas de un acuífero, para
poder predecir posteriormente su comportamiento bajo situaciones diversas, evaluar la disponibilidad de recursos de agua subterránea, etc. En general, en este caso, es necesario
obtener información de los puntos determinados y
seleccionados del acuífero, para lo cual se utilizará un pozo de bombeo con dos o más pozos de observación.
Las diversas etapas de este proyecto fueron desarrolladas conforme se describe a continuación:
4.4.1.- Recopilación de información.
Esta primera etapa del estudio consistió en recabar toda la
información sobre estudios anteriores referentes a
información catastral, hidrográfica, geológica, acuíferos, fuentes de agua, etc. que hubiera respecto a la zona.
50
4.4.2.- Reconocimiento de la zona de estudio.
Se realizó un recorrido a la zona de estudio de la fuente de agua para Huáncano, tratando de ubicar fuentes de agua de uso agrícola (pozos artesanales), procediéndose a tomar las cotas y niveles estáticos de los mismos.
4.4.3. Ubicación y selección de la zona de estudio
Realizado el reconocimiento de la zona de estudio, y con toda la información de campo y gabinete, se procedió a ubicar los puntos donde se realizaría las excavaciones de las calicatas de prueba y posterior aforo. Estos puntos fueron seleccionados teniendo en cuenta el ancho de la cuenca, así mismo el nivel de terreno al que se encuentra la zona para poder conducir el agua por gravedad hacia todos los centros poblados que se espera abastecer del servicio de agua potable.
4.4.4.- Excavación de los pozos de prueba y de observación
Para realizar las pruebas de bombeo se excavó un pozo de prueba, el cual atraviesa parte del estrato permeable del acuífero. Así mismo se excavaron 03 pozos de observación, los cuales fueron excavados hasta alcanzar una profundidad promedio de de 3.50 m. FOTO Nº 01: EXCAVACIÓN A MANO DE CALICATAS USANDO EQUIPO DE BOMBEO
51
4.4.4. Ejecución de las pruebas de bombeo y sus aforos
Al enfocar la solución de problemas de Hidrología Subterránea en pequeña o gran escala, nos encontramos continuamente ante la situación de poder obtener valores confiables y representativos de las características hidráulicas de los acuíferos. Los ensayos o pruebas de bombeo han probado ser el medio más adecuado para alcanzar ese objetivo.
En las pruebas de bombeo para determinar la conductividad hidráulica, se ha usado un pozo de prueba (pozo de extracción del agua) y tres pozos de observación.
Los diámetros de los pozos de prueba son en promedio de 2.00 m y sus profundidades de 3.50 m en promedio. Para medir la depresión dentro de los pozos de bombeo y de observación se refirieron los niveles estáticos a puntos fijos con cotas relativas.
En el pozo de prueba se instalo dos motobombas, de capacidad adecuada para las pruebas de bombeo, las mismas que operaban de manera alternada con un periodo de
FOTO Nº 02: EXCAVACION DE LA CALICATA N° 02
52
operación de 12 horas cada una, consiguiendo así el bombeo continuo sin interrupciones.
Para llegar al nivel de equilibrio se han efectuado mediciones periódicas del nivel dinámico en el pozo de bombeo y los pozos de observación, así mismo se fue variando los caudales de bombeo desde 0.71 lps hasta 0.47 lps, obteniéndose la condición de equilibrio a las 07 horas de haberse iniciado el bombeo.
FOTO Nº 03: INSTALACION DEL EQUIPO DE BOMBEO
FOTO Nº 04: INICIO DEL BOMBEO (ENCENDIDO DEL EQUIPO DE BOMBEO)
53 FOTO N° 07: SE MUESTRA UNA DE LAS MOTOBOMBAS TRABAJANDO EN HORAS DE LA NOCHE FOTO Nº 05: MEDICION DE NIVELES EN EL POZO DE BOMBEO Y POZOS DE OBSERVACION
FOTO Nº 06: AFORO DEL CAUDAL DE BOMBEO MEDIANTE EL METODO VOLUMETRICO
54
4.5.- RESULTADOS OBTENIDOS 4.5.1.- De las pruebas de bombeo
La prueba de bombeo en la calicata de prueba Nº 02 se inició el día 06-SET-2008 a las 15.00 horas culminándose con el bombeo continuo el día 07-SET-2008 a las 13.00 horas. Los resultados del bombeo se muestran en el Cuadro Nº 03. El nivel dinámico, en los pozos de observación se estabilizó luego de 07 horas de bombeo continuo, manteniéndose hasta el final de la prueba.
En la calicata de prueba Nº 02 el caudal aforado en el nivel de equilibrio fue de al final de la prueba de bombeo fue de 0.47 lps con el cual se obtiene un descenso de los niveles de agua en los pozos de observación de 0.065 m en la calicata Nº 01, 0.125 m en la calicata Nº 03 y 0.071m en la calicata Nº 04.
.
CUADRO Nº 03 :
RESULTADOS FINALES DE LA PRUEBA DE BOMBEO CALICATA Nº 2
CALICATA Nº 01
COTA (m.s.n.m) Δh
TERRENO N. ESTAT. N. DINAM. (m)
1438.16 1435.190 1435.125 0.065
CALICATA Nº 02
COTA (m.s.n.m) Δh
TERRENO N. ESTAT. N. DINAM. (m)
1438.20 1435.570 1435.030 0.540
CALICATA Nº 03
COTA (m.s.n.m) Δh
TERRENO N. ESTAT. N. DINAM. (m)
1438.24 1435.785 1435.660 0.125
CALICATA Nº 04
COTA (m.s.n.m) Δh
TERRENO N. ESTAT. N. DINAM. (m)
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CUADRO Nº 04 : DETALLE DE LA PRUEBA DE BOMBEO
CALICATA Nº 2
DIA 01 – Sábado 06 de Setiembre del 2008 HORA PTO LECTURA
(mira) TIEMPO (seg) CAUDAL (lt/seg) OBSERVACIONES 03:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.890 3.912 3.295 2.804 T1 = 69 T2 = 71 0.71 03:10 p.m. C1 C2 C3 C4 3.882 3.770 3.305 2.808 T1 = 80 T2 = 81 0.62 03:20 p.m. C1 C2 C3 C4 3.845 3.725 3.325 2.820 T1 = 84 T2 = 88 0.58 03:30 p.m. C1 C2 C3 C4 3.900 3.930 3.328 2.785 T1 = 93 T2 = 89 0.55 04:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.895 3.985 3.360 2.855 T1 = 85 T2 = 84 0.59 04:30 p.m. C1 C2 C3 C4 3.900 3.980 3.370 2.850 T1 = 99 T2 = 97 0.51 05:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.920 3.840 3.395 2.850 T1 = 100 T2 = 101 0.50 05:30 p.m. C1 C2 C3 C4 3.900 3.900 3.375 2.860 T1 = 108 T2 = 105 0.47 06:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.910 3.870 3.382 2.850 T1 = 103 T2 = 98 0.50 07:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.925 4.030 3.410 2.860 T1 = 100 T2 = 96 0.51 08:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.930 4.090 3.420 2.860 T1 = 97 T2 = 92 0.53 09:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.940 4.067 3.387 2.890 T1 = 96 T2 = 96 0.52 10:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.940 4.100 3.425 2.880 T1 = 100 T2 = 97 0.51
En esta hora se llega al nivel de equilibrio entre el bombeo y el descenso de los niveles de agua en las calicatas.
11:00 p.m. C1 C2 C3 C4 3.955 4.060 3.430 2.875 T1 = 98 T2 = 99 0.51
