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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO EN CIENCIAS AGROPECUARIAS
Modelamiento hidráulico e hidrológico del río Carabamba para determinación de áreas inundables en Julcán y Viru
TESIS PARA OPTAR EL GRADO ACADEMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS
MENCIÓN:
INGENIERIA DE RECURSOS HIDRICOS
Autor : Br. De La Cruz Villar, Segundo Augusto.
Asesora : Dra. Cabrera de Cipriano, Angelita Teresa.
TRUJILLO – PERÚ 2023
Nº de Registro: _________
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… …
JURADO DICTAMINADOR
……….
Dr. Eduardo Felipe Méndez García PRESIDENTE
………
Ms. Pavel Ovidio Arteaga Caro SECRETARIO
………
Dra. Angelita Teresa Cabrera de Cipriano ASESORA
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DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación, primero que nada, agradecer a Dios por bendecirme por llegar a donde estoy, por escuchar todas mis oraciones y hacer realidad este sueño.
Para mis padres, José y Rita, quienes han velado por mi felicidad y educación a lo largo de mi vida, siempre han sido mi apoyo. Creía completamente en todos los desafíos que se me presentaban, y nunca dudó de mi inteligencia y habilidades. Por eso soy quien soy ahora. Los quiero con todo mi corazón.
A mis queridos hermanos Liduvina, Victor y John por darme fuerza y apoyo incondicional, a Liliana por su amor y apoyo incondicional, y a toda mi familia y amigos, mis amigos que no me defraudaron con palabras de apoyo para poder seguir adelante. .
Gracias a todos
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AGRADECIMIENTO
Nuestra admiración y eterno agradecimiento a la Dr. Angelita Cabrera de Cipriano por su dedicación, experiencia y acertado asesoramiento en la realización del presente trabajo.
Así mismo agradecimiento a la UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO por permitirme estudiar y especializarme, para ser un buen profesional.
Gracias a todos
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ÍNDICE
DEDICATORIA ... III AGRADECIMIENTO ... IV RESUMEN ... VII ABSTRAC ...VIII
I. INTRODUCCION ... 9
II. MATERIAL Y MÉTODOS... 17
2.1. OBJETO DE ESTUDIO ... 17
2.2. INSTRUMENTACIÓN I/O FUENTES DE DATOS. ... 17
2.3. UBICACIÓN Y EXTENSION ... 18
2.4. INFORMACIÓN METEOROLOGICA ... 19
A. INFORMACIÓN OFICIAL ... 19
A.1. SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGIA - SENAMHI ... 19
2.5. RED METEOROLOGICA ... 22
2.5.1. REGISTRO Y PROCESAMIENTO DE LA DATA ... 23
2.5.2. METODOLOGIA ANALISIS DE DISTRIBUCION ESTADISTICA ... 23
2.6. PARAMETRO: PRECIPITACION EN 24 HORAS ... 24
2.6.1. REGISTRO DE ESTACIONES EVALUADAS ... 24
2.6.2. ANALISIS DE CORRELACIÓN ... 27
2.6.3. COMPLETADO Y EXTENSIÓN DE LOS DATOS ... 31
2.6.4. ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD DE LA INFORMACIÓN ... 34
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2.6.5. ANÁLISIS DE DISTRIBUCIÓN O FRECUENCIA ESTADÍSTICA ... 37
2.6.6. SELECCIÓN DE PERIODO DE RETORNO ... 37
2.6.7. TORMENTA DE DISEÑO ... 38
2.6.8. CURVA IDF ... 40
2.6.9. TIEMPO DE CONCENTRACION ... 40
2.6.10. INFORMACION CARTOGRAFICA ... 42
2.7. MODELAMIENTO CON HEC - HMS ... 45
2.7.1. CONSIDERACIONES DEL MÉTODO HEC-HMS Y PARAMETROS PRINCIPALES ... 46
2.7.2. DETERMINACIÓN DE PARAMETROS DE CURVA NUMERO ... 49
2.8. METODOLOGÍA DEL MODELO HIDRAULICO ... 50
2.8.1. FLUJO DE TRABAJO DEL MODELO ... 51
2.8.2. ANALISIS DEL RIO CARABAMBA ... 52
2.9. DETERMINACION DE AREAS INUNDABLES ... 55
III. RESULTADOS Y DISCUSION ... 57
3.1. CARACTERISTICAS GEOMORFOLOGIA ... 57
3.2. RESULTADOS DEL MODELO HIDROLOGICO HE-HMS ... 57
3.3. RESULTADOS DEL MODELO HIDRAULICO IBER ... 58
3.4. RESULTADOS DE LAS AREAS DE INUNDACION ... 61
IV. CONCLUSIONES ... 63
V. RECOMENDACIONES ... 64
VI. BIBLIOGRAFIA ... 65
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RESUMEN
En la presente investigación se tiene como finalidad determinar las áreas inundables del río Carabamba, desde la parte alta de la Ciudad de Carabamba hasta la confluencia con el rio Huacapongo, las precipitaciones en los últimos años han ocasionado grandes pérdidas materiales y humanas. Para poder determinar la zona de inundación se ha desarrollado un estudio hidráulico e hidrológico del río en mención, en la parte hidrológica consiste en determinar las precipitaciones máximas a partir de un reporte de precipitaciones máxima en 24 horas registradas en las estaciones cercanas a la zona de investigación para periodos de retorno de 100, 200 y 500 años a través de un análisis de frecuencia en el cual empleamos el programa HEC-HMS que ha sido desarrollado para el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU.
Para el desarrollo del modelamiento hidráulico del área de estudio del río en mención se utilizó el programa IBER desarrollado por el Grupo de Ingeniería del Agua y del Medio Ambiente Española, se tiene como información preliminar las cartas nacionales de nuestro país, del mismo modo se realizó un levantamiento topográfico de la parte alta y baja del río.
Se determinó un caudal 153,90 m3/s, 207,20 m3/s y 291,90 m3/s para el tiempo de retorno de 100, 200 y 500 años respectivamente el área de inundación es de 12,21 hectáreas en la parte baja del rio, siendo predios agrícolas en su totalidad.
PALABRAS CLAVES: Inundación, Carabamba, Precipitación, Caudal, hidráulico.
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ABSTRAC
The purpose of this investigation is to determine the floodable areas of the Carabamba River, from the upper part of the City of Carabamba to the confluence with the Huacapongo River, where rainfall in recent years has caused great material and human losses. In order to determine the flood zone, a hydraulic and hydrological study of the river in question has been developed;
The hydrological part consisted of determining the maximum rainfall from a report of these in 24 hours recorded in the stations near the research area for return periods of 100, 200 and 500 years through a frequency analysis in which We used the HEC-HMS program that has been developed for the US Army Corps of Engineers. For the development of the hydraulic modeling of the study area, the IBER program developed by the Spanish Water and Environmental Engineering Group was used. , which has as preliminary information the national charts of our country, in the same way a topographical survey of the upper and lower part of the river was carried out.
A flow of 153.90 m3/s, 207.20 m3/s and 291.90 m3/s was determined for the return time of 100, 200 and 500 years respectively; the flood area is 12.21 hectares in the lower part of the river, being agricultural land in its entirety.
KEY WORDS: Flood, Carabamba, Precipitation, Flow, hydraulic
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I-INTRODUCCION
El impacto de las inundaciones en el daño humano está ampliamente documentado en la cultura de vitalidad publica en todo el mundo, especialmente en la República Popular China, Bangladesh, Brasil, el Reino Unido, los Países Bajos, Portugal y los EE.UU. Los frutos de estos estudios describen el exterminio en términos absolutos y también se centran en las poblaciones desplazadas por las inundaciones. También muestran que las tasas específicas de exterminio por inundaciones varían de un país a otro. Por ejemplo, las zonas sensibles de Bangladesh, alrededor de 15.000 personas fallecen cada año a causa de estos desastres en los EE.UU, Más de 20.000 ciudades y pueblos solo se vieron afectados por las inundaciones repentinas, por lo que el promedio anual estimado de fallecimientos en China es de entre 46, 7 y 140 personas, donde se estima que más de 40 millones de personas se ven afectadas por este tipo de desastre natural (Malilay, 2000).
Las precipitaciones pueden causar inundaciones e impactar áreas urbanas a través de dos sucesos, que ocurren individualmente o en combinación: 1) desbordamientos de zonas ribereñas, estas son inundaciones naturales se producen en los cauces principales de los ríos causadas por la variación temporal y espacial de las precipitaciones y escorrentías en una cuenca. 2) Las inundaciones asociadas con la urbanización, son inundaciones que ocurren en el sistema de drenaje de una ciudad debido a la acción del suelo que están impermeables, cierres de vías fluviales o interrupciones del flujo. En general, una gestión eficaz del agua en las ciudades debe basarse, por un lado, en una verdadera comprensión del impacto de las actividades humanas en los ciclos hidrológicos y ambientales de la ciudad, y, por otro lado, reducir estos acontecimientos que debe ser evaluado integralmente (Campos, 2010).
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Las cuencas hidrológicas son consideradas como las principales unidades territoriales para la planificación, uso y la gestión de los recursos naturales. Sin embargo, uno de las principales incógnitas para los científicos y tomadores de decisiones en empresas públicas y privadas es la falta de información descriptiva detallada que proporcione explicaciones basadas en las diversas características de la cuenca (Salazar, 2010).
En el primer mes del año 2017, las temperaturas superficiales del mar aumentaron fuertemente por encima de los 26 °C en diversas partes de la Costa Norte, contrario a las proyecciones del Comisión Multisectorial encargada del Estudio Nacional del Fenómeno “El Niño” y Modelos Climáticos Internacionales, mientras que en la parte central de El ecuador. El océano Pacífico la transición de La Niña a Neutral aún estaba en ejecución. La fase de diciembre de 2016 a mayo de 2017 fue catalogada oficialmente como “El Niño Costero” de magnitud moderada con condiciones neutras en el Pacífico Central. A diferencia de los acontecimientos de 1982-1983 y 1997-1998, este evento tuvo características locales y mecanismos similares al evento El Niño de 1925 (ENFEN, 2017).
Debido a sus efectos asociados a lluvias e inundaciones, “El Niño costero 2017” puede considerarse el tercer evento "fenómeno de El Niño" más severo severo para el Perú en los últimos 100 años. En términos de impactos en los ecosistemas marinos, la reducción de la marejada costera ha reducido significativamente la productividad marina frente a la costa norte y central. Las anchovetas migran hacia el sur, se retiran a la costa y no parecen desovar en el verano. Por otro lado, se encontró que la mayor disponibilidad de recursos relacionados con aguas calientes como la caballa, el bonito y el atún, que se desplazaron hasta el sur de febrero a marzo (ENFEN, 2017).
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La variación diaria de la temperatura superficial del mar (TSM) a lo largo de la costa de Chicama muestra que la intensidad del calentamiento sigue un patrón similar al evento de El Niño de 1925 (Takahashi y Martínez, 2017).
En México, en la investigación; “Inundaciones en zonas urbanas. medidas preventivas y correctivas, acciones estructurales y no estructurales” está referido a que las inundaciones no son un suceso nuevo y que el impacto de estos fenómenos va en aumento, principalmente por el crecimiento descontrolado de la población, la circunstancias de pobreza de la población, la falta de planificación urbana, aumentando el impacto de estos fenómenos, muestra que está provocando un cambio del ciclo del agua que provoca una mayor inundación (cambio en la capacidad de infiltración, menor tiempo de concentración, mayor altura de la lámina de agua) (Rodríguez, 2012).
Estudios como los realizados por la Autoridad Administrativa del Agua Huarmey- Chicama en 2018 fueron descubiertos como parte de un estudio de este proyecto, que incluye la cuenca del río Carabamba, “Estudios básicos para la actualización de la delimitación de faja marginal del rio Virú, en los tramos sector María Laura - cerro Huancaquito alto y sector puente Virú (aguas abajo) - Zaraque – ala moche Virú chao”, donde se puede apreciar que los caudales instantáneos máximos en los periodos de retorno de 50 y 100 años en la convergencia de los ríos Virú y Carabamba, obtenidos por el método de la envolvente de Creager, son 825,53 m3/s y 971,80 m3/s, respectivamente. Sin embargo, no se ha realizado un estudio de todos los aportantes al rio Carabamba ya que este río no suele aportar mucho caudal al río Virú, sin embargo, en el último acontecimiento del Niño Costero 2017 se evidenció su gran potencial de aporte de recurso hídrico al río Virú.
El valle de Virú es una de las más afectadas por la devastación de la naturaleza, se produjeron problemas de inundaciones en marzo de 2017.
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Durante el desarrollo de la metodología para los análisis hidrológicos e hidráulicos, se analizaron los parámetros geomorfológicos de la Cuenca de Carabamba, así mismo, un análisis climatológico con información primaria y secundaria obtenidas por instituciones públicas y privadas.
El ciclo del agua se contextualiza como un concepto que describe la acumulación y el movimiento del agua entre la biosfera, la atmósfera, la litosfera y la hidrosfera. El recurso hídrico se puede acumular en el ambiente, el mar, las lagunas, los ríos, la tierra, los glaciares y los acuíferos. El ciclo del agua entre estos componentes está controlado por procesos como la transpiración, la condensación, la precipitación, infiltración, el deshielo y el desbordamiento.
Sin embargo, en un entorno urbano, este ciclo está cambiando debido al impacto de la urbanización en el medio ambiente y la necesidad de brindar servicios relacionados con el agua a los residentes, incluido el suministro de agua, el drenaje, el tratamiento y el saneamiento. En consecuencia, el ciclo hidrológico del agua en las ciudades es mucho más complejo, por lo que se denomina “ciclo urbano del agua” (Marsalek et al., 2006).
La situación en la que se describen los elementos del agua en el planeta Tierra comienza con el llamado ciclo hidrológico, es decir, la circulación del agua desde los mares hacia la atmósfera y viceversa impulsado por la radiación solar, debido a la evaporación, la precipitación, la escorrentía superficial y escorrentía terrestre. El flujo al que se somete el agua, se produce la división durante la creación de océanos, atmósferas, ríos y arroyos, aguas subterráneas, lagos, capas de hielo y glaciares (Keller y Blodgett, 2007).
En los arroyos y los ríos, el desarrollo normal por el cual el agua rebasa el lecho se conoce como inundación, y la mayoría de los desbordes fluviales están relacionadas con las precipitaciones y la distribución en la cuenca a la que pertenecen, y es el resultado de muchos
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factores diferentes. Tales como drenaje, tasa de filtración de lluvia en el suelo y tasa de flujo superficial de dichas lluvias llegan a los ríos; De esta forma, la cantidad de agua en el suelo durante la precipitación satura el suelo con agua, lo que dificulta una mayor absorción de agua y provoca inundaciones (Keller y Blodgett, 2007).
Los océanos del mundo absorben la mayor parte del calor en los trópicos (geográficamente alrededor de las latitudes de 23,27°S y 23,27°N), mientras que las temperaturas de la superficie del mar (TSM) en esta región son lo suficientemente elevadas como para experimentar acción convectiva profunda en la atmósfera y en consecuencia la precipitación (Godfrey et al., 2001).
Incluso hoy, El Niño todavía se conoce como un flujo cálido; sin embargo, este concepto es incorrecta porque El Niño ya no es una corriente peruana, sino una anormalidad universal.
Por regla general, El Niño está asociado con catástrofes; sin embargo, no todos los sucesos son iguales a los de 1982-83 y 1997-98 (sucesos extraordinarios), pero la mayoría de los sucesos son mucho más débiles (Takahashi, 2014).
El litoral norteño del Perú tiene un clima cálido y muy seco (a excepción de los eventos de El Niño) consistente con su posición geográfica (cerca del ecuador), lo que indica que su clima debe ser extremadamente tropical (con fuertes lluvias); no obstante, este suele ser un entorno seco y desértico, ya que no hay requisitos para la formación de nubes tipo "cumulus- nimbus que son típicas de áreas con mucha lluvia (Woodman, 1999).
Esto se debe a que la atmósfera del litoral peruano es "estable" y el aire caliente no puede seguir subiendo a niveles superiores a los 1000-1500 metros sobre el nivel del mar, A este nivel el aire caliente se expande, se enfría, se condensa y pasa a formar estas nubes (Palacios, 2009).
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Las más importantes urbes del litoral peruano experimentaron un aumento promedio de al menos 3°C durante El Niño Costero 2017 por encima de sus valores normales. Urbes como Lima han registrado días y noches extremadamente calurosos seguidos que superan el umbral del percentil 99. Se observaron comportamiento inusual desde la primavera pasada, el aumento de la temperatura del aire en el verano de 2017 aumentó principalmente a lo largo de las costas norte y media. Entre La Libertad y Lima las temperaturas diurnas, así como en Ancash (Huarmey y Chimbote), son particularmente altas en marzo con una anomalía superior a los +3°C (ENFEN, 2017).
Las precipitaciones en el territorio peruano son altamente estacionales, primordialmente en las regiones andinas, donde comienzan en septiembre y aumentan gradualmente hasta alcanzar un valor máximo durante los meses de verano (enero - marzo) y decrecen bruscamente durante el mes. Abril (IGP, 2005; Lagos et al., 2008; Silva et al.,2008).
Dentro del marco de El Niño Costero, en 2017 se presentaron precipitaciones frecuentes e intensas en la vertiente occidental de la Cordillera de los Andes, primordialmente en las regiones norte y central, y se concentraron primordialmente en el período de febrero a marzo en ciudades como: Piura, Chiclayo, Trujillo y Huarmey que experimentaron fuertes precipitaciones que superaron los registros históricos solo vistos durante los períodos extremos de El Niño.
Durante los períodos de precipitación intensa, la lluvia varía de “fuerte” a “extremadamente fuerte” (SENAMHI, 2015).
Una cuenca hidrográfica se conceptualiza como la unidad formada por un río y sus afluentes y la zona de captación. Las cuencas de los ríos contienen muchos recursos naturales importantes para la actividad humana, como el agua, el suelo, la flora y fauna. Todos ellos apoyan la interacción continua y específica con el uso de las personas y el desarrollo de la
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productividad. Finalmente, la unidad de procesamiento evalúa los recursos hídricos (disponibilidad y demanda), crea sistemas de información y comunicación, resuelve conflictos de retribución de agua, establece estándares, arreglos económicos y se autorregula regular (acción voluntaria), promueve la investigación y el desarrollo, emprender trabajos de explotación, asegurar la responsabilidad, desarrollar habilidades organizativas y de coordinación (Parra 2009).
Se considera cuenca hidrográfica a un área que se encuentra delimitada geográficamente por una línea de cumbres, también conocida como límites de agua, y el agua que cae debido a la precipitación forma una vía fluvial que desembocan hacia un mismo cauce (Villon, 2002).
Las zonas de riesgo de inundación y los niveles de riesgo de la cuenca deben identificarse para mejorar la seguridad mientras se equilibra la cuenca, y para minimizar o mitigar el riesgo en zonas particularmente sensibles. Para ello es necesario: recopilar y sistematizar información sobre los territorios inundados en eventos recientes, la cual puede obtenerse de publicaciones, artículos, entrevistas a personas; determinar la exhaustividad y comprobar la objetividad de la información recopilada. Es primordial identificar y clasificar la información necesaria para tomar alguna determinación. Esto permite implementar medidas de protección contra inundaciones considerando las áreas más vulnerables. Dependiendo del nivel de recopilación de información, se debe prestar atención a las zonas más vulnerables, las cuales se deben determinar a partir de la información geográfica, hidráulica o hidrológica del río y cuenca y; la evaluación de riesgos basada en la probabilidad y las pérdidas esperadas puede conducir a medidas eficaces y eficientes (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura - Programa Hidrológico Inter gubernamental. et al., 2009).
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El riesgo se puede referir a algún daño probable de ser adquirido por decisión propia es decir, se tiene conciencia que puede ocurrir alguna pérdida o afectación al desarrollar tal o cual actividad; en otro sentido, es también un referente de pérdidas económicas considerando que resulta afectado algún bien en su carácter monetario principalmente, y ello ha marcado la forma en que se estima o concibe el riesgo a partir de los daños y pérdidas económicas de una comunidad o persona que han logrado construir objetos susceptibles de valor que van desde su vivienda, vestimenta, medios de transporte, hasta el conjunto de elementos que conforman el equipamiento, infraestructura y aparato económico que es el motor de esa comunidad en la que se encuentra, por ello, se hace referencia también, al hecho que se contempla o espera algo incierto y eso es una situación o escenario de riesgo (Luhmann, 2006).
En la presente investigación se logró determinar los caudales de diseño 153,90 m3/s, 207,20 m3/s y 291,90 m3/s para el tiempo de retorno de 100, 200 y 500 años respectivamente estos valores son muy importantes para saber el caudal de aporte al rio Virú, de esa forma tener presente la influencia que tiene el rio Carabamaba en el volumen total del rio Virú, anteriormente no se tomaba mucha importancia a este rio, pero el último reporte registrado en el año 2017 se evidencia su enorme magnitud de aportación de caudal, de la misma manera nos sirve para determinar las áreas que serían afectas ante nuevas crecidas del rio por precipitaciones y tomemos acciones para prevenir nuevos desastres materiales y humanos.
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II - MATERIAL Y MÉTODOS
2.1 OBJETO DE ESTUDIO
Fue el recurso hídrico, que con el suelo y las variables climatológicas forman el sistema abierto que se interrelaciona con el entorno.
2.2 INSTRUMENTACIÓN I/O FUENTES DE DATOS.
Se elaboró solicitudes a instituciones involucrados en la zona de estudio para recopilar información cartográfica, solicitando a organismos como: Junta de usuarios de agua, Gobierno Regional La Libertad, Municipalidades de Carabamba y Virú, Autoridad Local de Aguas Moche-Virú-Chao, Ministerio de Cultura y otras instituciones.
Recopilación de información meteorológica, para este caso se utilizarán fichas o cartillas para recabar información del SENAMHI, en el departamento de Dirección de Hidrología – DHI desde el 2013, así como, estudios para determinar la calidad de varios productos satelitales disponibles en todo el mundo.
Se tiene la estación SAN JOSE, donde se encuentra en el área media del valle de Virú en el Campamento San José, la cual no es una estación ordinaria o estandarizada, se trata de una estación automática menor utilizada principalmente como estación de apoyo para los estudios y manejo de producción agrícola en la zona. De igual manera se contó con la información pluviométrica de la estación Laredo.
Por otro lado, se utilizaron los software; Arcgis 10,8., Google Earth Pro., Hec-hms 4.4, Iber 2.5.2, Garmin GPS MAP 65. y el AutoCAD CIVIL 3D 2020.
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2.3 UBICACIÓN Y EXTENSION
A. UBICACIÓN POLITICA
Departamento/Región : La Libertad Provincia : Virú y Julcan Distritos : Virú y Carabamba B. UBICACIÓN GEOGRAFICA
El proyecto se encuentra en la cuenca del rio Virú, sub cuenca del río Carabamba en el valle del mismo nombre, entre en Centro Poblado de Carabamba y la confluencia de los ríos Carabamba y Hucapongo.
La ubicación de las intervenciones de Control de Inundaciones se encuentra a continuación:
Tabla 1 :
Ubicación geográfica del área de estudio.
Sector Coordenadas UTM WGS84 Altura (m.s.n.m) Este (m) Norte (m)
A. Ciudad de Carabamba 763670,00 9102497,00 3328,00 B. Confluencia rio
Carabamba y rio Huacapongo
750642,00 9074193,00 132,00
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C. UBICACIÓN HIDROGRAFICA
Vertiente : Pacifico
Cuenca : Virú
Autoridad Local del Agua : Moche-Virú-Chao Autoridad Administrativa del Agua : Huarmey - Chicama
Junta de usuarios de riego : Junta de usuarios de agua de la Cuenca del río Virú.
El sistema de cauces es aportado principalmente por el río Las Salinas, el cual se deriva de las lluvias estacionales que caen sobre los cerros de Los Colorados y Guitarras.
El río Carabamba, en las cercanías de la hacienda Tomabal, confluye con el río Huacapongo, dando origen al río Virú.
El régimen de descargas del rio Carabamba es torrentoso e irregular, manteniéndose seco en estiaje, siendo temporalmente deficitario para el desarrollo de la agricultura, creando serios problemas para lo agricultura del valle.
2.4 INFORMACIÓN METEOROLOGICA
Identificación y análisis de las características de estaciones meteorológicas
Para la elaboración del presente estudio, la obtención de datos y/o información base de estaciones meteorológicas, obtenida de fuentes oficiales y no oficiales, el detalle es el siguiente:
A. INFORMACIÓN OFICIAL
A.1. SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGIA - SENAMHI estaciones meteorológicas convencionales y automáticas
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El SENAMHI brinda a los ciudadanos información de calidad de datos diarios de temperatura máxima y mínima y precipitación; de 370 estaciones meteorológicas de todo el país, elegidas por la calidad de la información que brindan. Datos oficiales y calidad de información: https://www.senamhi.gob.pe/?&p=prensa&n=498
Los datos disponibles son de libre descarga desde el 22 de septiembre del 2016 a través del link https://www.senamhi.gob.pe/?&p=estaciones, esta información es resultado del estudio conjunta realizada por la Dirección de Meteorología y Evaluación Ambiental Atmosférica, y de la Dirección de Redes de Observación y Datos del SENAMHI, para sistematizar información recopilada durante 1964-2014.
Como indica la presidenta ejecutiva del SENAMHI, Ing. Amelia Díaz, “los especialistas han realizado una labor exhaustiva con el fin de garantizar la calidad de la información en tres variables, con el objetivo de ponerla a disposición de usuarios sectoriales, estudiantes, investigadores y público en general como parte de la política de apertura a la información como bien público”.
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Figura 1 :
histograma de información meteorológica descarga SENAMHI
Nota: SENAMHI (2021)
Estas estaciones se componen de estaciones convencionales y automáticas, el detalle de las estaciones adyacente al área de investigación con información disponible, son las siguiente:
Tabla 2 :
Estaciones meteorológicas de la red SENAMHI.
N ESTACION OPERA
DOR ESTADO TIPO
ALTI TUD
COORDENADAS GEOGRAFICAS
LATITUD LONGITUD
msnm grad mh seg grado mh seg 1 CALLANCAS SENAMHI En Uso Convencional 1532 7 46 2,9 78 28 38,2 2 CACHICANDAN SENAMHI En Uso Convencional 2760 8 5 30 78 8 58 3 HUACAMARCANGA SENAMHI En Uso Convencional 3883 8 7 17 78 17 35 4 HUAMACHUCO SENAMHI En Uso Convencional 3186 7 49 8,97 78 2 24,48 5 HUANGACOCHA SENAMHI En Uso Convencional 3595 7 56 14 78 40 6
6 JULCAN SENAMHI En Uso Convencional 3170 8 2 33 78 29 9
7 MOLLEPATA SENAMHI En Uso Convencional 2590 8 11 30 77 57 15 8 QUIRUVILCA SENAMHI En Uso Convencional 4047 8 0 15,1 78 18 28,43
9 SINSICAP SENAMHI En Uso Convencional 2140 7 51 3 78 45 21
10 TRUJILLO SENAMHI En Uso Convencional 44 8 6 43,3 78 59 6,36
11 LAREDO SENAMHI En Uso Convencional 253 8 5 1 78 51 1
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ESTACIONES METEOROLOGICAS:
En la cuenca del rio Virú, el P.E.CHAVIMOCHIC, se tiene la estación SAN JOSE, se encuentra en la área media del valle de Virú en el Campamento San José, la cual no es una estacion ordinaria o estadarizada, se trata de una estación automática menor utilizada principalmente como estación de apoyo para los estudios y como referencia para el manejo de riego presurizado en la zona del valle de Virú. Se considera de referencia.
La localización de las estaciones, es la siguiente:
Tabla 3 :
Estaciones meteorológicas del P.E. CHAVIMOCHIC
Data hidrológica usada en el estudio corresponde a la obtenida ante el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología – SEHAMHI y del P.E.CHAVIMOCHIC.
2.5 RED METEOROLOGICA
Para el desarrollo del presente estudio, específicamente para el parámetro precipitación en 24 horas, se ha seleccionado las siguientes estaciones:
msnm grado min seg grado min seg 1 SAN JOSE
P.E CHAVIMO
CHIC
En Uso Automatic
a Menor 97 8 43 30 78 48 32
N ESTACION OPERADOR ESTADO TIPO ALTITUD
COORDENADAS GEOGRAFICAS LATITUD LONGITUD
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Tabla 4 :
Estaciones pluviométricas evaluadas
ESTACION OPERADOR ESTADO
Periodo de
Disponibilidad de Información
CALLANCAS SENAMHI En Uso 1971-2018
CHACHICADAN SENAMHI En Uso 1963-2018
HUACAMARCANGA SENAMHI En Uso 1971-2018
HUAMACHUCO SENAMHI En Uso 1964-2018
HUANGACOCHA SENAMHI En Uso 1971-2018
JULCAN SENAMHI En Uso 1963-2018
MOLLEPATA SENAMHI En Uso 1963-2018
QUIRUVILCA SENAMHI En Uso 1965-2018
SINSICAP SENAMHI En Uso 1963-2018
TRUJILLO SENAMHI En Uso 2006-2018
2.5.1 REGISTRO Y PROCESAMIENTO DE LA DATA
El registro y procesamiento de la data hidrometeorologica utilizada en el proyecto es el siguiente.
2.5.2 METODOLOGIA ANALISIS DE DISTRIBUCION ESTADISTICA
El sistema hidrológico está finalmente sujeto a la influencia de sucesos extremos como tormentas violentas, inundaciones, etc. La dimension de este suceso extremo está relacionada con su frecuencia a través de una distribución de probabilidad.
los procedimientos estadísticos se basan en la presencia de una serie de datos de flujo en el punto de interés, frecuencia analizada. Esto implica ajustar varias distribuciones teóricas para una muestra dada para comparar y deducir cuál se acerca más a la distribución empírica.
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Cuando usamos los modelos probabilísticos, es necesario determinar sus parámetros y ejecutar un test de ajuste.
Si el ajuste optimo, entonces se opta por usar la distribución seleccionada, luego de conocer la ley de distribución que rige las variables aleatorias, también se puede predecir la ocurrencia de un evento hidrometeorológico de alta magnitud con cierta probabilidad. También podrá determinar la magnitud del fenómeno en un periodo de retorno determinado (Villon, 2006).
Se aplicó modelos de ajustes estadísticos para calcular las probabilidades y periodo de retorno de la información de precipitación máxima de 24 horas en el proyecto, se han usado Normal, Log Normal 2 y 3 parámetros, Gamma 3 Parámetros o Pearson Tipo III, Log Gamma o Pearson Tipo III, Gumbel Tipo I y Gamma, (ANEXO A).
2.6 PARAMETRO: PRECIPITACION EN 24 HORAS
2.6.1 REGISTRO DE ESTACIONES EVALUADAS
El siguiente es una anotación de datos de lluvias de 24 horas para las estaciones evaluadas.:
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Tabla 5 :
Lluvia en 24 horas estaciones registradas 1/2 (mm/24h)
AÑOS
CALLANCAS CACHICADAN HUACAMARCANGA HUAMACHUCO HUANGACOCHA JULCAN MOLLEPATA QUIRUVILCA SINSICAP LAREDO
1963 36,0 22,4 13,9 9,5
1964 33,0 26,7 34,5 14,5 22,5
1965 35,0 42,9 29,5 31,5 19,0 24,1 1966 20,7 25,2 22,7 17,2 12,0 21,2 1967 27,4 28,5 23,3 21,5 13,0 96,4 1968 23,9 40,0 12,3 12,3 13,0 15,6 1969 27,0 49,3 26,0 25,8 8,0 16,9 1,5 1970 27,5 30,2 18,0 27,5 7,0 19,2 3,8 1971 7,9 33,8 41,0 27,1 36,0 32,1 21,8 6,5 22,2 6,2 1972 24,0 50,2 28,0 36,0 38,0 19,2 30,0 4,5 90,4 16,8 1973 23,1 28,5 40,0 27,4 32,0 38,3 21,2 6,5 47,3 2,8 1974 19,4 36,2 47,0 48,0 22,0 24,7 37,7 6,0 14,2 3,6 1975 31,0 31,1 40,0 39,5 26,0 27,8 36,9 17,0 42,6 7,6 1976 25,5 38,0 35,0 27,0 16,2 33,0 19,7 15,5 21,3 1,8 1977 32,4 29,0 44,0 40,0 24,4 36,8 23,5 17,5 35,6 2,6 1978 23,7 23,0 15,0 21,5 21,3 21,4 27,1 22,3 25,5 2,0 1979 30,7 25,7 17,1 39,9 23,5 53,6 18,9 36,3 44,1 1,5 1980 19,9 48,1 18,1 46,0 28,4 35,8 24,9 24,4 9,9 4,9 1981 35,5 50,1 60,1 30,8 43,5 39,9 19,0 23,9 19,8 7,2 1982 15,5 24,7 16,3 49,1 29,1 22,0 23,3 28,6 33,7 2,8 1983 28,5 32,5 20,4 38,2 36,7 31,7 35,2 42,0 88,3 12,1 1984 25,0 38,0 28,1 36,5 41,4 26,5 29,6 47,5 28,6 6,0 1985 30,4 47,0 18,7 30,6 40,3 21,2 14,2 27,3 14,1 2,5 1986 19,1 35,5 22,8 27,0 38,9 30,5 19,1 34,3 14,2 3,1 1987 26,7 21,7 14,9 37,5 39,7 32,3 20,0 25,4 38,6 4,0 1988 18,0 15,0 16,6 24,2 45,1 30,6 26,0 21,6 29,4 2,5 1989 23,2 2,0 18,2 36,2 33,7 25,9 20,0 29,5 21,4 3,1 1990 7,7 8,2 9,7 33,5 32,4 16,5 14,7 25,8 12,4 3,5 1991 14,1 15,0 11,4 21,6 23,6 25,5 34,7 19,4 20,8 7,0 1992 10,6 10,6 5,9 25,4 26,4 15,6 7,0 29,5 42,9 1,2 1993 22,2 30,5 21,9 30,5 47,0 17,9 40,3 38,6 37,2 6,8 1994 13,8 29,0 14,8 52,2 33,0 22,1 19,2 34,2 24,2 5,3
Nota: SENAMHI (2018)
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Tabla 6 :
Lluvia en 24 horas estaciones registradas 2/2 (mm/24h)
AÑOS
CALLANCAS CACHICADAN HUACAMARCANGA HUAMACHUCO HUANGACOCHA JULCAN MOLLEPATA QUIRUVILCA SINSICAP LAREDO TRUJILLO
1995 33,6 20,5 12,1 39,2 48,6 37,7 25,3 32,4 16,5 2,0 1996 22,7 46,0 11,2 34,7 25,2 54,2 26,0 32,9 35,6 3,1 1997 23,3 28,0 24,6 35,1 23,9 40,0 51,2 29,3 31,8 13,6 1998 42,5 33,5 23,1 35,7 35,3 50,8 34,1 42,6 64,4 28,3 1999 37,5 48,5 30,4 49,4 57,6 51,2 47,1 37,2 53,3 4,5 2000 22,0 27,9 40,3 32,1 35,0 38,9 24,0 36,3 22,6 3,9 2001 33,6 30,0 32,4 34,0 34,8 56,5 41,3 32,4 47,9 2,2 2002 32,4 35,5 26,7 31,2 39,6 37,6 28,6 44,7 63,8 4,5 2003 28,8 27,7 24,9 24,8 31,6 38,5 29,6 34,6 28,2 3,2 2004 23,1 21,7 26,3 43,3 32,3 47,7 21,6 37,0 36,7 2005 32,0 25,9 26,7 43,1 26,8 40,7 26,7 38,5 15,7 1,1 2006 19,6 36,4 40,8 51,1 29,8 41,0 24,0 31,2 63,9 13,8 2007 31,9 40,8 41,0 38,9 30,9 40,2 19,5 40,4 14,4 4,9 2008 31,9 26,4 37,7 28,0 30,6 45,9 26,5 32,2 48,0 2,6 2009 28,7 28,0 80,5 31,5 27,6 40,8 35,2 25,2 24,4 6,9 2010 61,7 37,6 53,3 47,3 37,6 35,0 20,7 35,3 49,7 9,8 2011 30,6 42,8 33,8 30,5 39,5 54,5 21,2 39,2 15,1 3,5 2012 28,8 36,6 89,8 40,6 28,3 40,3 20,8 28,9 25,3 8,9 2013 25,3 34,2 61,3 51,3 45,3 36,7 37,7 31,8 27,9 7,2 2014 18,6 45,8 41,0 53,8 49,3 31,1 32,5 20,0 19,3 5,8 2015 20,2 29,6 40,2 40,3 37,3 29,6 28,7 30,9 18,7 3,9 2016 18,3 28,5 42,8 52,5 38,1 30,8 24,3 38,2 35,1 8,5 2017 42,8 35,4 38,2 39,5 40,7 22,0 29,1 57,1 27,5 2018 32,7 60,0 39,3 29,1 32,6 26,8 18,2 2,4 Nota: SENAMHI (2018)
De acuerdo a la tabla líneas arriba, las estaciones Callancas, Julcan Mollepata cachicadan, Huamachuco, Huacamarcanga Huangacocha, Quiruvilca y Sinsicap brindan registros de precipitaciones de 48 años con registros hasta el 2018, Asi como las estaciones de
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Laredo, tienen registros asociados desde 1969 hasta 2003 ( 34 años de registro) y Trujillo, que tuvo un período de registro muy corto de solo 12 años (2012 sin información disponible).
2.6.2. DE CORRELACIÓN
Para completar los datos faltantes de las estaciones estimadas, se realizó un análisis de correlación de la data, arrojando los siguientes resultados:
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ESTACION CACHICADAN
De acuerdo a lo evaluado, los registros de la precipitación en 24 horas de Cachicadan no tiene correlación lineal o polinomial con los registros de las estaciones evaluadas.
y = 0.2944x + 16.677 R² = 0.1249 y = -0.0066x2+ 0.7035x + 11.185
R² = 0.1435
0 20 40 60 80
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Callancas
y = 0.5083x + 16.163
R² = 0.0864 y = -0.0326x2+ 2.5377x - 11.079 R² = 0.1924
0 20 40 60 80 100
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Huacamarcanga
y = 0.2148x + 29.655 R² = 0.0758
y = -0.0026x2+ 0.3788x + 27.405 R² = 0.0791
0 10 20 30 40 50 60
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Huamachuco
y = 0.1405x + 29.324 R² = 0.0373
y = 0.0034x2- 0.0687x + 32.133 R² = 0.0437
0 20 40 60 80
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Huacamarcanga
y = 0.2927x + 24.252 R² = 0.0873 y = -0.0103x2+ 0.9352x + 15.437
R² = 0.1195
0 10 20 30 40 50 60
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Julcan
y = 0.12x + 21.678 R² = 0.0232
y = -0.0095x2+ 0.7162x + 13.498 R² = 0.0672
0 10 20 30 40 50 60
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Mollepata
y = 0.0127x + 25.962 R² = 0.0002
y = -0.0027x2+ 0.1795x + 23.68 R² = 0.0025
0 10 20 30 40 50
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Quiruvilca
y = 0.1175x + 28.189 R² = 0.0046 y = -0.0128x2+ 0.9153x + 17.244
R² = 0.021
0 20 40 60 80 100 120
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Sinsicap
y = 0.1092x + 1.8789 R² = 0.0608
y = 0.0002x2+ 0.0979x + 2.0162 R² = 0.0608
0 5 10 15 20 25 30
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Laredo
y = 0.0018x + 7.2981
R² = 6E-06 y = -0.0051x2+ 0.4269x - 1.1048 R² = 0.0065
0 5 10 15 20 25 30
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Cachicadan & Trujillo
BIBLIOTECA
DE POSGRADO
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ESTACION CALLANCAS
De acuerdo a lo evaluado, los registros de la precipitación en 24 horas de Callancas no tiene correlación lineal o polinomial con los registros de las estaciones evaluadas.
y = 0.4242x + 20.704 R² = 0.1249 y = -0.0118x2+ 1.1385x + 11.203
R² = 0.1579
0 20 40 60 80
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Cachicandan
y = 0.4036x + 21.795 R² = 0.0378
y = -0.004x2+ 0.6466x + 18.563 R² = 0.0391
0 20 40 60 80 100
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Huacamarcanga
y = 0.1273x + 33.302 R² = 0.0207
y = 0.0042x2- 0.1266x + 36.68 R² = 0.0283
0 10 20 30 40 50 60
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Huamachuco
y = 0.163x + 29.543 R² = 0.0349
y = 0.0017x2+ 0.0596x + 30.919 R² = 0.0362
0 20 40 60 80
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Huacamarcanga
y = 0.5445x + 20.956 R² = 0.2497 y = -0.0184x2+ 1.6607x + 6.108
R² = 0.3476
0 10 20 30 40 50 60
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Julcan
y = 0.1174x + 23.232 R² = 0.0173
y = -0.0122x2+ 0.8551x + 13.419 R² = 0.0813
0 10 20 30 40 50 60
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Mollepata
y = 0.3314x + 19.606 R² = 0.1086
y = -0.0036x2+ 0.5503x + 16.694 R² = 0.113
0 10 20 30 40 50
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Quiruvilca
y = 0.5747x + 17.554 R² = 0.1045 y = 0.0035x2+ 0.3614x + 20.391
R² = 0.1059
0 20 40 60 80 100 120
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Sinsicap
y = 0.1847x + 0.8194
R² = 0.0862 y = 0.0242x2- 0.9745x + 12.949 R² = 0.2439
0 10 20 30 40 50
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Laredo
y = 0.2546x - 0.8602
R² = 0.1904 y = -0.0041x2+ 0.5736x - 6.1726 R² = 0.2021
0 5 10 15 20 25 30
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00
Callancas & Trujillo
BIBLIOTECA
DE POSGRADO
- UNT
ESTACION LAREDO
De acuerdo a lo evaluado, los registros de la precipitación en 24 horas de Laredo no tienen correlación lineal o polinomial con los registros de las estaciones evaluadas.
y = 0.4664x + 21.75 R² = 0.0862 y = 0.0514x2- 0.8847x + 25.992
R² = 0.1582
0 20 40 60 80
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Callancas
y = 0.1873x + 24.139 R² = 0.0065
y = -0.0571x2+ 1.6493x + 19.416 R² = 0.0512
0 20 40 60 80 100
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Huacamarcanga
y = 0.0771x + 34.307 R² = 0.0024
y = -0.0055x2+ 0.2163x + 33.864 R² = 0.0033 0
10 20 30 40 50 60
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Huamachuco
y = 0.1592x + 32.763 R² = 0.0089
y = -0.025x2+ 0.8002x + 30.693 R² = 0.0252 0
20 40 60 80
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Huacamarcanga
y = 0.2959x + 30.462 R² = 0.0187 y = 0.0642x2- 1.3382x + 35.67
R² = 0.0857
0 10 20 30 40 50 60
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Julcan
y = 0.7369x + 22.893 R² = 0.1695
y = -0.0647x2+ 2.3829x + 17.647 R² = 0.2686 0
10 20 30 40 50 60
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Mollepata
y = 0.3359x + 24.162 R² = 0.0212
y = 0.0271x2- 0.3525x + 26.356 R² = 0.0316 0
10 20 30 40 50
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Quiruvilca
y = 2.0049x + 24.705 R² = 0.2235 y = -0.0611x2+ 3.56x + 19.749
R² = 0.2393
0 20 40 60 80 100 120
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Sinsicap
y = 0.5567x + 26.921 R² = 0.0608
y = -0.0598x2+ 2.1171x + 22.076 R² = 0.1101
0 20 40 60 80
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
Laredo & Laredo
