UNIVERSIDAD DE PIURA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA Evaluación de la disponibilidad del recurso hídrico en la Cuenca alta del Río Quiroz Tesis para optar el Título de Ingeniero Civil Ana María Paulini Palacios Asesora: Marina Farías de Reyes Piura abril del 2005

2 A mis padres, a mis hermanos y a mi esposo por haberme brindado el apoyo, cariño, y ánimo durante el periodo que abarcó la presente tesis

3 Índice General Introducción 1 Capítulo 1 Marco teórico Estudio hidrológico Cuenca Hidrográfica Tipos de cuenca Cuenca Hidrogeológica Cuenca Topográfica Divisoria de aguas Características fisiográficas de una cuenca Número de orden de un cauce Densidad de drenaje Área Perímetro Pendiente de los cauces Índice de compacidad Pendiente de la cuenca 8

4 Relación área-elevación Adquisición y procesamiento de datos Precipitación Medida de la precipitación Estimación de datos faltantes Confiabilidad y precisión de la información hidrometeorológica Análisis de consistencia Precipitación promedio sobre un área Escorrentía Medición de niveles Curva cota-caudal Ampliación de estadísticas pluviométricas Análisis de consistencia y corrección de las estadísticas fluviométricas Estimación de caudales en lugares con información insuficiente 26 Capítulo 2 Cuenca alta del Río Quiroz Ubicación Características de la cuenca Climatología Geología Fisiografía Suelos de la región Uso del suelo de la cuenca Ecología Puntos de análisis Ubicación y descripción de los puntos Sub-cuencas de análisis Sub-cuenca en Paraje Grande Sub-cuenca de Vilcazán Sub-cuenca de Santa Rosa Sub-cuenca de Aranza Sub-cuenca de Chulucanitas Sub-cuenca de San Lázaro 35 Capítulo 3 Análisis pluviométrico Red pluviométrica 37

5 3.2 Periodo de análisis Ampliación y relleno de estadísticas pluviométricas Consistencia y ajuste de la información Determinación de la consistencia Ajuste de la información Precipitación media en las sub-cuencas 46 Capítulo 4 Análisis Hidrométrico Estaciones de control Paraje Grande Toma de Zamba Registros hidrométricos Disponibilidad de la información Naturalización de la información Consistencia y corrección de la información Análisis de persistencia de las descargas en Paraje Grande Descargas medias mensuales Descargas diarias Descargas no aprovechadas 58 Capítulo 5 Determinación de caudales en los puntos de análisis Cálculo de los factores de transposición Determinación de caudales en Vilcazán Caudal disponible en Vilcazán Caudal no aprovechado en Vilcazán Determinación de caudales en todas la subcuencas 66 Conclusiones 67 Bibliografía

6 Prólogo Hoy en día, el reservorio de Poechos ha reducido su capacidad de almacenamiento en un orden del 43%, y el reservorio de San Lorenzo no satisface la demanda hídrica, debido al exceso de tierras habilitadas para cultivo en los valles del Chira, Piura y San Lorenzo; razón por la cual los agricultores se han visto obligados a disminuir la cantidad de hectáreas sembradas. Desde 1937 se ha venido analizando la posibilidad de construir embalses en la cuenca del río Quiroz, uno de los principales tributarios del Río Chira. Además, la Junta de Usuarios del Distrito de Riego San Lorenzo desea contar, en forma confiable, con el recurso hídrico que les permita el riego de sus cultivos durante todo el año. De acuerdo a este requerimiento, se propusieron cuatro ubicaciones para construir un reservorio en la cuenca alta del río Quiroz, necesitándose comprobar la disponibilidad del recurso antes de seguir adelante con el proyecto. Es así, que nace la propuesta para el desarrollo de esta investigación, que será de gran importancia para nuestra región, ya que permitirá conocer la disponibilidad de agua existente en la Cuenca Alta del Río Quiroz. Finalmente, deseo agradecer a mi asesora, Ing. Marina Farías de Reyes, por orientarme en la ejecución de esta investigación, a María Sofía Dunnin de Medina, quien con paciencia y dedicación me explicó el manejo del software GIS; al Ing. Ignacio Benavent, por estar siempre dispuesto a resolver cualquier consulta; y a todas las personas que trabajan en el Instituto de Hidráulica de la Universidad de Piura, quienes de alguna u otra manera han contribuido en el desarrollo de esta investigación.

7 Introducción Para realizar esta investigación fue necesaria gran cantidad de información: pluviométrica e hidrométrica; y gracias a la buena organización de diversos organismos fue posible contar con los registros hidrométricos en el Río Quiroz desde el año 1954 y con datos pluviométricos desde En el primer capítulo se presenta la base teórica, necesaria para realizar la evaluación de la cuenca, abordando con mayor detalle el procesamiento de los datos y el análisis pluviométrico e hidrométrico. En el segundo capítulo se realiza una descripción de la cuenca alta del Río Quiroz; desde el punto de vista climatológico, geológico y fisiográfico. Además, se describen los puntos que definen las subcuencas analizadas: Vilcazán, Santa Rosa, Aranza, Chulucanitas y San Lázaro; y los parámetros fisiográficos de cada una de ellas. Posteriormente, con la finalidad de hallar la precipitación media en cada una de las subcuencas evaluadas, se completaron los datos pluviométricos. Además se evaluó de la consistencia de los datos disponibles y se ajustó toda esta información a un patrón de precipitaciones. Todos estos procedimientos se describen en el tercer capítulo. En el cuarto capítulo, se presenta toda la información hidrométrica disponible. Debido a que en 1954 entra en funcionamiento la Toma de Zamba, que desvía parte de las aguas del Río Quiroz, esta información debió ser naturalizada, para luego ser evaluada y corregida. Por otro lado, se realiza el análisis de persistencia de las descargas en Paraje Grande, tanto de las descargas medias mensuales, como de las diarias y las no aprovechadas. En el quinto y último capítulo, se presenta la forma en que se calculan los caudales en las subcuencas analizadas. En la subcuenca de Vilcazán, por ser la más grande, se realiza un análisis detallado de caudales disponibles y no aprovechados. Luego, se presentan las conclusiones de esta investigación 1

8 Finalmente, en los anexos se recogen: los datos pluviométricos e hidrométricos usados en esta investigación, los análisis de consistencia realizados, la información rellenada y corregida y los histogramas de los caudales evaluados. 2

9 Resumen Esta investigación consiste en la evaluación de las características hidrológicas de la cuenca alta del río Quiroz a partir de los caudales registrados en la estación de aforo de Paraje Grande y en la estación de aforo de Zamba (Km 0+817), considerando los caudales registrados en el período y las precipitaciones en esta zona en el periodo Este análisis se realizó con la finalidad de determinar la disponibilidad del recurso hídrico en las sub-cuencas definidas por los puntos de Vilcazán, Santa Rosa, Aranza, Chulucanitas y San Lázaro. Para alcanzar los objetivos propuestos se analizaron estadísticamente los datos hidrológicos disponibles en la estación Paraje Grande, así como los datos pluviométricos de toda la cuenca alta del río Quiroz. Esto permitió estimar, mediante una correlación entre el caudal en Paraje Grande y las áreas y precipitación de las cuencas definidas por los puntos propuestos, la disponibilidad de agua en dichos puntos. De esta investigación es posible concluir que la sub-cuenca de Vilcazán es la que presenta una mayor cantidad de recurso hídrico disponible. Además, existe una masa media anual aprovechable de MMC; la cual se incrementa en un 38.45% en la presencia de un Mega Niño. Sin embargo, solo con los datos de este estudio no es posible determinar la factibilidad de la construcción de un reservorio en esta zona, pues se debe realizar un estudio de la demanda del recurso hídrico.