Cuenca Del Rio Cunas

“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN ECONÓMICA Y SOCIAL DEL PERÚ"

SUB CUENCA DEL RIO CUNAS

CATEDRA :HIDRÁULICA E HIDROMETRÍA

CATEDRÁTICO: ALUMNA: SEMESTRE:

ING JESUS POMACHAGUA

ESPINOZA PACHECO BETHY YUDITH

V

Huancayo – Perú

- 2010 -

INTRODUCCION

Una

cuenca hidrográfica representa la unidad fundamental empleada en la

hidrología y esta determinada por la erosión fluvial y el transporte y deposición de sedimentos, es en si un colector que recibe la precipitación pluvial, nival y la convierte en escurrimiento drenando una superficie y transportando el agua desde las zonas mas altas hacia las mas bajas cumpliendo así un importante rol dentro de la agricultura, ganadería, industria ya que provee de agua para las mismas, es por ello la importancia del estudio de una cuenca así mismo como su correcta denominación de acuerdo a su tamaño y demás características que se pueden obtener a través de cálculos que cuantifican estas características brindando una información detallada de la cuenca. En este caso se a elegido trabajar con la sub cuenca del rio Cunas teniendo como área 1822.3 Km2 ubicada en el departamento de Junín siendo este un importante afluente del rio Mantaro, llegando a determinar la pendiente media de la cuenca, el índice de gravelius, entre otro datos de suma importancia planteándose los siguientes objetivos





Reconocer y delimitar una cuenca.



Determinar las características de una cuenca hidrográfica.

Interpretar las diferentes características físicas y topográficas de una cuenca

II. ANALISIS DE UNA CUENCA HIDROGRAFICA: DELIMITACION DE LA CUENCA: A) UBICACIÓN: La sub - cuenca del río Cunas, políticamente se encuentra ubicada en el Departamento de Junín provincias de Huancayo, Chupaca, Concepción, Jauja. Geográficamente se encuentra entre los paralelos 11° 52´ 5” y 12° 20´ 44” al sur del Ecuador y los Meridianos 75° 13´ 38” y 75° 42´ 16” longitud Oeste de Greenwich. El río Cunas discurre inicialmente en una dirección Sur a Norte y luego de Oeste a Este. Hidrográficamente pertenece a la Cuenca del Río Mantaro.

B) LÍMITES:  Por el Norte con la Sub cuenca del río Cochas y la micro cuenca del río Visco ambos afluentes del río Mantaro.

 Por el Sur con la sub cuenca del río Vilca  Por el Este con el río Mantaro  Por el Oeste con la Cuenca del río Cañete. III. ASPECTOS SOCIALES DE LA CUENCA: 4.1 a)

DEMOGRAFÍA: Población Total y Distribución Geográfica: De acuerdo al Censo de

población efectuado el 11 Julio de 1993 en la sub cuenca del Río Cunas existen 70 079 Habitantes, esta población se distribuye en la provincias de Huancayo (Distritos de Pilcomayo, Sicaya y Chupuro), Concepción (Distritos de San José de Quero, Manzanares, Chambará) y Chupaca (Distritos 3 de Diciembre, Iscos, Huamancaca Chico, Yanacancha, San Juan de Jarpa, Chongos Bajo, Huachac). b) Población Rural y Urbana: La población Urbana es de 34 951 habitantes y Rural de 35 128 habitantes.

c)

Vías de Comunicación: Se cuenta con la infraestructura vial para

satisfacer la importancia de la zona de producción. La Carretera asfaltada Huancayo - Chupaca y sin asfaltar Chupaca- Yauyos atraviesa la Sub-Cuenca del Río Cunas en una longitud de 125 Km y une 8 Distritos, de esta vía principal se

desprenden otras vías que unen los otros distritos y los poblados

principales. d) Organización de Agricultores:La parte baja de la cuenca cuenta con las organizaciones de agricultores por el uso común del agua de riego, a través de las COMISIONES DE REGANTES, haciendo un total de 8 Comisiones, el total de usuarios empadronados es de 8650, de acuerdo a la información de la Junta de usuarios del Mantaro. Esta agrupación es en base a los canales principales de riego de la zona (Canal Matriz Angasmayo Sicaya, Canal Matriz Huarisca - Chupaca, Canal Pilcomayo, Canal Buenos Aires, Canal Huamancaca-Chico). IV. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA CUENCA: 4.1 FISIOGRAFÍA DE LA CUENCA:

a)

La Cordillera Ninanya :Con este nombre se le conoce a la

cadena de montañas que se encuentran formado parte de la ladera oeste del río Mantaro y no es más que un fraccionamiento del frente montañoso Occidental entre las depresiones de Jauja - Huancayo e Ingahuasi, y se encuentra recortado por el río Cunas. Es una montaña rocosa que se levanta desde los 3400 msnm y supera los 4500 msnm. Esta montaña, en este sector está cubierta por una vegetación de tipo pradera para la agricultura, mientras otra parte de la montaña, en su mayoría es roca madre que aflora y está cubierto de una delgada capa de detritos. Del punto de vista litológico, esta montaña está constituida por rocas de origen sedimentario, en su mayoría por calizas silificadas, dolomíticas de color gris claro.

b)

Colinas Detríticas: Estas formas de relieve alcanzan una altura

entre los 20-300 m de su base local, presentan formas variadas, como son ovaladas, alargadas, etc. (disectadas), se localizan en al valle, a la margen derecha del río Mantaro, antes de la cordillera Ninanya, desde Mito, hasta Chongos Bajo. Las colinas detríticas están constituidas por

gravas, guijarros, arena, limo, arcilla, ligeramente sementados y son de origen glacio - aluvial.

c)

Terrazas: Estos espacios están constituidos por materiales de

diferente granulometría y sin selección, bien rodados, desde gravas hasta arcilla, depositados en forma horizontal y se observan hasta de tres niveles, como se aprecia al frente de Huancayo y han dado origen a suelos de buena fertilidad natural, por lo que se utilizan para la agricultura intensiva en su mayoría y con riesgo por desborde en todo el ámbito del valle.

d)

Lechos Lacustres y Fluviales: Estas formas del relieve están

constituidas por los depósitos, resultado de la acción constructiva y deposicional de cursos de agua reciente o los depósitos lacustres, en la zona de estudio encontramos en todo el ámbito geográfico.Según un estudio realizado por el Ministerio de Agricultura las lagunas de la parte alta de la cuenca: Quiullacocha, Quisococha, Huascacocha, Chichicocha, tienen problemas de filtraciones con limitaciones para el embalse, ello principalmente por la presencia de calizas fracturadas y material morrénico mas o menos permeables, también se nota la presencia de áreas impermeables como areniscas, algunos suelos de depósitos glaciares, arcillas de las lutitas, la laguna de Ñahuinpuquio, no presenta condiciones para almacenar sus aguas más alto que su nivel actual, pues existen antiguos canales de filtración en el conglomerado de la margen izquierda y depósitos calcáreos Materiales de construcción para obras futuras existen en dos fuentes: Pueblo de San Blas en el lecho del Cunas existen agregados, arenas y en

su margen derecha afloramiento de calizas en bloques de alta

calidad y cantidad cerca a la carretera. En la desembocadura del río Cunas margen derecha del Mantaro existe en explotación canteras

posibles de aprovechar por su ubicación

estratégica. 4.2 RECURSO SUELOS: Plan Meris determinó los siguientes tipos de suelos para la zona baja del río Cunas según su capacidad de uso y aptitud para el riego:

Clase I: Está formada por tierras buenas, presentan ligeras limitaciones que reducen un tanto la elección de plantas de cultivo, requieren de moderadas practicas de conservación. Según su aptitud para el riego estas tierras tienen limitaciones corregibles en algunos casos con costos moderados, que sería suficiente para formar parte de las tierras de clase I. Dentro de la zona de estudio abarca una extensión aproximada de 4990 has. Clase

II: Suelos moderadamente buenos para el cultivo, poco

profundos, textura media a moderada fina. Se hace necesario un tratamiento intensivo de alguna clase. Según su aptitud para el riego pueden tener buena topografía pero debido a condiciones de suelo, tienen más restringida la adaptabilidad de los cultivos y requieren de prácticas especiales de riego o grandes cantidades de agua además de demandar

mayor

fertilización

o

prácticas

más

intensivas

de

mejoramiento de suelos. Dentro de la zona de estudio comprende un área aproximada de 5270 has. Clase

III:

Son

tierras

con

severas

limitaciones,

con

pendientes

moderadamente empinadas y alta susceptibilidad a la erosión, se puede cultivar estas tierras cada cierto tiempo (5 años) y en los demás años su mejor uso es para pastos henificables. Dentro de la zona existe un promedio que comprende las 2330 has. Clase IV y V: Dentro de la zona de estudio se encuentra un aproximado de 950 has de suelos de clase VI

según su capacidad de uso y estas

mismas son de clase V según su aptitud para el riego. Son tierras no adecuadas para el cultivo, se encuentran en ladera con alto contenido de pedregosidad. 4.3 RECURSO HÍDRICO: El río Cunas desciende por la ladera occidental del Valle del Mantaro, desde las cumbres de la cadena de montañas occidentales de los Andes centrales del país, es decir la divisoria continental de aguas, con la vertiente Hidrográfica del Pacífico (cuenca del río Cañete); desemboca en el río Mantaro en su margen derecha; todo este espacio comprende la

parte de la jurisdicción política de las provincias de Concepción, Jauja, Huancayo y Chupaca. El río Cunas es de régimen perenne, por su cauce discurre agua todo el año, en donde los mayores caudales se registran durante todo el verano (enero - marzo), sus aguas cambian de color a marrón oscuro y marrón claro, porque transportan materiales en suspensión, disolución y flotación que extrajeron aguas arriba; en contraste con la mayor parte del año que transportan aguas cristalinas y transparentes. Las redes de drenaje del sistema hidrográfico del río Cunas han descrito la forma centrípeta, como se aprecia en el Plano Hidrográfico en donde el cauce principal, describe la forma de la letra S (tronco torcido), cuya dirección del recorrido es

W-E, alcanza una longitud de 95 Km., es de

quinto orden y sus inicios está sobre los 4500 msnm y su desembocadura por debajo de los 3200 msnm. 4.4 ECOLOGÍA Y CLIMATOLOGÍA: Dentro de la cuenca se encuentran las siguientes ZONAS DE VIDA, descritas por la ONERN:

a)

Tundra Pluvial- Alpino Tropical (tp-AT): Geográficamente

ocupa el piso nidal entre los 4300 y 5000 m de altitud. La tp -AT se encuentra localizada en la parte alta de la cuenca del río Cunas, en ésta zona de vida se encuentran una serie de lagunas de bastante importancia e influencia en el comportamiento Hidrológico de la cuenca. En la cuenca del río cunas ocupa un área de 114.7 Km2. Según el diagrama de Holdrige se ubica en la provincia de humedad SUPERHUMEDO.

b)

Páramo

Muy

Húmedo

Sub-alpino-Tropical

(pmh-SaT):

Geográficamente ocupa la franja altitudinal entre los 3900 y 4500 msnm. En la cuenca del río Cunas ocupa un área de 657.7 Km2. Según el Diagrama de Holdrige se ubica en la provincia de humedad: PERHUMEDO.

c)

Bosque

Húmedo

Montano

Tropical

(bh

-

MT):

Geográficamente, se distribuyen a lo largo de la región cordillerana de Norte a Sur, entre 2800 y 3800 m.s.n.m. y a veces llega a 4000 m.s.n.m. de altitud. En la cuenca del río Cunas ocupa un área de

999.8 Km2.,

según el Diagrama de Holdrige está ubicado en la provincia de humedad Húmedo.

d) Bosque seco-Montano Bajo Tropical (b s- MBT): Esta zona de vida ocupa los valles meso andinos, entre los 2500 y 3200 metros de altura, la zona de vida bosque seco-Montano Bajo Tropical se ubica en la zona latitudinal tropical del país. En la cuenca del río Cunas ocupa un área de 50.1 Km2. Según el Diagrama de Holdrige esta ubicado en la provincia de humedad Subhumedo. V. ASPECTOS AGROLOGICOS DE LA ZONA:

a) Uso actual de la tierra: El valle del río Cunas posee buena precipitación que permite llevar a cabo la agricultura de secano, pero además existen áreas bajo riego con tierras de buena calidad. El mercado externo está constituido principalmente por el Mercado Mayorista de Lima y el Mercado Mayorista de Huancayo.

b) Tenencia de la tierra: La gran mayoría de agricultores poseen títulos de propiedad, y en otros casos posesiones que están siendo regularizadas. c) Cultivos de la Zona: Los agricultores del valle del río Cunas tienen como cultivos principales: la papa, zanahoria, maíz, habas, quinua, trigo, cebada, etc.

1.

Este proceso se hizo manualmente y luego se procedió a

digitalizarlo con ayuda de un software, en este caso se utilizó el AUTOCAD 2005, obteniéndose el resultado que se muestra en la figura siguiente.

MAPA HIDROGRAFICO DE LA CUENCA DEL RIO CUNAS

Lag. Sinchicocha Lag. U chura Lag. Acococha

R ío

A gu ac a lhu hi as s ac Con lo Río il al oC í R

na s Cu

Río C h

ulc án

Lag. Boliche

Lag. Ñahui npuquio

Río S

Lag. Patococha

Río Cunas

Rí o

R

as hio

c

Lag. Ayhuin

c atio ío P

Ya n

Lag. Incacocha

n Río A

R ío

Lag. Chichicocha Lag. Coricocha

Río Acoc ancha

Lag. Yanauyac

R ío

Az an a

Lla m e Río C achi Lag. Huascacocha

R ío

MAPA HIDROGRAFICO DE LA CUENCA DEL RIO CUNAS:

c hic

co Río Se

Lag. Cullamachao

Lag. Quisococha

Lag. Quiullacocha Lag. Chacacocha

VI. CARACTERISTICAS FISICAS Y TOPOGRAFICAS DE LA CUENCA: La cuenca hidrográfica se caracteriza por varios parámetros topográficos además del área que resultan en la práctica de vital importancia, como son la hipsometría, altitud media y perfil longitudinal del curso principal, etc. 6.1 ÁREA Y PERÍMETRO: En área en una cuenca es el área plano o la proyección horizontal comprendida dentro del límite o llamada también divisoria de aguas. El área es un elemento básico para el cálculo de otras características físicas. Para hallarlos se hizo el procedimiento digital y no el manual, utilizamos como herramienta el autocad. Área = 1822.3 km2 Perímetro = 200.6 km 6.2 FORMA DE LA CUENCA

RF = A / Lb2

RF = 1822.3 / 73.32 = 0.339  El valor de la razón de forma es 0.339 lo que indica ser una cuenca de forma mas o menos cuadrada con salida en una esquina. 6.3

COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIUS (Kc) Este

coeficiente

relaciona

el

perímetro

de

la

cuenca

y

la

circunferencia de un círculo de igual área a la de la cuenca. Este coeficiente es a dimensional y varía con la forma de la cuenca muy independientemente de su tamaño.

Kc =

Pc P = 0.282 2 π Ac A

Kc= 0.282

200.6 1822.3 √1822.3

Kc= 1.325165435 Interpretación: el valor del coeficiente de compacidad para esta cuenca es 1.325165435 por lo que puede decirse que es una cuenca de tipo alargada ya que el valor se aleja de la unidad. Es una cuenca considerada un tanto irregular por que el valor se aleja de la unidad. 6.4 PENDIENTE MEDIA DE UN CAUCE

J = H máx. – H min * 100 L

H max: altitud máxima de un cauce msnm L: longitud del cauce principal

J = (4800 – 3200 / 8000) * 100 = 20 ٪ 6.5

DENSIDAD DE CORRIENTES

DC = N0 corrientes / área

DC = 379 / 1822.3 = 0.207978927 INTERPRETACION: El valor de 0.20 indica que por cada Km2 se encontrara 0.20 corrientes de agua pertenecientes a la cuenca señalada.

6.6

DENSIDAD DE DRENAJE La densidad de drenaje varia con la longitud de las corrientes y por ende es una indicación de la eficiencia de drenaje de la cuenca.

Dd = Dd=

∑L

i

A

Li: sumatoria de longitud de corriente (Km) A: área (Km2)

906.95 Km

= 0.5 Km/ Km2

1822.3 Km2 Interpretación: el valor es bastante bajo por lo que se trata de una cuenca con un drenaje pobre. 6.7 CURVAS HIPSOMÉTRICAS: Son curvas que representan la relación entre la altitud y la superficie que queda por debajo o por encima de diferentes alturas de la cuenca. Se representa en un eje de coordenadas. Se realizaron los siguientes pasos: 1.Seleccionar curvas de nivel que crucen la cuenca para poder así delimitar áreas más pequeñas dentro de ella, como mínimo se deben hacer 9 áreas distribuidas de manera que no haya una diferencia muy marcada en tamaño entre ellas.

6.8

GRAFICO DE ÁREAS PARCIALES: Con los datos extraídos del grafico anterior se procede a elaborar el siguiente cuadro en donde se tienen las alturas y las áreas comprendidas entre las diversas curvas de nivel. Se procede a sacar porcentajes de áreas acumuladas por debajo y por encima de las curvas “maestras”. Este procedimiento se realizó con la ayuda del programa Excel.

ALTURA 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5001.65

Ai (Km 2) 15.1 109.5 95.4 196.0 307.8 284.8 342.4 408.8 61.7 0.8

Ai(%) 0.8 6.0 5.2 10.8 16.9 15.6 18.8 22.4 3.4 0.0

Aac(-) 15.1 124.6 220.0 416.0 723.8 1008.6 1351.0 1759.8 1821.5 1822.3

Aac(-)% 0.0 0.8 6.8 12.0 22.8 39.7 55.3 74.1 96.5 100

Aac(+) 1822.3 1807.2 1697.7 1602.3 1406.3 1098.5 813.7 471.3 62.5 0.8

Aac(+)% 100.0 99.2 93.2 87.9 77.2 60.3 44.7 25.9 3.4 0.0

Se realiza el grafico correspondiente con los datos del cuadro anterior, ubicando tanto la curva hipsométrica de las áreas acumuladas por debajo y por encima de las curvas de nivel elegidas.

Interpretación: del grafico anterior, puede interpretarse lo siguiente:

1. La intersección de las curvas hipsométricas se da al 50% del área, en donde se ubica la altitud mediana de la cuenca, que es la altitud en la cual queda el 50% del área por encima y el 50% por debajo de dicha altitud.

2. Se observa que las curvas hipsométricas no son rectas lo que significa que existe variación altitudinal y no se trata de un plano inclinado.

3. Se observa que hay una distribución uniforme entre zonas de baja y alta pendiente, no se ve una concentración grande de zonas abruptas. El 50% de área se encuentra hasta los 4315 msnm.



Altitud mediana = 4315 m



Altitud media ponderada n

_

HP=

HP =

∑A( i =1

i

Ci −1 + Ci ) 2 At

4283.72079 m.

 Altitud media aritmética Este promedio no tiene mucho sentido por no ser del todo representativo, por lo cual no es muy usado, pero por razones académicas se ha colocado. _

H= H=

C ( −) + C ( + ) 2 3200+5001.65 H=

4100.825 m

2

6.9 POLIGONO DE FRECUENCIAS En esta grafica puede observarse claramente que el área más frecuente se encuentra entre los 4400 a 4600 msnm.

6.10

RECTANGULO EQUIVALENTE Se intenta llevar con los datos de área y perímetro de la cuenca a un rectángulo que tenga igual área, igual perímetro e igual hipsometría de la cuenca, simplemente que en una figura regular. Para lograr esto se recurre a las siguientes fórmulas para poder determinar los lados del rectángulo equivalente.

2   1.12   Kc A  l= 1 − 1−   1.12  Kc     

l=

1.325165435√1822300000Km2 1.12

1- √1- 1.12

2

Kc

l= 26,333.769081 m

L=

1.325165435√1822300000 Km2 1.12 L= 77504.134589 m

1+ √1Kc

1.12

2

ei =

1

Ai l

ei 573.4082

Ai 1510000 1095000

2 4158.1590

00 9540000

3 3622.7249

0 1960000

4 7442.9148 00 11688.414 3078000 5

1

6 10815.011 13002.316 7 8

00 2848000 00 3424000

5 00 15523.793 4088000 7

9 2342.9992 10 30.3792

00 6170000 0 800000

.

6.11

PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE

Es la curva que representa la relación entre la altitud y la longitud del curso principal. Este perfil longitudinal del río es muy importante,

porque permite conocer la pendiente en diferentes tramos del recorrido del curso del río y la pendiente media.

Perfil longitudinal del cauce

6.12

Punto

Distancia (m)

Cotas

A

16.28

3200

B

58.73

3400

C

200.11

3600

E

436.04

3800

F

770.83

4000

G

1122.37

4200

H

1603.13

4400

I

1794.77

4600

J

1803.82

4800

PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE

S = 20.0%

En el gráfico puede observarse la recta que se ajusta al perfil longitudinal del cauce del río, cuya pendiente representa la pendiente media del cauce.

6.13

GRADO DE RAMIFICACION O ORDEN DE LA CUENCA

Indica el grado de ramificaciones o bifurcaciones dentro de la cuenca. Las corrientes que no tienen tributarios se consideran de 1º orden, y cuando dos canales de 1º orden se unen forman uno de 2º orden y así sucesivamente La cuenca en análisis es una cuenca de grado 5 o de 5º orden que viene a ser el orden del río principal, en el punto de evacuación.

6.14

RAZON DE BIFURCACION 10 =203

1.93

20 = 105

2.5

30 = 42

3.8

40 = 11

0.6

50 = 18

0

INTERPRETACION: El valor mas elevado es 3.8 por lo que indica ser una cuenca mediana

6.15

CRITERIO DE HORTON

para la pendiente

•

no puntos verticales: 123

•

no puntos horizontales: 145

•

σ long. horizontal: 24 6000 m

•

σ long. vertical: 231 000 m

•

pv = 123*200 / 246000 = 0.1

•

p h = 145*200/ 231000 = 0.12

Pc = (0.1 + 0.12) * 100

6.16

= 22 ٪

POLIGONO DE THIESSEN

Para los efectos de cálculo se a colocado la ubicación de las estaciones meteorológicas indistintamente ya que la zona no cuenta con estas estaciones.

INTERPRETACION: Las zonas demarcadas por azul muestran el área de influencia para cada estación meteorológica.

6.17 CALCULO DE DATOS FALTANTES precipitaci ón 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Estación estación A B 210 216 212 213 206 209 DF 206 190 214 213 190 189 203 218 200 206 191 DF 207 213 216 217 211 216 203

98 99 2000 DF 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 DF 2008

204 216 181 190 199 214 208 208 213

209 205 212 199 207 194 209 213 216 211 207

REGRESION LINEAL Y = A + BX

A= 206.03

DF 88 = 206.23 DF94 = 206.53 DF 00 = 206.83 DF 07 = 207.18

B=0.05