Maximas Avenidas Rio Reque

GERENCIA DE DESARROLLO TINAJONES PLAN PREVENCIÓN DEL RÍO REQUE, TRAMO BOCATOMA MONSEFÚ-REQUE AL MAR ESTUDIO HIDROLÓGICO DE MÁXIMAS AVENIDAS

HIDROLOGÍA DE MÁXIMAS AVENIDAS I. INTRODUCCIÓN En los dos últimos eventos extraordinarios (fenómeno del Niño) ocurridos en los años 1,983 y 1,998, se presentaron lluvias de gran intensidad en la zona de estudio, que trajo como consecuencia la activación de una serie de ríos y quebradas adyacentes al río Chancay, ocasionando severos daños en centros poblados, infraestructura de riego y drenaje, predios agrícolas, así mismo, inundaciones con daños de carácter catastrófico en las zonas de Reque, Monsefú y Éten. El Fenómeno "El Niño" es definido como la presencia de aguas anormalmente más cálidas en la costa occidental de Sudamérica por un período mayor a 4 meses consecutivos, tiene su origen en el Pacífico Central Ecuatorial. El fenómeno está asociado a las condiciones anormales de la circulación atmosférica en la región Ecuatorial del Pacífico. Considerándose como condiciones anormales cuando el esquema de circulación ecuatorial toma las siguientes tres posibilidades: puede intensificarse, debilitarse o cambiar de orientación. Resulta obvio, pues, la conveniencia de abordar el problema de las avenidas e inundaciones desde una perspectiva amplia y sistemática que contemple la problemática anterior; en consecuencia, en el marco de este ESTUDIO, se han distinguido tres fases que permiten actualizar los estudios y trabajos realizados en el pasado y prever el desarrollo de otros acorde con la realidad actual. En concreto, se distinguen las fases siguientes: i) Caracterización hidrometeorológica de las crecidas; ii) Identificación de las zonas con riesgo potencial de inundación; iii) Definición de las acciones necesarias para atenuar o, en su caso, eliminar los daños de inundación. Las dos primeras incluyen actividades destinadas a obtener la información que haga posible un diagnóstico de la situación en la cuenca tanto en lo relativo a la génesis y propagación de las avenidas como en lo que respecta a sus efectos. Por su parte, en la última fase se concretarán las actuaciones que resulta conveniente abordar a la luz del diagnóstico anterior. El presente estudio contiene un Diagnóstico del problema, con el objetivo de explicar las causas del evento y orientar las acciones que se han de ejecutar para proveer mayor seguridad a la población, infraestructura de riego, zonas agrícolas, etc. El informe contiene el análisis hidrológico que permite caracterizar en términos técnicos el acontecimiento. Con estos análisis ha sido posible delinear alternativas de soluciones estructurales y medidas no estructurales.

II. ASPECTOS GENERALES 2.1. UBICACIÓN 2.1.1. UBICACIÓN POLÍTICA El ámbito de estudio del proyecto: “Plan Prevención del río Reque, tramo: Bocatoma Monsefú-Reque al Mar”, perteneciente a la cuenca del río Chancay, se localiza en los distritos de Pomalca, Reque, Monsefú y Éten, de la provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque. Pág. - 1 -

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2.1.2. UBICACIÓN GEOGRÁFICA La zona de estudio se localiza aproximadamente en las coordenadas UTM N9’238,000 – E622,000 y N9’236,000 – E624,000 hasta N9’246,000 – E634,000 y N9’244,000 – E635,000. 2.1.3. VÍAS DE ACCESO Existen una serie de caminos de servicio que conducen a la zona del Proyecto, localizadas en ambas márgenes del río Reque, que son las siguientes: Carretera Panamericana Norte Puente Reque, acceso Callanca - Bocatoma Monsefú Reque, acceso Montegrande - Canal Reque, acceso La Calzada - Éten y acceso Cementerio - Monsefú. La longitud evaluada del río, fue de 19.995 Km.

2.2. ANTECEDENTES Como parte del Plan: “Prevención del río Reque, tramo: Bocatoma Monsefú Reque al Mar”, se requiere contar con un documento técnico sustentatorio de máximas avenidas, que permita definir las propuestas del planeamiento hidrológico e hidráulico del sistema fluvial del río Reque o Chancay. La ocurrencia de eventos extremos como el fenómeno “El Niño” en la costa norte del Perú, trae como consecuencia la presencia de lluvias torrenciales, el incremento de los ríos y la activación de quebradas aportantes al curso principal, tal como los ocurridos en los dos últimos eventos de 1983 y 1998, en que los desbordes del río Reque o Chancay, produjeron la inundación de extensas zonas de cultivo y ciudades como Reque, Monsefú y Éten, ocasionando daños a la agricultura, infraestructura vial, vivienda e infraestructura de riego y drenaje del Proyecto Tinajones. En la actualidad existen zonas vulnerables en tramos del río que requieren la aplicación de medidas estructurales para mitigar los efectos de avenidas. Para los fines del presente plan, se ha tomado como base las evaluaciones de campo, efectuadas durante la ocurrencia de las avenidas y en la etapa post evento. Lo cual ha sido corroborado y analizado con el apoyo de imágenes satelitales de fecha 14 de Abril del 2008 y con topografía del año 1999. Se ha efectuado una evaluación de las avenidas máximas en base a los datos de la estación hidrométrica Raca Rumi, y generación de caudales máximos en las quebradas adyacentes al curso principal en el tramo de evaluación. Con los resultados obtenidos, se procederá a dimensionar la caja hidráulica del río, en función al periodo de retorno escogido, en zonas específicas y el dimensionamiento de las estructuras de protección.

2.3. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO El río Chancay, conocido como río Reque en el tramo evaluado, constituye un componente estratégico para el abastecimiento de los canales reque y monsefú, así mismo, permite el drenaje de las avenidas producto de las precipitaciones y aportes de los diversos cursos que conforman la cuenca. Con la aparición de eventos hidrológicos normales, ocasionan ciertos daños en zonas agrícolas, infraestructura de riego y drenaje, caminos de servicio y centros poblados, por dicho motivo, se requiere contar con medidas estructurales que permitan la atenuación de los eventos extremos hasta cierto grado de magnitud. Pág. - 2 -

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2.4. OBJETIVOS Y METAS DEL PROYECTO 2.4.1. OBJETIVOS Objetivo General Determinar las máximas avenidas del río Chancay, tramo Bocatoma Monsefú - Reque hasta su desembocadura, para diversos periodos de retorno; que permitan dimensionar adecuadamente la sección hidráulica de encauzamiento del río y diseño de las obras de protección, atenuando los daños por posibles eventos hidrológicos extremos. Objetivos Específicos   

Estudio hidrológico de máximas avenidas para periodos de retorno de interés en la zona de influencia del río Chancay, tramo Bocatoma Monsefú-Reque hasta el mar. Estudio hidráulico en el río Reque para caudales de avenida y determinar los subtramos vulnerables susceptibles a desbordamientos. Propuesta de obras de protección en tramos críticos del río Reque, donde atraviesa centros poblados, caseríos, zonas agrícolas e infraestructura de riego y drenaje.

2.4.2. METAS Realizar la identificación, evaluación y cuantificación de los daños en los tramos críticos susceptibles a inundación, erosión y sedimentación del río Reque, en las progresivas del Km. 00+000 (Bocatoma Monsefú Reque) al Km. 19+995 (desembocadura al mar), para formular una propuesta integral orientada a proteger las zonas vulnerables en el tramo de estudio.

2.5. ACTIVIDADES A EJECUTAR El presente estudio, contempla la evaluación del sistema fluvial del río Chancay, tramo Bocatoma Monsefú - Éten hasta el Mar, longitud de 19.995 Km. Para dicho estudio, se tomó como referencia la documentación siguiente: “Estudio de evaluación de Avenidas Extraordinarias a Nivel de Factibilidad Técnica, tomos I y II, elaborados por el consorcio Salzgitter Lagesa”, “Estudio Hidrológico y Determinación de los Límites de Inundación Aguas Abajo del Reservorio Tinajones, elaborado por CESEL S.A.” y “Evaluación de la Infraestructura Mayor de Riego y Drenaje Taymi, elaborado por el Área Técnica GDT”, información pluviométrica e hidrométrica de las estaciones, las características geológicas, edáficas y morfológicas de la zona de estudio. Con la información obtenida en el estudio Hidrológico, posteriormente se desarrollará el estudio Hidráulico mediante la elaboración de modelos de simulación de flujo permanente para el cálculo de los niveles de agua en el tramo de análisis. Para ello se empleará la aplicación HEC-RAS, del Hidrologic Engineering Center del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos. Sobre el modelo del cauce actual, se han tomado los caudales correspondientes a los periodos de retorno de 25, 50, 100, 200, 500 y 1000 años, determinándose luego, los niveles alcanzados por la corriente en las secciones de cálculo; permitiendo desarrollar los Mapas Temáticos de las Zonas Inundables. La información obtenida, será la base fundamental para el desarrollo de distintas soluciones de medidas correctoras de carácter estructural en el río Chancay, como zonas propensas a

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ser afectadas por las avenidas extraordinarias que se producen por la presencia del fenómeno “El Niño” (encauzamientos que regulan las avenidas, limitando la inundación y estableciendo una banda de ocupación, modificación de obras de protección, entre otros), estimando luego un coste de ejecución material.

III. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DEL PROYECTO 3.1. SISTEMA HIDROGRÁFICO DEL RÍO CHANCAY 3.1.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA CUENCA La cuenca del río Chancay - Lambayeque, presenta dos zonas diferenciadas, la zona baja del valle, que actualmente constituye el área irrigada, es de topografía ligeramente plana; el clima es árido y seco, de escasas precipitaciones, la agricultura se ha desarrollado por medio del riego; los suelos son aluviales o eólicos, de perfiles variables en su textura con predominancia de suelos ligeros, arenosos, francos a franco limosos y arcillosos, lo que ha permitido el desarrollo agrícola del valle en base a cultivos de arroz, caña de azúcar, maíz, menestras, yuca, hortalizas, algodón, cucurbitáceas y frutales diversos; por el clima imperante es posible obtener dos cosechas al año. La agricultura es básicamente de riego, para lo cual se han construido obras hidráulicas como el Reservorio Tinajones, Bocatoma Racarrumi, Canal Alimentador, Canal de Descarga, Canal Taymi y el Sistema de Drenaje; además se cuenta con las obras de trasvase de las cuencas de los ríos Conchano y Chotano, las que sirven para derivar aguas de dichos ríos para el riego de las áreas del Valle. En la parte alta, la cuenca es de topografía muy accidentada, de pendientes fuertes, de clima templado a frío con precipitaciones abundante de enero a abril; de mayo a septiembre con casi nulas precipitaciones y de octubre a diciembre con lluvias esporádicas. La agricultura en estas zonas es en base a lluvias, con cultivos de maíz, menestras, yuca, papa, olluco, en los valles templados se cultivan frutales diversos, como patas, plátanos, naranjas, chirimoya, caña de azúcar. La producción en esta zona es autoconsumo; en algunas zonas existen pequeñas obras de riego. 3.1.2. UBICACIÓN Y EXTENSIÓN La cuenca hidrográfica del río Chancay-Lambayeque, se ubica en el Norte del Perú, políticamente su territorio corresponde a los departamentos de Lambayeque y Cajamarca. Geográficamente se ubican entre los paralelos 6º 20’ y 6º 56’ de Latitud Sur, y entre los meridianos 78º 38’ y 80º 00’ de Longitud Oeste. El río Chancay pertenece a la vertiente del Pacífico, es de régimen irregular y está conformado por los ríos Tacamache y Perlamayo que nacen en la Cordillera Occidental de los Andes; desde sus nacientes hasta su desembocadura en el mar, su longitud es de 170 Km.; en su recorrido recibe aportes eventuales principalmente de los ríos Cañad, San Lorenzo, Cirato y Cumbil. Asimismo, el ámbito de la Cuenca se extiende desde la Bocatoma Racarrumi hacia aguas abajo hasta el límite con el Océano Pacífico, ésta área constituye el Sub Distrito de Riego Regulado, y desde la Bocatoma Racarrumi hacia aguas arriba, se ubica el Sub Distrito de Riego No Regulado. Tiene una extensión de 5 702 Km2, de los cuales, 5 309 Km2

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corresponden a la cuenca propia y 391 Km2 a la cuenca del río Chotano y 2 Km 2 a la cuenca del río Conchano. 3.1.3. CLIMATOLOGÍA La temperatura del aire en la cuenca es variable, así se tiene que en la estación Lambayeque el promedio anual es de 21ºC y en Tinajones es de 23ºC, los valores mínimos registran un promedio anual de 17.9ºC en Lambayeque, 18.3 ºC en Tinajones y 11ºC en Huambos; en tanto que los promedios máximos anuales alcanzan los 25.8ºC en Lambayeque y 29.9 ºC en la estación Tinajones, cuyo promedio máximo mensual en el mes de marzo es de 31.6 ºC. La Humedad Relativa en el área del Proyecto, principalmente en la parte correspondiente al departamento de Lambayeque, es alta con un promedio anual de 82% y un mínimo promedio de 61% y un máximo de 85%. La precipitación pluvial en la cuenca del valle Chancay-Lambayeque es muy variable, dependiendo a la zona y época del año, éstas se concentran en los meses de verano, enero a abril para la zona de la cuenca alta. Para la zona de riego ubicada en la costa, se tiene una precipitación anual de 33.05 mm, en la estación Tinajones. La tendencia normal de las precipitaciones se ve notablemente alterada en la Costa, con la presencia del fenómeno El Niño, como lo ocurrido en 1998 en donde se registró una precipitación anual de 1 549.5 mm en la estación Tinajones (ocho veces mas que el promedio anual).

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FIGURA Nº 01: UBICACIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO CHANCAY Pág. - 6 -

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IV. HIDROLOGÍA DE MÁXIMAS AVENIDAS 4.1. CONSIDERACIONES PREVIAS Los aportes al curso principal del río Chancay, localizadas aguas abajo de la estación hidrométrica Raca Rumi, están constituidas por las subcuencas siguientes: En la margen derecha, quebradas Magín, Palo Blanco, Desaguadero, La Cría 1, La Cría 2, Gallinazo 1, Gallinazo 2, La Victoria, Vichayal 1, Vichayal 2, Río Loco y Sencie. En la margen izquierda, quebradas Montería y Agua Salada. En eventos hidrológicos normales a extremos, se producen la activación de dichas quebradas, incrementando significativamente los caudales del río Chancay en el tramo de análisis. Al no contar con información hidrométrica, referente a caudales máximos diarios o instantáneos de las quebradas mencionadas; se procedió a desarrollar un modelo de Precipitación-Escorrentía para la obtención de caudales de avenida en dichas quebradas. Con los resultados obtenidos en el modelo y la data histórica de caudales máximos diarios medidos en la estación hidrométrica Raca Rumi, se determinaron los caudales de avenida para diversos periodos de retorno en la zona de estudio. 4.2. CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA Y DETERMINACIÓN DE CAUDALES

MÁXIMOS DE LAS SUBCUENCAS DE APORTE 4.2.1. CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS La obtención de la función de producción de escorrentía o parte de la lluvia que genera escorrentía superficial (lluvia neta) se ha realizado por el método del Soil Conservation Service, en la actualidad Natural Resources Conservation Service, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Este método, denominado como método del número de curva, parte de suponer un comportamiento hidrológico del complejo suelo-vegetación variable a lo largo de la tormenta, de manera que el coeficiente de escorrentía va aumentando paralelamente con el estado de saturación. El nombre de método deriva de una serie de curvas, cada una de las cuales lleva el número N, que varía de 1 a 100. Un número de curva N = 100, indica que toda la lluvia escurre, y un Número N = 1, indica que toda la lluvia se infiltra; por lo que los números de curvas, representan coeficientes de escorrentía. Este método es utilizado para estimar la escorrentía total a partir de datos de precipitación y otros parámetros de las cuencas de drenaje. El método fue desarrollado utilizando datos de un gran número de cuencas experimentales, y se basa en la relación siguiente: F Q  S Pe

donde: F S Q Pe

= = = =

… (01)

Infiltración real acumulada (L) Infiltración potencial máxima (L) Escorrentía total acumulada (L) Escorrentía potencial o exceso de precipitación (L) Pág. - 7 -

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La ecuación (01), se considera válida a partir del inicio de la escorrentía, donde Pe se define como: Pe  P  I a … (02) Mientras que F es definida como: F  Pe  Q

… (03)

El término I a (sustracciones iniciales) es definido como la precitación acumulada hasta el inicio de la escorrentía y es una función de la intercepción, almacenamiento en depresiones e infiltración antes del comienzo de la escorrentía. Los autores del método, por datos experimentales obtuvieron una relación entre I a y S , la cual es la siguiente: I a  2S … (04) Sustituyendo las ecuaciones (02), (03) y (04) en la ecuación (01), se obtiene: ( P  0.2 S ) 2 … (05) Q P  0.8S donde: Q = P = S =

Escorrentía total acumulada Precipitación Infiltración potencial máxima

Esta es la ecuación principal del método. El SCS después de estudiar un gran número de pequeñas cuencas, estableció una relación para estimar S a partir del número de curva N, mediante la siguiente relación: 1000 S  10 … (06) N En esta última ecuación S está expresada en pulgadas, para expresarlo en centímetro, hay que realizar la transformación de las unidades: 2540 S  25.4 … (07) N Sustituyendo (07) en (05), y si P está en mm y Q en mm, resulta:

Q

Siendo Pmín 

 N ( P  50.8)  5080 2 N  N ( P  203.2)  20320

… (08)

5080  50.8 N

El SCS presenta el Cuadro Nº 06, la cual permite determinar el número de curva N para diferentes prácticas agrícolas, diferentes condiciones hidrológicas y grupo hidrológico de suelos. El Cuadro Nº 06 fue elaborado para una relación I a  2 S y para una condición de humedad antecedente promedio (CHA II). Para aclarar los conceptos de los parámetros, del cual depende el número de curva N del Cuadro Nº 06, se indican algunas definiciones.

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a) Condición Hidrológica La condición hidrológica se refiere a la capacidad de la superficie de la cuenca para favorecer o dificultar el escurrimiento directo, esto se encuentra en función de la cobertura vegetal, puede aproximarse de la siguiente forma: Cobertura Vegetal >75% del área entre 50% y 75% del área