tratamiento de cauces de los rios del peru tomas alfaro
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III CONGRESO NACIONAL DEL AGUA
UNMSM, LIMA - PERÚ, MARZO 2011
TRATAMIENTO DE CAUCES DE LOS RIOS DEL PERU, PARA EL
CONTROL DE INUNDACIONES
Tomás Alfaro Abanto
Institución: Autoridad Nacional del Agua – Dirección de Estudios de Proyectos Hidráulicos Multisectoriales
Calle Diecisiete Nº 355, Urb. El Palomar, San Isidro, Lima 27, E-mail: [email protected]
RESUMEN
El presente trabajo, es el resultado de las experiencias de más de 10 años en la ejecución de obras de
prevención y acciones de contingencia del Ministerio de Agricultura y las organizaciones de
regantes; a partir de cual se recomienda algunos criterios y lineamientos para el tratamiento y
control de inundaciones en las fajas marginales y valles vulnerables del Perú.
Este trabajo considera que el tratamiento de cauce para el control de inundaciones, debe ser integral,
elaborado sobre el concepto hidráulico fluvial (teoría del régimen), conservación del medio
ambiente y la participación de diferentes actores; convirtiéndose en una herramienta de gestión
participativa y financiera al momento de priorizar el mantenimiento de los cauces.
Este trabajo, plantea una metodología y un ejemplo aplicativo para el tratamiento de cauces
vulnerables y control de inundaciones en los ríos del Perú.
ABSTRACT
This document presents the result of the experiences with more than 10 years in implementing
projects for the prevention and contingency actions of the Ministry of Agriculture and the water
organizations, which recommends certain criteria and guidelines for the treatment and flood control
in the marginal strips and vulnerable valleys of Peru.
It is considered that the channel treatment for flood control must be comprehensive, elaborated on
the concept of river hydraulics (scheme theory), with an environmental conservation focus and
promoting the participation of different actors, becoming a tool of participatory and financial
management at the time to prioritize the maintenance of the channels.
This document presents a methodology and a demonstrative project for the treatment of vulnerable
channels and flood control in rivers of Peru.
PALABRAS CLAVES
Red Geodésica, caudal máximo, simulación hidráulica.
INTRODUCCION
Existe un deficiente mantenimiento de los cauces, debido a la escasa atención por los Gobiernos
Regionales y Locales; en algunos casos se atomizan las inversiones en pequeños proyectos para
prevenir inundaciones. Los asentamientos humanos, áreas productivas e infraestructura de servicios
instalados en fajas marginales, se ven afectadas por las inundaciones.
El desconocimiento y falta de capacitación los riesgos por inundaciones, origina en la comunidad,
una escasa cultura de prevención de los desastres.
Para prevenir los riesgos por inundaciones, se requiere de manera oportuna y permanente, los
trabajos de descolmatación y obras de defensa ribereña, para lograr la estabilidad de los cauces de
los ríos vulnerables, es decir cuenten con ancho estable y una pendiente de equilibrio, considerando
la recurrencia de caudales máximo.
I. ANTECEDENTES
1.1 Problemática
La ocurrencia de inundaciones en el País y su relación con los eventos extremos y los impactos
económicos y sociales, ocurridas en el ámbito de las cuencas de las tres vertientes: Pacífico,
Amazonas y del Titicaca; han originado anegamiento de calles y viviendas, desborde de canales,
corte de carreteras, interrupción de suministro de agua y contaminación, inundación y erosión de
predios agrícolas y falla de drenes.
El desarrollo de las ciudades y su expansión han invadido la faja marginal (por lo general están
asentadas las poblaciones de más bajos recursos), obstruyendo los cauces naturales de los ríos y
quebradas, reduciendo su capacidad de conducción,
Figura 1. Mapa de peligro por inundación
1.2 Acciones pasadas
Antes de la Reforma Agraria, las haciendas importantes y entidades privadas involucradas en el
manejo y administración del agua, asumieron la responsabilidad del mantenimiento y construcción
de obras de defensa ribereña.
En la Reforma Agraria y la promulgación de la Ley General de Aguas, el Estado asume el
mantenimiento de los cauces de los ríos, mediante obras de encauzamiento y protección de sus
márgenes; su accionar era más intenso en las épocas de máximas avenidas; la intervención de los
agricultores era mínimo, más bien pasivo y el Estado desempeñó un papel más activo.
Durante los años 1997 a 1998, el Ministerio de Agricultura adquirió maquinaria pesada como
excavadoras, tractores de orugas, cargadores frontales y volquetes para realizar trabajos de
descolmatación de ríos, quebradas, drenes y reforzamiento de obras de captación en prevención del
Fenómeno El Niño 1998.
En el periodo de 1999 al 2009 el Ministerio de Agricultura ha ejecutado acciones, en los ríos del
País, para disminuir problemas de inundaciones; estas acciones se ejecutaron con el Programa de
Encauzamiento de Ríos Y Protección de Estructuras de Captación-PERPEC. El programa, ejecutó
obras de prevención y acciones de contingencia, con una inversión de más de 400 millones de soles,
para 1800 proyectos, beneficiar a mas de 700 mil Familias y proteger más de 800 mil ha.
Comentario [T1]: ctuivo
1.3 Acciones necesarias
La Ley Nº 29338 Ley de Recursos Hídricos y su Reglamento, hace referencia a la necesidad de
mantener la faja marginal; desarrollar Programas de control para la protección de centros poblados,
Programa de control para la protección de áreas productivas y Programa de protección de
infraestructura hidráulica, a través de acciones estructurales y no estructurales.
La Ley Nº 27867 Ley Orgánica de los Gobiernos Regionales, establece que le corresponde atender
las funciones específicas sectoriales en materia de áreas protegidas, medio ambiente y defensa civil.
Así, como la promoción y ejecución de proyectos y obras de irrigación, mejoramiento de riego,
manejo adecuado y conservación de los recursos naturales y de suelos.
II. METODOLOGIA
2.1 Inventario de puntos críticos
En coordinación con las organizaciones privadas e instituciones públicas, involucradas en la gestión
de los recursos hídricos de la cuenca, se realizará un inventario de los puntos críticos de inundación
o erosión; en una ficha, que contenga la siguiente información: código, coordenadas en UTM y
datum WGS 84, sector o lugar, amenaza, efectos previsibles, elementos expuestos, antecedentes y
recomendaciones; así, como un registro fotográfico.
2.2 Información básica de la cuenca
La caracterización de la cuenca, valle o tramo en estudio debe incluir la fisiografía (área, perímetro,
pendiente dominante), climatología (precipitación, temperatura, humedad relativa), geología, red de
drenaje, infraestructura hidráulica y de cruce, ecología, características socio-económicas (educación
salud, PEA, tipo de vivienda, acceso a servicios básicos).
2.3 Red de apoyo geodésico, puntos de orden “C”
Consiste en la monumentación y georreferenciación de hitos de concreto a ambas márgenes del
cauce del río, ubicados en lugares estratégicos. Esta red debe ser validada por el Instituto
Geográfico Nacional (IGN).
En la georreferenciación horizontal, se emplea el Sistema de Posicionamiento Global (GPS),
Método Diferencial Estático post procesado, en el sistema WGS 84, tomando como base La
Estación de Rastreo Permanente de Orden “0”.
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2.4 Cálc
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Donde:
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K1 = 4.20,
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La expresió
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2.7 Simu
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Flow Hydrograph. Puede utilizarse si los datos registrados está disponible y el modelo está
calibrado a un evento de inundación específico
Single Valued Rating Curve. Es función monótona de la etapa y el flujo. Puede emplearse para
describir con precisión la etapa de flujo como cascadas, estructuras hidráulicas de control,
aliviaderos, presas.
Normal Depth. Se introduce la pendiente de fricción, considerada como la profundidad normal, si
existen las condiciones de flujo uniforme. Dado que las condiciones de flujo uniforme no existen
normalmente en las corrientes naturales, esta condición de frontera debe ser utilizada aguas abajo
del área de estudio.
2.7.2 Información requerida para la simulación.
Además de la topografía y caudal, se requiere:
a. Coeficientes de rugosidad. Una forma de elegir el coeficiente de rugosidad (“n” de Manning), es
a través de la observación en campo de las características del cauce principal y de los márgenes
derecha e izquierda, luego se compara con tablas.
b. Modelo Digital de Terreno (MDT). Es la representación digital de la superficie terrestre;
conjunto de capas (generalmente ráster) que representan distintas características de la superficie
terrestre derivadas de una capa de elevaciones a la que se denomina Modelo Digital de Elevaciones
(DEM).
A partir de las curvas de nivel se obtiene una Red Irregular de Triángulos (TIN), en los que se
conoce la elevación y posición.
2.8 Determinación del eje del río
Tiene en cuenta el litoral marino como inicio de la progresiva, el trazo debe considerare, el ancho
estable, los márgenes actuales, los meandros del río y las características de las áreas aledañas.
2.9 Cálculo de la profundidad de socavación
Uno de los métodos es de LL. List Van Levediev para el cálculo de la socavación. Está basado para
cauces naturales definidos, donde la erosión de fondo se detendrá cuando se llegue a un equilibrio
entre la velocidad media y la velocidad erosiva.
Para suelos no cohesivos la expresión considerada es:
(11)
Para suelos
(12)
Donde: Q
coeficiente
coeficiente
s cohesivos
= caudal (m
e por tiemp
e de contrac
Cuadro
la expresió
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o 2. Selección
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alor de tabla
de x en suelo
Cuadro 3.
ión conside
áulico (m),
rante de so
a, 1/(x + 1)
s cohesivos (T
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del suelo (T
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(13)
Tn/m3), β =
e (m), µ =
=
=
Se tiene: Hs (profundidad de socavación) = ts (tirante de socavación) – t (tirante hidráulico)
2.10 Identificación de las zonas de riesgo por inundación
Sobre los resultados de la simulación hidráulica del río y el inventario de puntos críticos obtenidos
en campo, se determina las zonas vulnerables por inundación y erosión.
Las zonas que concentren poblaciones rurales y urbanas, tendrán un riesgo alto y deben priorizarse
en la ejecución de obras de defensa ribereña. Las zonas que concentren, vías de comunicación,
obras de cruce (puentes), infraestructura hidráulica y áreas agrícolas, deberán tener un riesgo medio.
Las zonas que concentren predios agrícolas en pequeñas extensiones o áreas en descanso, se debe
ser calificado con un riesgo bajo.
2.11 Acciones estratégicas
Consiste en la planificación de las medidas estructurales y no estructurales, para controlar, prevenir
o mitigar los efectos de las inundaciones.
2.11.1 Medidas estructurales. Son estructuras de defensas ribereñas, que se ejecutan en una o en
ambas márgenes de los cursos de agua, para proteger las tierras, poblaciones, instalaciones y otras
estructuras, contra las inundaciones y la acción erosiva del agua.
Dentro de las principales estructuras están los diques enrocados, muro de gaviones, diques con
colchones antisocavantes de mallas, espigones, defensas vivas, descolmatación y conformación de
cauce.
En diques, debe tenerse en cuenta, sí la velocidad del agua es mayor a la velocidad que puede
soportar el suelo sin ser erosionado, se recomienda emplear filtro de geotextil o filtro de grava; así
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preventivas son menos costosas que el tratamiento con medidas estructurales. Dentro de las medidas
están:
a. Ordenamiento territorial, zonificación u ordenanzas municipales, es el control del uso de las
zonas inundables, destinando áreas para reforestación, zonas recreativas, prohibiendo el
asentamiento de poblaciones. Esta medida va relacionada con la delimitación de la faja marginal.
b. Resoluciones Administrativas, emitidas por la Autoridad Local de Agua; donde se especifiquen
las medidas del ancho estable del río, caudales máximos de diseño, entre otros parámetros o
variables.
c. Programa de capacitación y sensibilización, sobre Alerta Temprana, Gestión de Riesgos ante
inundaciones, simulacros, etc. Este programa debe ser promovido por el Gobierno Regional,
Gobierno Local, Sectores y entidades privadas.
2.12 Impactos
La ejecución de obras de defensa ribereñas genera impactos positivos y negativos en la población,
economía y medio ambiente; por lo tanto, debe corresponder a un componente importante en los
proyectos, programas o planes sobre tratamiento de cauce o control de inundaciones.
2.13 Presupuesto
El presupuesto debe considerar la fase de preinversión (perfil, prefactibilidad y factibilidad),
inversión (diseño y ejecución de las medidas estructurales y no estructurales) y post inversión
(operación y mantenimiento y monitoreo).
III. EJEMPLO: Tratamiento de cauce para el control de inundaciones en la cuenca del río
Chancay Lambayeque
El estudio abarcó 86 Km del río Chancay Lambayeque, desde el mar hasta el puente San Carlos.
3.1. Inventario de puntos críticos
En el cuadro 4, se muestra un formato para el levantamiento de los puntos críticos.
Cuadro 4. Ficha de evaluación de puntos críticos
Departamento: Lambayeque Provincia: Chiclayo
Distrito: Chongoyape Río: Chancay Lambayeque
Código Coordenadas en UTM Sector o
lugar Amenaza
Efectos previsibles
Elementos expuestos
Antecedentes Recomendacione
s Longitud (X) Latitud (Y)
01 629795 9242382 Carniche Alto
Inundación y erosión
Cambio de cauce,
Tramo carretera la Ramada‐San Carlos
Inundación de terrenos agrícolas, ensanchamiento del cauce y deterioro de la carretera durante El Fenómeno El Niño
Descolmatación y conformación de cauce.
erosión de riberas
Construcción de un dique en la margen izquierda.
colmatación de cauce y vegetación
Terrenos de cultivos
Construcción de una batería de espigones.
interrupción de carreteras
3.2 Red de apoyo geodésico, puntos de orden “C”
Se instalaron 115 puntos geodésicos de Orden “C”, en ambas márgenes del río Chancay
Lambayeque; partiendo desde el litoral marítimo hasta el puente San Carlos.
Figura 5. Puntos geodésicos de orden
3.3 Cálculo del caudal máximo
La cuenca de Chancay Lambayeque se caracteriza por tener información hidrométrica, hasta la
bocatoma Raca Rumi; a partir de este lugar hasta la desembocadura en el mar, disponen de
precipitación máxima parta 24 horas. Por lo tanto, en el primer caso se aplicó el método estadístico
y en el segundo caso el modelo precipitación-escorrentía.
Los caudales máximos son: 554, 921 y 1,290 m3/s, para los tiempos de retorno de 10, 25 y 50 años
respectivamente.
3.4 Ancho estable teórico del cauce (B).
Los resultados se mostrarán del tramo bocatoma Monsefu-Eten hasta al partidor la puntilla.
El ancho estable puede variar desde los 104 metros hasta 225 metros, para el caudal de diseño de
1,290 m3/s y 102 metros hasta 220 metros, para caudal de diseño de 1,228 m3/s.
Cuadro 5. Ancho estable, por cada método
Método B (m)
Recomendación Práctica 116 – 120
Método de Petits 156 – 159
Método de Simons y Henderson 102 – 104
Método de Blench y Altunin 220 – 225
Método de Manning Strickler 157 - 161
3.5 Resultados de la simulación hidráulica
3.5.1 Tirante. Es el nivel del agua en las secciones transversales, según tipo de caudales.
Cuadro 6. Rangos de tirantes en tramos de 5 Km, para el tramo bocatoma Monsefu Eten-La Puntilla
Tramo Tiempo de retorno
10 25 50
19+100 - 24+100 1.67-2.74 2.13-3.38 2.51-3.92
24+100 - 29+100 1.61-3.24 2.04-3.91 2.39-4.42
29+100 - 34+100 1.25-4.03 1.54-4.38 2.10-5.46
34+100 - 39+100 1.33-3.13 1.86-3.79 2.27-4.31
39+100 - 44+100 1.24-3.58 1.64-4.32 1.86-4.88
44+100 - 49+100 1.42-3.33 1.83-3.90 2.15-4.34
49+100 - 54+100 0.53-1.67 0.76-1.93 0.94-2.17
54+100 - 55+980 1.16-1.82 1.38-2.14 1.58-2.40
3.5.2 Llanura de inundación. El área directa afectada por el desborde del río, en el tramo
bocatoma Monsefu Eten-La Puntilla, se indica en el cuadro siguiente.
Cuadro 7. Superficie de la llanura de inundación
Escenarios Caudal de máxima
avenida (m³/s)
Periodo de
retorno (años)
Áreas total
inundables (has)
Áreas agrícolas
inundables (has)
Escenario 1 533 - 554 10 811 680
Escenario 2 879 - 921 25 1,154 950
Escenario 3 1,228 - 1,290 50 1,475 1,225
3.5.3 Zonas vulnerables. En la progresiva 30+000 al 35+000, del tramo indicado, se han
identificado las zonas vulnerables por erosión e inundación.
Margen izquierda
El sector Campo Monte-Pomalca, se encuentra expuesta a la erosión de suelos y pérdidas de
cultivos.
El sector Saltur, el cauce se encuentra colmatado y con riesgo de erosión de márgenes.
Margen derecha
En el sector Rinconazo-Tuman, la erosión de las márgenes, ponen en riesgo al centro poblado de
Rinconazo, a la altura de la progresiva 32+000.
En el sector Tuman, el cauce se encuentra colmatado y pérdidas de cultivos debido a la por erosión.
3.5.4 Medidas estructurales.
Margen izquierda
En las progresivas 30+000 y 33+000, se plantea dos bloques de diques uno de 1.50 Km y el otro de
800 metros, para proteger los campos de cultivos del sector Monte-Pomalca. En el sector Saltur, se
propone un dique de 1.0 Km ubicado entre las progresivas 34 y 35+000, esta estructura evitará el
proceso de erosión del sector.
Margen derecha
En el sector Calerita II-Pomalca, los espigones cubrirán 500 metros de longitud, entre las
progresivas 30+000 y 31+000. En la Progresiva 32+000, sector Rinconazo-Tuman, se plantea una
estructura lateral para proteger de los riegos de erosión e inundación del centro poblado Rinconazo.
En el sector Tuman, se propone la construcción de una dique de 2 Km de longitud, para proteger de
la erosión e inundación las áreas de cultivos y corregir el trazo del cauce.
3.5.5 Presupuesto
Fase Monto S/.
Preinversión 250,000
Inversión 10’000,000
Postinversión 100,000
Total 10’350,000
Figura 6. Llanura de inundación, para 50 años de periodo de retorno
Figura 7. Zonas vulnerables y medidas estructurales propuestas
