INSTITUTO NACIONAL DE RECURSOS NATURALES DIRECCIÓN DE AGUAS Y SUELOS ATDR - ICA. Balance Hidrológico de la cuenca integral del río Ica

Transcripción

1 INSTITUTO NACIONAL DE RECURSOS NATURALES DIRECCIÓN DE AGUAS Y SUELOS ATDR - ICA Balance Hidrológico de la cuenca integral del río Ica MSc.Eduardo A.Chávarri Velarde Diciembre 2002

2 Introducción La presente exposición tiene por objeto el presentar los resultados de un modelo de simulación realizado de manera particular para el Planeamiento Hidráulico del Sistema Choclococha en la cuenca integral del río Ica. Los estudios de balance hidrológico de cuencas reguladas necesitan ser desarrollados de manera que puedan mostrar resultados según particularidades de la operación del planeamiento hidráulico, variabilidad de la oferta hídrica de las fuentes de agua y niveles de cobertura de la demanda hídrica poblacional, industrial, agrícola y energética; es por ello que se planteo al INRENA desarrollar un programa de simulación hidrológica lo bastante interactivo con el usuario y que realice balances hídricos según la necesidad de la DGAS y ATDR Ica.

3 La Cuenca Integral, tiene un área total de km 2 (nacientes del río Pampas, hasta la desembocadura del río Ica en el Pacífico); se localiza entre las coordenadas geográficas: 13º10-14º53 S y 75º01'-75º54'W (Sistema Choclococha, área total: 392 km 2, coordenadas: 13º10' - 13º34' S y 75º01' - 75º20' W, altitud media: m.s.n.m. Cuenca Natural del río Ica: área total km 2, coordenadas: 13º28'-14º53' S y 74º58'-75º54' W, altitud: 0, m.s.n.m).

4 Objetivo Realizar el balance hidrológico de la cuenca integral del río Ica, considerando la simulación hidrológica del planeamiento hidráulico del Sistema Choclococha, Sistema de distribución de agua de riego del valle de Ica, demandas poblacional y agrícola, teniendo en cuenta diversos escenarios de interés de la DGAS y ATDR Ica.

5 La recolección de información: Gestión de la Oferta del Agua en las Cuencas del Proyecto Especial Tambo Ccaracocha, ATA-INADE, Diagnóstico de la gestión del agua en el ámbito del Proyecto Especial Tambo Ccaracocha, PETACC, Ica-Huancavelica, Estudio de factibilidad para la solución de la problemática de desbordes e inundaciones en el río Ica y quebrada Cansas- Chanchajalla y diseño definitivo de las bocatomas La Achirana, Macacona-Quilloay y La Venta', Proyecto Especial Tambo Ccaracocha, Estudio 'Actualización y complementación de los aspectos climatológicos, hidrológicos y sedimentológicos de los embalses Ccaracocha y Choclococha', Ing. W. Obando L, Mayo Información sobre el embalse Tambo, Dirección de Estudios, PETACC-INADE, Noviembre Información meteorológica e hidrométrica adquirida al Senamhi. Información meteorológica e hidrométrica disponible en la ATDR Ica. Planos y mapas en general.

6 Información Meteorológica e Hidrométrica COORDENADAS UBICACIÓN ALTITUD PERIODO VARIABLES ESTACION TIPO FUENTE Latitud Longitud (msnm.) REGISTRO Sur Oeste DPTO. PROVINCIA DISTRITO ESTACIONES METEOROLOGICAS SENAMHI (*) Tº 1 Accnococha PLU PETACC-OBANDO 13º13' 75º05' 4,520 Huancavelica Castrovirreyna Pilpichaca PP 2 San Genaro PLU PETACC-OBANDO 13 12' 75º06' 4,570 Huancavelica Castrovirreyna Pilpichaca PP SENAMHI PP, Tº PETACC-OBANDO PP 3 Tunel Cero CO SENAMHI 13 15' 75º05' 4,425 Huancavelica Castrovirreyna Pilpichaca HR 4 Choclococha PLU SENAMHI 13 14' 75º04' 4,406 Huancavelica Castrovirreyna Pilpichaca PP 5 Cordova PLU SENAMHI 14º02' 75º10' 3,240 Huancavelica Castrovirreyna Cordova PP PETACC-ATA Tambo PLU SENAMHI 13 41' 75 16' 3,080 Huancavelica Huaytara Tambo PP 7 Santiago de Chocorvos PLU SENAMHI-ATA 13 49' 75º15 2,700 Huancavelica Castrovirreyna Stgo. Chocorvos PP PETACC-ATA Malluchimpana PLU SENAMHI 14 10' 75 22' 1,500 Ica Ica Yauca del Rosario PP PP 9 Huamaní CO SENAMHI 13 50' 75 35' 800 Ica Ica S. J. de los Molinos HS Tº, HR 10 Acora CO SENAMHI 13 47' 75 22' 1,890 Huancavelica Huaytara Stgo. Chocorvos EVA EVA, HS 11 San Camilo MAP SENAMHI 14 04' 75 43' 398 Ica Ica Parcona HR Tº, HR 12 Ocucaje CO SENAMHI 14 23' 75 40' 330 Ica Ica Ocucaje EVA 13 Hacienda Bernales CO SENAMHI 13 45' 75 57' 250 Ica Pisco Humay 1965, 66, 84 HS ESTACIONES HIDROMETRICAS 14 Orcococha LIM SENAMHI 13 16' 75º12' 4,700 Huancavelica Castrovirreyna Pilpichaca Q Est. CHOCLOC. DES La Achirana - Ica LIM ATDR ICA - Ata 14º05' 75 44' 398 Ica Ica Ica Q ATDR ICA LEYENDA MAP : Meteorológica agricola principal Q - Descarga, caudal EVA - Evaporación CO : Climatológica Ordinaria PP - Precipitación HS - Horas de Sol PLU : Pluviométrica Tº - Temperatura HR - Humedad Relativa LIM : Hidrométrica

7 Sistema Hidráulico -Caudales medios mensuales generados de la subcuenca Ccaracocha (Q1) -Caudales medios mensuales generados de la subcuenca del canal Ccaracocha (Q2) -Caudales medios mensuales generados de la subcuenca canal Ingahuasi (Q3) -Caudales medios mensuales generados de la subcuenca Tambo (Q4) -Caudales medios mensuales generados de la subcuenca Choclococha (Q5) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca no regulada del canal Choclococha (Q6) Laguna Orcococha Area de Contribución = 92 km2 Colector Ccaracocha (Proyectado) Area de Contribución = 18.5 km2 Reservorio Ccaracocha Q1 (40 Hm3 Actual) Area de Contribución = 38 km2 Reservorio Tambo Proyectado Q4 (55 Hm3 Futuro) Area de Contribución = 11.2 km2 Reservorio Choclococha (150 Hm3 Actual, 250 Hm3 Futuro) Area de Contribución = 149 km2 Q2 Canal de Aducción Tambo (Proyectado) Area de Contribución = 5.0 km2 * Est.Pluviométrica San Genaro * Est.Pluviométrica * Est.Hidrométrica Orcococha Q5 Río Ica Choclococha Q3 * Est.Pluviométrica Túnel Cero * Est.Pluviométrica Tambo Colector Ingahuasi (Proyectado) Area de Contribución = 121 km2 Q6 Subcuencas no reguladas Area de Contribución = 105 km2 Laguna Pariona * Est.Pluviométrica Santiago de Chocorvos Canal La Achirana

8 Escenarios de Simulación Simulación Situación Colector Colector Reservorio Eficiencia Actual Ingahuasi Ccaracocha Tambo Riego (%) Escenario Vol.Ini.Cho Vol.Máx.Cho Sim01 X 33 Actual Sim02 X 33 Corto Sim03 X X 33 Mediano Sim04 X X X 33 Largo Sim05 X 40 Actual Sim06 X 40 Corto Sim07 X X 40 Mediano Sim08 X X X 40 Largo Sim09 X 45 Actual Sim10 X 45 Corto Sim11 X X 45 Mediano Sim12 X X X 45 Largo Sim13 X 33 Actual Sim14 X 33 Corto Sim15 X X 33 Mediano Sim16 X X X 33 Largo Sim17 X 40 Actual Sim18 X 40 Corto Sim19 X X 40 Mediano Sim20 X X X 40 Largo Sim21 X 45 Actual Sim22 X 45 Corto Sim23 X X 45 Mediano Sim24 X X X 45 Largo Vol.Ini.Cho : Volumen inicial del embalse Choclococha Vol.Máx.Cho : Volumen Máximo del embalse Choclococha

9 Definición de las Series de Caudales Medios Mensuales Series Series Sistema Choclococha Series de precipitación total mensual y caudales medios mensuales Precipitación total media mensual del ámbito del sistema Choclococha (*) Caudales medios mensuales registrados en la Estación Orcococha (**) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca Ccaracocha (Q1) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca del canal Ccaracocha (Q2) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca canal Ingahuasi (Q3) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca Tambo (Q4) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca Choclococha (Q5) Caudales medios mensuales generados de la subcuenca no regulada del canal Choclococha (Q6) Series de 25 años a ser utilizadas en la simulación Periodo Común con Caudales medios mensuales registrados de Orcococha Generación mediante autocorrelación Q.Orcococha=a.Pp.Sist.Choclococha^2+b.Pp.Sist.Choclococha + c Generación mediante uso de polinomio determinado Serie generada mediante relación de áreas de contribución con respecto a Orcococha Serie generada mediante relación de áreas de contribución con respecto a Orcococha Serie generada mediante relación de áreas de contribución con respecto a Orcococha Serie generada mediante relación de áreas de contribución con respecto a Orcococha Serie generada mediante relación de áreas de contribución con respecto a Orcococha Serie generada mediante relación de áreas de contribución con respecto a Orcococha Serie Natural río Ica Caudales medios mensuales naturales del río Ica (***) Corrección de la variancia del primer periodo (Consistente en la media y variancia Serie no consistente en la media y variancia Serie consistente en la media pero no en la variancia Serie consistente en la media y variancia (*) Actualización y Complementación de los aspectos climatológicos, Hidrológicos y Sedimentológicos de los embalses Ccaracocha y Choclococha - Mayo Ing. Water Obando Licera, Médiante polígono de Thiessen (Cuadro N 3.31) (**) Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología - Perú. (***) Estudio de Factibilidad para la solución de la problemática de desbordes e inundaciones en el río Ica y quebrada Cansas-Chanchajalla y diseño definitivo de las bocatomas La Achirana,, Macacona-Quilloay y La Venta Proyecto Especial Tambo Ccaracocha, 1999 Componente del Sistema Choclococha Areas de contribución de escurrimiento (km2) Laguna Orcococha 92.0 Cuenca Ccaracocha 38.0 Canal Ingahuasi Aductor y Cuenca Tambo 16.5 Cuenca Choclococha No regulado Choclococha 105.0

10 Descriptores de las series de caudales medios mensuales generados Fuente Hídrica Sub cuenca del Reservorio Choclococha Subcuenca del Reservorio Orcococha Sub cuenca no Regulada del Reservorio Choclococha Subcuenca del Reservorio Ccaracocha Subcuenca del canal colector Ccaracocha Subcuenca del canal colector Ingahuasi Subcuenca del Embalse Tambo y canal Aductor CAUDAL MEDIO MENSUAL (m3/s.) Vol.Anual Vol.Anual (*) (Km2) ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC (MMC) (MMC) PROM DESVST MAX MIN (*) Gestión de la Oferta de Agua en las cuencas de los Proyectos hidráulicos de Costa del INADE - Oferta de Agua del Proyecto Especial Tambo Ccaracocha ATA-INADE

11 Demanda de Agua 5.0 Demanda Poblacional Urbana - Santiago de Chocorvos (Huaytará - Huancavelica) (l/s) Demanda (l/s) Años 1.5 Demanda Poblacional Urbana - Valle de Ica (m3/s) Demanda (m3/s) Años

12 Cálculo de la Evapotranspiración potencial mensual (mm/mes) Estación Evaporación Total de Tanque (mm/mes) Periodo de Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Registro Huamaní San Camilo Ocucaje Estación Humedad Relativa Media Mensual (%) Periodo de Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Registro Huamaní San Camilo Ocucaje Estación Ene Coeficiente de Tanque Ktanque (Método FAO) para el caso de estar colocado sobre superficie verde Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Huamaní San Camilo Ocucaje Estación Evapotranspiración Potencial por el método de tanque evaporímetro (FAO) en mm/mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Huamaní San Camilo Ocucaje

13 DEMANDA AGRICOLA TOTAL - SEGUN ESCENARIO DE SIMULACION Y EFICIENCIA DE RIEGO Demanda_sit._actual Demanda_Corto_plazo Demanda_mediano_plazo Demanda_largo_plazo Caudal (m3/s) Efic.Riego=33% Efic.Riego=40% Efic.Riego=45% Efic.Riego=33% Efic.Riego=40% Efic.Riego=45% Efic.Riego=33% Efic.Riego=40% Efic.Riego=45% Efic.Riego=33% Efic.Riego=40% Efic.Riego=45% Escenarios -Escenario Actual -Escenario Corto plazo -Escenario Mediano plazo -Escenario Largo plazo : ha : ha : ha : ha

14 Programa de Simulación desarrollado en Visual Basic v.7.0

15 Resultados Los criterios de evaluación de los resultados de las simulaciones fueron los niveles de confiabilidad de la cobertura de la demanda hídrica en términos de cantidad o volumen de agua entregado por el sistema, así como en términos de oportunidad relacionado al tiempo. Como el sistema Choclococha es regulado, no solamente interesa analizar el balance hídrico del sistema, sino también el comportamiento de los volúmenes almacenados en los embalses Choclococha (sin y con encimado), Ccaracocha y Tambo, por tanto se presentan los resultados respetivos. Confiabilidad _ Volumen = ( Demanda _ total Déficit) Demanda _ total *100 Confiabilidad _ Tiempo = ( Meses _ simulados Meses _ con _ déficit) Meses _ simulados *100

16 Simulación Situación Colector Colector Reservorio Eficiencia Confiabilidad Confiabilidad Escenario Vol.Ini.Cho Vol.Máx.Cho Actual Ingahuasi Ccaracocha Tambo Riego (%) Volumen Tiempo Sim01 X 33 Actual Sim02 X 33 Corto Sim03 X X 33 Mediano Sim04 X X X 33 Largo Sim05 X 40 Actual Sim06 X 40 Corto Sim07 X X 40 Mediano Sim08 X X X 40 Largo Sim09 X 45 Actual Sim10 X 45 Corto Sim11 X X 45 Mediano Sim12 X X X 45 Largo Sim13 X 33 Actual Sim14 X 33 Corto Sim15 X X 33 Mediano Sim16 X X X 33 Largo Sim17 X 40 Actual Sim18 X 40 Corto Sim19 X X 40 Mediano Sim20 X X X 40 Largo Sim21 X 45 Actual Sim22 X 45 Corto Sim23 X X 45 Mediano Sim24 X X X 45 Largo Vol.Ini.Cho : Volumen inicial del embalse Choclococha Vol.Máx.Cho : Volumen Máximo del embalse Choclococha Confiabilidad Volumen = (Demanda Total - Déficit Total) / Demanda Total Confiabilidad Tiempo = (N de Meses simulados - N de Meses con déficit) / N de Meses simulados

17 MOVIMIENTO DE LOS RESERVORIOS DEL SISTEMA CHOCLOCOCHA 200 MOVIMIENTO DEL VOLUMEN ALMACENADO TOTAL RESERVORIO CHOCLOCOCHA SIN ENCIMADO MEDIANO PLAZO CORTO PLAZO 100 MOVIMIENTO DEL VOLUMEN ALMACENADO TOTAL RESERVORIO CCARACOCHA SIN ENCIMADO DEL RESERVORIO CHOCLOCOCHA MEDIANO PLAZO CORTO PLAZO VOLUMEN (MMC) VOLUMEN (MMC) LARGO PLAZO 60 LARGO PLAZO AÑOS AÑOS Simula 4, V50 = Simula 7, V50 = Simula 10, V50 = Simula 4, V50 = Simula 7, V50 = Simula 10, V50 = MOVIMIENTO DEL VOLUMEN ALMACENADO TOTAL RESERVORIO CHOCLOCOCHA CON ENCIMADO VOLUMEN TOTAL ALMACENADO RESERVORIO CCARACOCHA CON ENCIMADO DEL RESERVORIO CHOCLOCOCHA MEDIANO PLAZO CORTO PLAZO VOLUMEN (MMC) CORTO PLAZO MEDIANO PLAZO VOLUMEN (MMC) LARGO PLAZO LARGO PLAZO AÑOS Simula 16, V50 = Simula 19, V50 = Simula 22, V50 = AÑOS Simula 16, V50 = Simula 19, V50 = Simula 22, V50 = 79.33

18 MODULOS DE DEMANDA Y DEFICIT HIDRICO EN Miles de m3/ha Según escenario simulado y eficiencia de riego (Sin encimado del Reservorio Choclococha) 25.0 MODULO (Miles de m3/ha) Sim1_33% Sim5_40% Sim9_45% Sim2_33% Sim6_40% Sim10_45% Sim3_33% Sim7_40% Sim11_45% Sim4_33% Sim8_40% Sim12_45% Escenarios Demanda_sit._actual Deficit_sit._actual Demanda_Corto_plazo Deficit_corto_plazo Demanda_mediano_plazo Deficit_mediano_plazo Demanda_largo_plazo Deficit_largo_plazo

19 MODULOS DE DEMANDA Y DEFICIT HIDRICO EN Miles de m3/ha Según escenario simulado y eficiencia de riego (Con encimado del reservorio Choclococha) 25.0 MODULO (Miles de m3/ha) Sim14_33% Sim18_40% Sim22_45% Sim15_33% Sim19_40% Sim23_45% Sim16_33% Sim20_40% Sim24_45% Demanda_Corto_plazo Deficit_corto_plazo Demanda_mediano_plazo Deficit_mediano_plazo Demanda_largo_plazo Deficit_largo_plazo Escenarios

20 Simulación Eficiencia Confiabilidad Confiabilidad Escenario Vol.Máx.Cho Riego (%) Volumen Tiempo Sim01 33 Actual Sim13 33 Actual Sim05 40 Actual Sim17 40 Actual Sim09 45 Actual Sim21 45 Actual Sim02 33 Corto Sim14 33 Corto Sim06 40 Corto Sim18 40 Corto Sim10 45 Corto Sim22 45 Corto Sim03 33 Mediano Sim15 33 Mediano Sim07 40 Mediano Sim19 40 Mediano Sim11 45 Mediano Sim23 45 Mediano Sim04 33 Largo Sim16 33 Largo Sim08 40 Largo Sim20 40 Largo Sim12 45 Largo Sim24 45 Largo

21 Conclusiones -Se pone a consideración de la ATDR - Ica, un programa de cómputo que evalúa mediante niveles de confiabilidad el balance hídrico de la cuenca integral del río Ica, teniendo en cuenta el planeamiento hidráulico actual y previsto por el sistema Choclococha. -Para conseguir niveles aceptables de confiabilidad en los escenarios futuros, la eficiencia de riego del valle de Ica debe ser elevada a por lo menos 40%. -Con el objeto de afianzar el volumen almacenado en el reservorio Choclococha, se debe priorizar la ejecución del colector Ingahuasi. -El sistema Choclococha permite la factibilidad de irrigar a corto plazo ha, a mediano plazo y a largo plazo ha. Recomendaciones -Implementar una red de estaciones meteorológicas e hidrométricas en el ámbito del sistema Choclococha y cuenca del río Ica. -Actualizar la información de la explotación del agua subterránea en el valle de Ica. -Actualizar la información concerniente al cálculo de la demanda hídrica como eficiencia de riego, volúmenes de retorno en el valle.