UTILIDAD DE LOS MODELOS HIDROMETEOROLOGICOS EN LA MITIGACION DE LA SEDIMENTACION EN EL RESERVORIO DE GALLITO CIEGO. Ing. Gonzalo Fano Miranda

Transcripción

1 UTILIDAD DE LOS MODELOS HIDROMETEOROLOGICOS EN LA MITIGACION DE LA SEDIMENTACION EN EL RESERVORIO DE GALLITO CIEGO Ing. Gonzalo Fano Miranda Lima, Enero 2002

2 El Proyecto Jequetepeque-Zaña esta ubicado en la Parte sur del Departamento de Lambayeque por la Provincia de Chepen camino a Cajamarca, este es uno de los Proyectos especiales de Irrigación Conducidos por el INADE, en este se irrigan alrededor de 50,000 Has del valle de Jequetepeque.

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4 La Obra de Infraestructura mas grande del Proyecto viene a ser la Represa de Gallito Ciego que sirve para almacenar las aguas que se presentan en el periodo lluvioso Diciembre, Enero, Febrero y Marzo.y luego ser utilizado durante el periodo de estiaje en la cuenca del Río Jequetepeque. El diseño y Construcción de la Represa ha conducido a la redacción de un manual de Operación y Mantenimiento de los diferentes componentes de la Presa.

5 El Reservorio formado por el Represamiento del río Jequetepeque tiene una Capacidad Util de 400 MM3 y un volumen muerto de 135 MM3 para recibir los sedimentos producidos por la erosión de la cuenca a falta un manejo sostenido que habían sido contemplados al comienzo del proyecto, ya que muchas zonas de la cuenca aguas arriba del reservorio se encuentran desprotegidos (sin cobertura vegetal).

6 El Fenómeno del Niño viene a constituirse como una de las causas principales de la presentación de los periodos lluviosos mas intensos en la zona que producen erosión a tasas mucho mayores a las calculadas en diseño, como ejemplo el año 1998 a causa de este fenómeno se han producido las lluvias mas intensas del historial de esta cuenca y la de mayor producción de sedimentos.

7 La Presa cuenta con dos tuberías para la descarga del Caudal Regulado cada uno de ellos con un máximo de 70 m3/seg, una tubería de descarga para la Central Hidroeléctrica ubicada aguas abajo, Un Vertedero de Demasías con una capacidad máxima de 1200 m3/seg, Un Colchón disipador de energía aguas debajo de la presa, este permite recibir las aguas que se descargarían de por las dos tuberías de operación de operación de regulación,

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11 así también las aguas provenientes del vertedero de demasías esta doble opción ha creado una restricción la que no se puede hacer funcionar en forma simultanea las tuberías de descarga regulada y el vertedero de demasías porque se produciría conflicto de flujos, esta restricción esta tipificada en el manual de operación y mantenimiento de la Presa de Gallito Ciego.

12 Las Demandas consideradas actualmente son las de Agricultura y la de producción de producción de energía a través de la central hidroeléctrica Gallito, en este aspecto no se ha tomado ni se pretende tomar en cuenta la demanda de conservación del Reservorio a través de una operación optima, en la operación hasta la fecha se ha tomado como prioridad 1 la demanda Agrícola lo que quiere decir que solamente se debe extraer la cantidad que requieran los sembríos del valle,

13 es así que bajo este criterio falta caudal para la producción de energía en periodos en la que la demanda agrícola es menor que la demanda de producción energética, por lo que se ha construido un reservorio de compensación aguas debajo de la Central Hidroeléctrica.

14 En la actualidad se vienen realizando un monitoreo de los sedimento que ingresan y salen del reservorio, así mismo en muchos otros puntos de la cuenca con la finalidad de evaluar la tasa de sedimentación. En la actualidad la Informática ha evolucionado en forma vertiginosa en el Aspecto de Hardware y Software y Sistemas de Información (modelos) para realizar una Gestión por Estadística a diferencia de una gestión por círculos de Calidad.

15 Los Modelos Hidrológicos y Meteorológicos se vienen desarrollando, trabajándose específicamente en su calibración y validación de tal manera de lograr una herramienta valida para el pronostico de precipitaciones y caudales, en forma del Tiempo y Climático

16 El SENAMHI, como parte del Proyecto Mejoramiento de la Capacidad de Pronóstico y Evaluación del Fenómeno El Niño, para la Prevención y Mitigación de Desastres en el Perú, ha creado el Centro de Predicción Numérica equipándolo con Hardware de primer nivel, así como de software para la modelación numérica en tres grandes áreas tiempo, clima e hidrología hidráulica. En el caso específico de hidrología; se ha dotado de modelos hidrológicos como son el Sacramento, Hydrologic Forecast System (HFS), Ensamble Hydrologic Forecast (EHF), Hydrologic Modelaing System (HMS) y River Analysis System (RAS).

17 En una primera etapa se ha venido trabajando con los modelos Sacramento, HFS y EHF aplicados en la cuenca del río Rimac, bajo una escala de tiempo diaria. Estos modelos utilizados se clasifican dentro de los llamados conceptuales, que relacionan la precipitación y la escorrentía que se producen en una cuenca. Este estudio ha consistido en realizar todos los procesos que se deben seguir en una modelación, partiendo la estandarización de la información disponible tanto de las variables precipitación, caudales y evapotranspiracion así como de los diversos parámetros de la cuenca y pasando por la calibración entre los caudales observados y los pronosticados por el modelo; la validación y el pronóstico de esta última etapa se viene trabajando diariamente con el acoplamiento de los resultados de precipitación producidos por el modelo ETA, que es uno de los modelos numéricos del tiempo que el Centro de Predicción Numérica viene desarrollando también

18 ANTECEDENTES El procedimiento que más promete en la aplicación de la computación e informática a la cuenca hidrológica, es el de simulación, o sea, la representación de un sistema hidrológico por un modelo matemático que pueda reproducir el comportamiento del sistema natural (Linsley, 1977). En aplicaciones concretas a la hidrología, los modelos de simulación se pueden clasificar en tres tipos: de simulación estocástica, de simulación numérica y de simulación paramétrica.

19 MODELO HIDROLOGICOS TRABAJADOS EN EL PAIS HEC , Dr. Molina, Eventos LUTZ 1980 Mision Alemana, Mensuales, Afater TEMES 1986, Españoles, DGI HFAM 1998, Dr. Molina PSI, Chavimochic, Diario HFS-Sacramento- EHF- HRC-SENAMHI-DIARIO- 120 DIAS HMS SENAMHI DIARIO EVENTOS -INSTANTANEOS- SISTEMAS COMPLEJOS, TRASVASES, RESERVORIOS, DERIVACIONES, TRANSITOS RAS MODELAMIENTO DE RIOS, AREAS DE INUNDACION, MODELAMIENTO DE NIVELES DE RIOS CON FINES DE TRANSPORTE FLUVIAL

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21 El Modelamiento Hidrologico debe ser una herramienta de apoyo importante para los estudios Hidrologicos tanto a nivel de planificación como para pronostico a tiempo real dado que en la actualidad se cuenta el apoyo del computador que nos permite realizar las diversas pruebas de alternativas de conceptualizaciones propuestas por una gran cantidad de profesionales destacados en el área. El M.H. Es el proceso de convertir la precipitación en caudal

22 INFORMACION BASICA PARA EL MODELAMIENTO HIDROLOGICO Mapa de la Cuenca a Curvas de Nivel Precipitación (Horaria, Diaria, Mensual, etc), de estaciones del entorno de la cuenca. Caudales (Horario, Diario, Mensual, etc), Para Calibración del Modelo Formulado Parámetros: Infiltración, Cobertura Vegetal, Transito de flujo, Transformación, Flujo Subterraneo, Estadisticos.

23 INFORMACION BASICA PARA EL MODELAMIENTO HIDRAULICO Mapa del Cauce del tramo de río Secciones Transversales del cauce del río Caudales (Horario, Diario, Mensual, etc) Parámetros: Coeficiente de Manning, de ensanchamiento y angostamiento de cauce. Definición de Infraestructura en el Cauce Puentes, Bocatomas, Muros de Contención.

24 ESQUEMA DEL MODELO ACTUAL DEL RIO RIMAC MODELO SACRAMENTO HFS Y EHF

25 ESQUEMA DEL MODELO EN DESARROLLO DEL RIO RIMAC MODELO HEC -HMS

26 COMPONENTES DEL MODELO HIDROLOGICO -MODELOS DE ESCENARIOS DE CUENCA -MODELOS METEOROLOGICOS -CONTROL DE ESPECIFICACIONES

27 PROCESOS EN LA CUENCA INFILTRACION TRANSFORMACION FLUJO BASE

28 PRONOSTICO CAUDALES PROMEDIOS DIARIOS DEL RIO RIMAC HASTA EL ENERO FEBRERO MARZO TIEMPO(días)

29 RANGO PRONOSTICO DE CAUDALES MAXIMOS INSTANTANEOS DEL RIO RIMAC HASTA EL ENERO FEBRERO MARZO

30 PRONOSTICO CAUDALES DEL RIO RIMAC HASTA EL % 25% 50% 75% 90% ABRIL MAYO JUNIO JULIO

31 Elevation (m) Elevation (m) Elevation (m) Elevation (m) TRAMO RIO RIMAC TRAMO RIO RIMAC Legend Legend WS 100 Años Ground Bank Sta Station (m) EG 100 Años WS 100 Años Crit 100 Años Ground Bank Sta TRAMO RIO RIMAC TRAMO RIO RIMAC Legend WS 100 Años Ground Bank Sta Legend EG 100 Años WS 100 Años Crit 100 Años Ground Bank Sta Station (m) ESPEJO CON CAUDAL = 5 m3s ESPEJO CON CAUDAL = 100 m3s TRAMO RIO RIMAC Legend TRAMO RIO RIMAC Legend EG 100 Años WS 100 Años Crit 100 Años EG 100 Años WS 100 Años Crit 100 Años Ground Bank Sta Ground Bank Sta Station (m) Station (m)

32 Mapa Base Hidrologíco y Hidráulico ArcView Ingreso Data DEM ArcView Mapa de inundación CRWR-PrePro HEC-HMS Descarga inundación HEC-RAS Perfiles de superficie de agua

33 ESQUEMA DEL MODELO EN DESARROLLO DEL RIO LURIN UTILIZANDO HEC - HMS ESQUEMA DEL MODELO EN DESARROLLO DEL RIO CHILLON UTILIZANDO HEC- HMS

34 ESQUEMA DEL MODELO DE SIMULACION SISTEMA REGULADO DEL RIO CHILI UTILIZANDO EL MODSIM

35 UTILIDAD DE LOS MODELOS HIDROMETEOROLOGICOS EN LA MITIGACION DE LA SEDIMENTACION EN EL RESERVORIO DE GALLITO CIEGO Ing. Gonzalo Fano Miranda Lima, Enero 2002