Estudio Hidrol+¦gico Final_IIRSA NORTE.pdf

INGENIERIA DE DETALLE PARA OBRA

ACCESORIA POR RAZONES DE SEGURIDAD VIAL KM 254+271 KM 251+220

ESTUDIO HIDROLGICO DE MXIMAS AVENIDAS

CONTENIDO I. GENERALIDADES ..........................................................................................................1 II. OBJETIVO .......................................................................................................................2

2.1 OBJETIVO GENERAL................................................................................................................ 2 2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS ...................................................................................................... 2

III. ASPECTOS GEOGRFICOS Y CLIMTICOS DEL PROYECTO..................................2 3.1 CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS CIUDADES............................................................ 2 3.2 GEOGRAFA................................................................................................................................. 3

3.2.1 Planicie costanera o Depresin parandina .......................................................................................... 3 3.3 CLIMA ........................................................................................................................................... 4 3.4 FENOMENO EL NIO- FEN......................................................................................................... 7

3.4.1 REGISTRO HISTORICO DEL FENOMENO EL NIO.................................................................. 7 3.4.2 FENOMENO EL NIO 1982 1983 ................................................................................................... 8 3.4.3 FENOMENO EL NIO 1997 1998 ................................................................................................... 9

IV. FASE DE CAMPO Y GABINETE...................................................................................10 V. GEOLOGA Y GEOTCNIA ..........................................................................................11

5.1 GEODINMICA EXTERNA...................................................................................................... 11 5.2 ESTRATIGRAFA ..................................................................................................................... 11

5.2.1 DEPSITOS ALUVIALES .................................................................................................................... 12 5.2.1.1 Depsitos aluviales antiguos................................................................................................................ 12 5.2.1.2 Depsitos aluviales recientes .............................................................................................................. 12 5.2.2 DEPSITOS ELICOS......................................................................................................................... 12 5.2.2.1 Depsitos elicos antiguos ................................................................................................................... 12 5.2.2.2 Depsitos elicos recientes.................................................................................................................. 13

5.3 ASPECTOS DE INGENIERIA GEOLOGICA ........................................................................... 13 5.4 GEOLOGIA LOCAL.................................................................................................................. 15

5.4.1 GENERALIDADES.................................................................................................................................. 15 5.4.2 GEOMORFOLOGIA................................................................................................................................ 16 5.4.3 ESTRATIGRAFIA .................................................................................................................................... 17 5.4.4 ACTIVIDAD GEODINAMICA EXTERNA ......................................................................................... 18

VI. ANLISIS DE MXIMAS AVENIDAS ...........................................................................21 6.1 METODOS ESTADSTICOS PARA LA DETERMINACIN DE LA PRECIPITACIN MXIMA 21

6.1.1 DISTRIBUCIN NORMAL O GAUSSIANA .................................................................................... 21 6.1.2 DISTRIBUCIN LOG-NORMAL DE DOS PARMETROS ....................................................... 22 6.1.3 DISTRIBUCIN LOG-NORMAL DE TRES PARMETROS..................................................... 22 6.1.4 DISTRIBUCIN GAMMA DE DOS PARMETROS .................................................................... 22 6.1.5 DISTRIBUCIN GAMMA DE TRES PARMETROS O PEARSON TIPO III ...................... 23

6.2 CLCULO DE AJUSTE Y PERIODOS RETORNO APLICANDO EL SOFTWARE HIDROESTA PARA PRECIPITACIONES MAXIMAS t = 24 H. ........................................................ 23 6.3 SELECCIN DE LA DISTRIBUCIN TERICA CON MEJOR AJUSTE EN LA SERIE. ....... 24 6.4 SELECCIN DEL PERIODO DE RETORNO.......................................................................... 26

6.4.1 APROXIMACIN EMPRICA............................................................................................................... 26 6.4.2 ANLISIS DE RIESGO.......................................................................................................................... 26 6.4.3 ANLISIS HIDROECONMICO ....................................................................................................... 26

6.5 HIDROLOGA DE LAS AVENIDAS.......................................................................................... 27 VII. DESCRIPCIN DE LA ZONA DE ESTUDIO Y PARMETROS DE DISEO..............27

7.1 DESCRIPCIN DE LA ZONA .................................................................................................. 27 7.2 CLIMA Y VEGETACIN........................................................................................................... 28 7.3 FISIOGRAFA........................................................................................................................... 28 7.4 ANLISIS ESTADSTICO DE LOS DATOS DISPONIBLES ................................................... 28 7.5 DATOS PLUVIOMTRICOS.................................................................................................... 28 7.6 PRECIPITACIN MEDIA MXIMA EN LA ZONA DE ESTUDIO ............................................ 29

7.6.1 MTODO DE THIESSEN MEJORADO ........................................................................................... 29

7.7 CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS DE LAS SUBCUENCAS........................................... 30 7.7.1 REA DE DRENAJE CONSIDERADA PARA EN EL ESTUDIO ............................................. 30 7.7.2 FORMA DE LA CUENCA...................................................................................................................... 30 7.7.3 COEFICIENTE DE COMPACIDAD ................................................................................................... 32 7.7.4 RELIEVE DE LA CUENCA ................................................................................................................... 32 7.7.4.1 Pendiente ................................................................................................................................................... 32 7.7.4.2 Rectngulo Equivalente......................................................................................................................... 33 7.7.5 MEDICIONES LINEALES ..................................................................................................................... 33 7.7.5.1 Longitud de Cuenca ................................................................................................................................ 34 7.7.5.2 Orden de Ros........................................................................................................................................... 34 7.7.5.3 Densidad de Drenaje .............................................................................................................................. 34

VIII. GENERACIN DE DESCARGAS EN LA ZONA DEL PROYECTO MEDIANTE LA APLICACIN DEL MODELO HEC-HMS ..............................................................................35

8.1 GENERALIDADES................................................................................................................... 35 8.2 APLICACIN DEL MODELO PARA LA GENERACIN DE DESCARGAS MXIMAS DE AVENIDAS PARA DIFERENTES PERIODOS DE RETORNO EN LA ZONA DEL PROYECTO .... 35

8.2.1 MODELO DE CUENCA ......................................................................................................................... 35 8.2.2 SUBCUENCAS......................................................................................................................................... 38 8.2.3 CAUCES..................................................................................................................................................... 43 8.2.4 MODELO METEOROLGICO............................................................................................................ 43 8.2.5 ESPECIFICACIONES DE CONTROL .............................................................................................. 44 8.2.6 RESULTADOS DE LA SIMULACIN EN RGIMEN NATURAL ............................................ 45

IX. HIDROLOGA DE MXIMAS AVENIDAS DEL RO PIURA .........................................45 9.1 INFORMACIN HIDROMTRICA........................................................................................... 45 9.2 ANLISIS ESTADSTICO DE LA SERIE................................................................................. 45

X. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................................................48 10.1 CONCLUSIONES..................................................................................................................... 48 10.2 RECOMENDACIONES ............................................................................................................ 48



CONCESIONARIA IIRSA NORTE S.A. Especialidad Hidrologa Pg. - 1 -

INGENIERIA DE DETALLE OBRA ACCESORIA POR RAZONES DE

SEGURIDAD VIAL Km 254+271 al Km 251+220

SUB. TRAMO INDIVIDUAL N 02: PIURA - NORIA ZAPATA

ESTUDIO HIDROLGICO

I. GENERALIDADES

El presente estudio tiene por finalidad determinar el caudal de diseo en las obras de cruce de la Carretera Panamericana Norte, tramo Piura-Noria, como parte de los estudios bsicos del Expediente Tcnico Ingeniera de Detalle Obra Accesoria por razones de Seguridad Vial Km. 254+271 al Km. 251+220. El estudio hidrolgico consisti en estimar las descargas mximas, a partir de un anlisis de frecuencia de las precipitaciones mximas en 24 horas, registradas en la estacin Miraflores que se localiza adyacente a la zona del proyecto. Por tanto el estudio hidrolgico comprende, el clculo de caudales mximos de diseo para la adecuacin y mejoramiento de las obras de drenaje (alcantarillas, puentes y colectores) existentes. El procedimiento seguido en el estudio fue el siguiente: 9 Seleccin de las estaciones pluviomtricas e hidromtricas. 9 Recopilacin de la informacin cartogrfica, pluviomtrica y datos

hidrometeorolgicos. 9 Anlisis estadstico de la informacin. 9 Determinacin de las precipitaciones mximas en 24 horas para diversos periodos de

retorno. 9 Aplicacin del Modelo Precipitacin-Escorrenta y determinacin de las descargas

mximas para diversos periodos de retorno. Se realizar el anlisis del comportamiento de las subcuencas donde se localiza el mencionado Proyecto, mediante el tratamiento adecuado de la informacin hidrometeorolgica existente, que incluyen los eventos acontecidos en los aos 1983 y 1998, con la finalidad de obtener una proyeccin mas representativa de las mximas crecidas. Los resultados obtenidos en el presente estudio sern la base fundamental para el anlisis de las diversas alternativas de solucin y la adecuacin de las obras de cruce y canal de drenaje que permitan evacuar los escurrimientos superficiales que se producen en la cuenca colectora por la presencia de intensas precipitaciones. Tomando como base la informacin obtenida en el presente estudio, se posibilita elaborar el Estudio Hidrulico del Proyecto que permitan mitigar los posibles peligros por inundaciones.




Sobre el modelo del cauce actual, se tomarn los caudales correspondiente a los periodos de retorno T = 25, 50, 100, 200, 500 y 1000 aos, determinando mediante un modelo hidrolgico Precipitacin-Escorrenta HEC HMS en secciones de inters de las subcuencas donde se localiza el Proyecto.

II. OBJETIVO

2.1 OBJETIVO GENERAL Determinar los caudales de mximas avenidas para periodos de retorno de inters en las secciones de cruce de las quebradas con la carretera Panamericana, tramo Km. 254+271 al Km. 251+220 (Sector El Gallo); la informacin a obtener ser la base para el acondicionamiento y diseo de las obras de drenaje, cruce y proteccin a proyectar, que permitan mitigar los problemas de inundacin por efecto de las precipitaciones extraordinarias que pueden originarse en el mbito de la cuenca.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS Mtodos estadsticos para la obtencin de las mximas avenidas del ro Piura en la

estacin hidromtrica Puente Snchez Cerro. Aplicacin del modelo Precipitacin-Escorrenta HEC-HMS en secciones de cuencas

sin registros hidromtricos.

III. ASPECTOS GEOGRFICOS Y CLIMTICOS DEL PROYECTO

3.1 CARACTERISTICAS GENERALES DE LAS CIUDADES

Tiene la siguiente ubicacin poltica, 9 Lugares: Ciudad de Piura y Castilla 9 Distritos: Piura y Castilla 9 Provincia: Piura 9 Departamento: Piura La ubicacin del mbito de estudio, de acuerdo a la informacin cartogrfica a escala 1:100,000 del Instituto Geogrfico Nacional del Per (IGN), correspondiente a la Hoja 11-b (Piura); es una zona ondulada plana que es cortada por el curso del Ro Piura; el cual divide a los distritos de Piura y Castilla, estando el primero en la margen derecha y el segundo en la izquierda. Parte de estos distritos se encuentra en el abanico aluvial antiguo, que forma el Ro Piura antes de su desembocadura en la Laguna Ramn; esta ubicacin corresponde aproximadamente a las siguientes coordenadas geomtricas: 9 Coordenada Norte: De 9424,000 m a 9430,000 m (UTM WGS 84). 9 Coordenada Este: De 534,000 m a 542,000 m (UTM WGS 84). 9 Altitud: De 28.000 msnm a 42.000 msnm. El mbito de estudio tiene un rea total de 4,400 has que corresponde a la margen izquierda del ro (lmite de subcuencas), y su ubicacin se presenta en la Figura N 01. La poblacin beneficiada con el presente Estudio es igual a 450,363 habitantes (INEI, 2007) en las ciudades de Piura y Castilla. Esta rea abarca las zonas urbanas de las ciudades de Piura y Castilla y sus reas de expansin urbana tales como: rea aledaa a la salida de Piura haca Sullana y Paita;




Sector Los Polvorines, rea aledaa a la salida de Piura haca Los Ejidos y rea aledaa a la salida de Castilla haca Chulucanas. El acceso al rea de estudio se realiza, desde el centro de Piura por calles pavimentadas hasta la quebrada Pajaritos hacia el Nor-Oeste de Piura, luego mediante vas pavimentadas hasta la parte Sur de la ciudad de Piura que corresponde al centro poblado de La Legua, siguiendo a continuacin hasta la parte norte de Piura mediante la carretera asfaltada hasta el centro poblado Los Ejidos, continuando en el distrito de Castilla hacia los sectores El Indio, Chiclayito (Parte sur de Castilla) y finalmente hacia el sector Nor-Este de Castilla que corresponde a los asentamientos La Primavera, Tacal, Cosso Del Pomar y otros.

3.2 GEOGRAFA El rea de estudio conformada por las ciudades de Piura y Castilla se encuentra ubicada dentro de la primera zona y comprende la siguiente unidad geogrfica: 3.2.1 Planicie costanera o Depresin parandina Considerando dentro de esta unidad, los elementos geomrficos que conforman la planicie del denominado desierto de Sechura limitado en ambas mrgenes por cadenas montaosas, se le subdivide en: 3.2.1.1 Sub-unidad Terrazas marinas o Tablazos Limitando a la faja litoral se encuentran estas terrazas marinas o Tablazos que conforman la vasta llanura desrtica; cuya altura se acrecienta de oeste a este desde 25.0 msnm hasta 275.0 msnm y que decrece gradualmente de Norte a Sur hasta desaparecer en forma de cua en reventazn, fuera de la cuenca. Estos tablazos constituyen superficies planas, cortadas por las Depresiones de Ramn y el Valle del Ro Piura. El suave relieve de estos tablazos, favorece la migracin de grandes cantidades de arena de mar al continente, dando lugar a la formacin de dunas de considerable altura y extensin que se ordenan en tpicos cinturones de Barcanas que siguen alineamientos Suroeste-Noreste y Norte- Sur sobre todo en las partes occidentales y centrales, donde destacan las dunas tipo Pur Pur, como las denominadas Julin Grande y Julin Chico al Este de la Depresin Ramn. Las acumulaciones arenosas se intensifican en la parte oriental de esta Sub-Unidad, donde cubren promontorios Pre-Terciarios, adoptando un drenaje del tipo dentrtico truncado, alcanzando alturas de hasta 275.0 msnm, terminando en forma de mesetas frente a la margen izquierda del Valle del Ro Piura. Una gruesa capa de arena que forma mdanos cubre todo el desierto piurano. El fenmeno de las dunas no se observa en la parte sur por su proximidad al mar y a causa de las brisas marinas que arrastran las arenas al interior, dejando los tablazos desprovistos de dunas. Cuando las arenas elicas encuentran en su recorrido un obstculo como una colina o un rbol, forman una duna. Estas aparecen generalmente unos 50 Km. tierra adentro y slo el Ro Piura en su curso alto, le sirve de gran barrera. En la zona Nor-Occidental, esta sub-unidad es cortada por el Valle del Ro Piura que discurre en direccin Nor-Este Sur-Oeste.




3.2.1.2 Sub-unidad depresin Ramn: Se denomina as a la cubeta existente en la sub-unidad Tablazos, rea conocida como Salinas o Ramn, con cotas entre 7.0 msnm y 25.0 msnm; que en poca de crecidas excepcionales del Ro Piura se une con las Lagunas Ramn y apique conformando una Laguna de grandes dimensiones cuyas aguas drenan por el Estuario de Virril o Brazo Ramn, que constituye un brazo del mar que se interna al desierto por ms de 50 Km, con un ancho variado cuyo nivel de aguas es influenciado por la alta y baja marea marina, oscilando en casi un metro. La depresin conforma una cubeta tendida, constituida superficialmente por un suelo arenosalitroso sumamente blando, por sectores intransitable. Presenta un ancho entre 4 Km. y 18 Km. y una cota mnima de 7.0 msnm; tanto al Oeste como al Este es limitado por barrancos de los tablazos con cotas entre 14.0 msnm y 25.0 msnm. El rea oriental de la depresin adyacente a las Dunas Julin Grande y Julin Chico, permanece constantemente anegada, dando lugar a la formacin de grandes reservas de salmueras, donde la sal se explota ocasionalmente.

3.3 CLIMA El clima en la regin Piura, tiene caractersticas propias y variables. La Costa es clida y soleada, provista de precipitaciones irregulares pero cada cierto tiempo con consecuencias catastrficas. En la sierra el clima es templado en las zonas altas con precipitaciones estacionales. El Fenmeno El Nio viene cambiando el clima en la costa y sierra piurana, con temperaturas altas durante todo el ao, cuando precede a este fenmeno y con intensas lluvias, que han modificado el aspecto desrtico y semidesrtico de la Costa, en un tupido bosque de algarrobos y zapotales. Las temperaturas mximas llegan a 34.2 C y las mnimas a 15.0 C que corresponde a los meses de febrero y junio respectivamente. La humedad promedio anual es de 66%, la presin atmosfrica media anual es de 10085.5 milibares en tanto que los vientos que siguen una direccin al sur tienen una velocidad promedio de 3.0 m/s. Las precipitaciones pluviales tambin muestran variaciones. En la Costa generalmente baja dentro de los 100 y 500 msnm oscilando en esta parte entre 10 y 200 mm/ao; entre los 500 y 1,500 msnm, las precipitaciones llegan entre los 200 y 800 mm/ao y en la zona ubicada sobre los 1,500 msnm el promedio de precipitaciones pluviales es de 1,550 mm/ao. El clima de la zona de estudio de los distritos de Castilla, Piura y La Legua corresponde al tipo subtropical, seco y rido con caractersticas similares imperantes en las regiones desrticas donde la temperatura es templada en casi todo el ao, con una mnima que llega a los 18C y la mxima alcanza los 37C; con una precipitacin anual promedio de 250 mm. De acuerdo a la latitud en la que se encuentra gran parte del Per, sobre todo el Norte del Pas, corresponde a un pas tropical, con grandes precipitaciones, comparables a muchos lugares de Centroamrica y el Caribe, sin embargo la franja costera del Per se caracteriza por la poca precipitacin o ausencia de la misma.




En el caso de la Costa del Per, tenemos normalmente una condicin que no permite la formacin y crecimiento de nubes, debido a la inversin de la temperatura atmosfrica y a la atmsfera estable. La inversin de la temperatura ocurre a lo largo de la costa peruana a una altura de aproximadamente 700 a 1000 metros sobre el nivel el mar. El salto de la temperatura en la capa de inversin puede llegar a 15 C por debajo de la capa tropical, siendo raro los lugares del mundo que muestran esta inversin tan pronunciada. La inversin de la temperatura se debe a la temperatura baja del mar, los aires que estn en contacto con el mar toman su temperatura y por turbulencia se mezclan con otros aires que hasta aproximadamente los 1000 msnm, donde continan los aires tropicales. As, los aires por encima de los mil metros son tropicales, como los de cualquier pas tropical. La frialdad de las aguas del mar se debe a la presencia de la corriente de Humboldt y el afloramiento de la misma, debido a los vientos alisios y a la fuerza a efectos de la aceleracin de Coriolis a consecuencia de la rotacin de la tierra. Segn lo descrito, en condiciones normales la precipitacin en la ciudad de Piura debe ser escasa. Sin embargo, debido a que los vientos alisios invierten su flujo, se generan aguas calientes los cuales se desplazan en forma de onda hacia la costa sudamericana, propagndose hacia el sur y el norte, invadiendo con aguas calientes las costas del Per (lo que ocurre durante el Fenmeno El Nio). Sbitamente la Costa del Per, que tena una termoclina relativamente poco profunda y aguas fras aflorando a la superficie frente a la Costa, tiene una capa de agua caliente, bastante gruesa que impide el afloramiento de las aguas profundas y fras. Durante el Fenmeno El Nio intenso la profundidad de la termoclina frente a Piura sobrepasa los 200 m. y la temperatura superficial del mar sube hasta 13 C grados por encima de lo normal (anomala de 13 C), la inversin de la temperatura atmosfrica se rompe, la atmsfera se desestabiliza (el territorio peruano se tropicaliza) y ocurren lluvias tropicales. Basta la existencia de temperaturas de slo 2 C de anomala para definir la presencia del Fenmeno El Nio, aunque dbil.




FIGURA N 01 UBICACIN DE LA ZONA DE ESTUDIO

P.V CIUDAD DEL NIO

AA.HH LOS MEDANOS

AA.HH LAS PAMPASDE CASTILLA

AA.HH NUEVO

TALARITA

AA.HH LOS JARDINES

AA.HH NUEVO AMANECER

LAS MERCEDES

TACALA

URB. SAN ANTONIO

A.V LOS PINOS

AA.HH VILLA DEL NORTE

SAN FRANCISCO DE ASIS

AA.HH MADRE TERESA DE CALCUTA

MURO INGRESO CAMPO SOL

colegio

COLEGIO

FAP

AV ELARDO

QUIONE

S

COLEGIO

L OS MD

ANOS

AA.HH ALMIRANTE MIGUEL GRAU

AA.HH SAGRADO CORAZONDE JESUS

AA.HH LOS ALMENDROS

QU

EB

RA

DA

EL

GA

LLO

AA.HH NUEVO CASTILLA

I. ETAPA

AAA.HHH VALLE

QU

EB

RA

DA

EL

GA

LLO

DE LA ESPERANZA

AA.HH SAGRADO CORAZONDE JESUS AMPLIACIOND R E

N 1 3 0 8

AA.HH VILLA HERMOZA

SECTOR 4

SECTOR 5C.E

.I.

CAMARA

PASA

JE 1A

AREA VERDE

EDUCACION

AA.HH ALMIRANTE MIGUEL GRAU AMPLIACION

P.V CIUDAD DEL NIO AMPLIACION

NUEVO HORIZONTE

VALLE NUEV

A ESPERANZ

A

VALLE ESPERANZA

NUEVO HORIZONTE

LA PRIMAVERAETAPA III

LA PRIMAVERA I ETAPA SAN VALENTIN

SR. DE LOS MILAGROS

PEDRO RUIZ GALLO

FELIPE COSSIO DEL POMAR

TACALA

NUEVO PORVENIR

LA PRIMAVERA II ETAPA

COLEGIO

DE EDUC

ACION

PRIMARIA

COLEGIO

DE EDUC

ACION

SE CUND

ARIA

PRO NOEI

PRONOEI

VALLE ESPERANZA

II ETAPA

COLEGI

O DE E D

UCACION

S ECUND

ARIA C.E.I

COLE GIO MILITAR

AREA RESE

RVADA

PLANO:

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CASTILLA

SECTORES:

FECHA:

ESTIMACION DE RIESGOS DELSECTOR NOR ESTE DE CASTILLA

SECTOR 01, 02, 03

NOV. 2007 CASTILLA

DISTRITO: PROVINCIA: DEPARTAMENTO: LAMINA:

PIURA PIURA R - 01ESCALA:

APROBADO:

REVISADO:

PROYECTO:

CAD:

TOPOGRAFIA:

1/3,500

ANLOME

LEYENDA

DIRECCION DE FLUJOS DE AGUA

ACTIVACION QUEBRADAS

FORMACION DE CARCAVAS

LAGUNAMIENTOS

N 9 425 500

E

5

4

3

0

0

0

E

5

4

3

5

0

0

E

5

4

4

0

0

0

E

5

4

4

5

0

0

E

5

4

5

0

0

0

E

5

4

5

5

0

0

E

5

4

6

0

0

0

E

5

4

6

5

0

0

N 9 426 000

N 9 426 500

N 9 427 000

N 9 427 500

TRAMO DE LA CARRETERAPANAMERICANA A EVALUAR KM.

254+271 AL 251+220




3.4 FENOMENO EL NIO- FEN El Fenmeno El Nio (FEN), es un fenmeno natural de origen Ocano Atmosfrico, que afecta a casi todo el planeta, manifestndose con ms fuerza en el litoral del Pacfico Sur, en Australia e Indonesia. Entre los factores que originan el fenmeno y se intercalan entre s, tenemos: 9 El calentamiento de las aguas superficiales del mar, expresado en trminos de

anomalas, evala las temperaturas del mar. 9 ndice de Oscilacin del Sur (ENOS o ENSO), que expresa la diferencia de la presin

baromtrica entre Darwin (Australia) y Tahit (Polinesia). 9 La Influencia de la Zona de Convergencia Intertropical, que evala la perturbacin

tropical que se forman como resultado de la convergencia de los vientos alisios ecuatoriales de los hemisferios norte y sur, en las cercanas de la lnea ecuatorial.

9 La profundizacin de la Termoclina, que define el espesor del agua caliente en el mar.

3.4.1 REGISTRO HISTORICO DEL FENOMENO EL NIO El Fenmeno El Nio, segn historiadores, se presenta hace miles de aos en forma recurrente. A continuacin en el CUADRO N 01 se presenta el registro histrico del Fenmeno El Nio-Indice de Oscilacin del Sur (ENSO), determinado por investigaciones en zonas arqueolgicas (Fuente: PREDES, Octubre, 1994, citado por Mallqui J. (1999)). Por otro lado, en el CUADRO N 02 se tiene el registro histrico del Fenmeno El Nio en el Per, para los ltimos 500 aos.

CUADRO N 01

REGISTRO HISTORICO DEL FENOMENO EL NIO DETERMINADO POR INVESTIGACIONES ARQUEOLGICAS




CUADRO N 02: REGISTRO HISTORICO DEL FENOMENO EL NIO EN EL PERU 3.4.2 FENOMENO EL NIO 1982 1983 La ocurrencia del Fenmeno El Nio 1982-1983, demostr que los conocimientos acerca del fenmeno eran an insuficientes, las experiencias con los anteriores fenmenos haba permitido elaborar teoras sobre la prediccin de dicho fenmeno, sin embargo estos no fueron capaces de predecir el Fenmeno El Nio de 1983.




La caracterstica particular de este fenmeno ha sido la elevacin brusca de la Temperatura Superficial en el Mar (TSM), en un tiempo corto. En el mes de Setiembre de 1982 se observ un calentamiento a lo largo de la costa con anomalas de 2C. En enero de 1983 se observ temperaturas entre 26 C y 29 C, que se extendieron hasta la latitud 14 S, significando anomalas del orden de 7 C, como promedio. Las temperaturas en el mes de Junio de 1983 muestran ausencia de afloramiento, con anomalas de 6 C como promedio. En el mes de Setiembre de 1983 se empieza a notar el efecto del afloramiento costero, inicindose el descenso progresivo de la Temperatura Superficial del Mar. La influencia de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) activada con el aporte energtico del calentamiento del ocano fue notable a partir del mes de Octubre de 1982, permaneciendo constante hasta el mes de abril de 1983, en una posicin al sur de la lnea ecuatorial y con una bifurcacin, creando perturbaciones semipermanentes, que dieron lugar a la presencia de nubes activas ubicadas a lo largo de toda la costa hasta los 6S. Entre el 16 y 18 de Mayo de 1983, se formaron flujos de viento con circulacin (vrtices) a 1,600 Km. de Piura y Tumbes, proveniente desde Norte y Noroeste, siguiendo una trayectoria Sureste, cruzando hacia el Hemisferio Sur, condicin que origin las bravezas en el mar. As mismo, se dio la formacin de una banda intertropical nubosa, con la liberacin de energa en forma lluvias, rfagas, truenos y relmpagos. Durante el Fenmeno El Nio de 1983, se hizo evidente el debilitamiento del Anticicln del Sur, a travs del cambio de direccin de los vientos alisios; se incrementaron las caractersticas trmicas del mar, generando una atmsfera inestable en nuestra costa norte con nubes tipo Cmulus que producen precipitaciones intensas que duraron hasta el mes de Junio de 1983. Por otro lado, adems de las condiciones ocenico-atmosfricas del Pacfico, la distribucin de las lluvias en la Costa Norte del Per fueron influenciadas por factores de menor escala (locales), tal como las brisas originadas entre mar y tierra y las brisas producidas en las laderas de las montaas que, durante el da inician un movimiento del mar hacia la tierra y de la parte baja hacia la parte alta de la montaa, lo que posiblemente diera lugar que las lluvias se den al anochecer. Tal es as, en Piura las lluvias en el Fenmeno de 1983, se dieron entre las 7:00 pm y las 7:00 am del da siguiente. Estas lluvias se concentraron en las laderas hacia donde soplan los vientos (Chulucanas, Morropn) relevando la importancia de las brisas cuando los Alisios se debilitan. 3.4.3 FENOMENO EL NIO 1997 1998 El calentamiento del mar peruano fue observado desde mediados de la primavera de 1996, ingresando a las costas peruanas en enero de 1997, con el desplazamiento de las aguas subtropicales, de Sur a Norte. La presencia de esta agua increment la Temperatura Superficial del Mar Peruano en 2 C por encima de lo normal. El mar peruano, de marzo a julio, fue afectado adems por el avance de aguas ecuatoriales, fortaleciendo las condiciones del ndice de Oscilacin del Sur ENSO, registrndose anomalas positivas de agua de mar hasta de 6 C. Sobre la superficie del mar peruano, de Agosto a mediados de Setiembre continu la presencia de aguas clidas, mantenindose las anomalas positivas en la parte Norte y Central, disminuyendo en el Sur, debido a un receso temporal de algunos fenmenos atmosfricos.




De noviembre a enero, la Temperatura Superficial del Mar se increment significativamente, lo que ocasion que en el Litoral Peruano se presenten anomalas hasta de 8 C. En febrero las anomalas se mantuvieron. El Fenmeno El Nio 1997-1998, se ha visto favorecido debido a que el Anticicln del Pacfico Sur, asociada a los vientos alisios; desde marzo de 1997 present una intensidad inferior a lo normal, desplazndose al Sur Oeste de su posicin normal que genera un debilitamiento de los vientos alisios, entre 0 y 10 S, y una situacin favorable para el cambio de direccin de los vientos de la atmsfera en los niveles medios. La Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), en gran parte del ao 1997 se ha mantenido intensificada y desplazada en 3 a 5 al Sur de su posicin normal, la mayor intensidad se inicia a mediados de noviembre, coincidiendo con el inicio de las precipitaciones que se registraron en la Costa Norte del Pas. Espordicamente en febrero de 1998, la ZCIT se desplaz a los 10 S ocasionando lluvias hasta la Costa Central.

IV. FASE DE CAMPO Y GABINETE

Se realiz el reconocimiento de campo al lugar del proyecto el da 05/02/2011, con la finalidad de verificar la disposicin de las obras de cruce en la Carretera Panamericana Norte, tramo Km. 254+271 al Km. 251+220. De acuerdo al Estudio del Mapa de Peligros de la ciudad de Piura, la zona de estudio se caracteriza por localizarse en una zona denominada cuenca ciega, con influencia de la quebrada del Gallo, considerada de Muy Alto Peligro, dado que constituye el principal Dren de varios Asentamientos Humanos y se activa rpidamente frente a lluvias de menor intensidad. Es por ello, que el presente Estudio Hidrolgico, considera la determinacin de las mximas avenidas, y por ende en el caudal de diseo necesario para el acondicionamiento de las obras de drenaje del Proyecto; con la finalidad de minimizar la vulnerabilidad y que el nivel de riesgo baje. El Proyecto contempla la ampliacin de la Carretera Panamericana Norte, tramo 05/02/2011, existiendo en dicho tramo tres (03) alcantarillas de cruce. La visita de inspeccin, sirvi para complementar informacin que se requiere en el modelamiento hidrolgico y la recoleccin de informacin de las caractersticas fisiogrficas en la zona de estudio. En dichas inspecciones oculares se constataron las caractersticas de los suelos, geomorfologa, agrologa y rugosidades. En el aspecto hidrolgico, adems de realizar las visitas de reconocimiento en las zonas que intercepta la quebrada El Gallo (Drenaje y cauces) con la carretera Panamericana Norte, se realizaron labores complementarias en gabinete como: ubicacin, procesamiento y generacin de las precipitaciones mximas diarias para diferentes periodos de retorno con los datos de las estaciones pluviomtricas e hidromtricas en el mbito de la cuenca; asimismo, se procedi a la delimitacin de las principales subcuencas de aporte al curso principal y obtencin de los parmetros fisiogrficos de dichas subcuencas como: rea, permetro, factor forma, pendiente, densidad de drenaje, etc. La informacin que se toma en periodos cortos es til porque permite calibrar algunas de las frmulas que se emplean en el estudio o porque sirve para comprobar en las etapas




avanzadas del proyecto las suposiciones iniciales que resultan de la escasez de la informacin bsica preliminar. La recoleccin de informacin incluy, adems, del levantamiento topogrfico de los cauces existentes, la informacin geolgica y geotcnica existente de la zona, que a continuacin se describe.

V. GEOLOGA Y GEOTCNIA

5.1 GEODINMICA EXTERNA La geodinmica externa comprende la evaluacin de los efectos de las fuerzas naturales generadas por la transformacin de la superficie terrestre a causa de la accin pluvial, accin martima y accin elica. En la regin Piura los procesos de mayor actividad relacionados a la geodinmica externa, corresponden a los procesos de erosin e inundacin de las zonas depresivas durante los periodos extraordinarios de lluvias, relacionadas directamente con el Fenmeno El Nio. La actividad pluvial en las ciudades de Castilla, Piura y La Legua en condiciones normales no causa mayor dao o trastorno. Sin embargo, en eventos extraordinarios como el Fenmeno El Nio se producen grandes daos en la ciudad y zonas adyacentes, debido a las intensas precipitaciones y a la velocidad de las aguas de escorrenta, por lo que se ve la necesidad de analizar algunos antecedentes del Fenmeno El Nio. En el ao 1983 las lluvias que se presentaron fueron muy fuertes y prolongadas, afectando varios sectores de las ciudades, formndose Lagunas en zonas topogrficamente deprimidas. Tambin se presentaron corrientes de aguas superficiales a manera de quebrada que erosionaron las calles, afectando las viviendas las que destruyeron en forma parcial y total Al igual que el ao 1983 en el ao 1998 estas ciudades se vieron afectadas por la accin pluvial, inundndose las zonas topogrficamente deprimidas, formndose Lagunas con escasa posibilidades de ser drenadas. El rea central de la ciudad de Castilla se vio afectada hasta en dos oportunidades por la accin pluvial y por la crecida del Ro Piura, que no permiti la evacuacin de las aguas pluviales hacia su cauce. El sistema vial se vio igualmente afectado, erosionndose las vas que no se encuentran pavimentadas, formndose cangrejeras.

5.2 ESTRATIGRAFA La geologa del Medio y Bajo Piura est formada por aluviones cuaternarios, estando conformado dicho aluvin por arena fina, limo, arcilla y algo de grava. Dichos depsitos aluviales estn sustentados por arena, limo y arcilla de origen marino (formacin Zapallal Mioceno). Las dunas de los terrenos ridos del desierto de Sechura que son de origen elico, penetran en el valle Bajo Piura por accin de los vientos del Sur y del Sur-Este. Es por esta razn que en muchos casos se observa dunas dentro del valle del Bajo Piura.




5.2.1 DEPSITOS ALUVIALES Constituyen las antiguas llanuras aluviales o deltas de los cursos fluviales que bajan de la Cordillera Occidental, como efectos de la desglaciacin pleistocnica, siendo los ms importantes, los Ros Piura y Cascajal los cuales vertieron sus materiales en la depresin para-andina. Estos depsitos, tienen gran extensin en el rea de estudio, correspondiendo a la acumulacin en forma de una cobertura a lo largo de los valles y llanuras inundadas por las corrientes fluvitiles, as como abanicos. Los cursos fluvitiles, tienen su origen en la cordillera occidental, formando las cuencas de los Ros Piura y Chira, en donde los depsitos aluviales se han extendido a lo largo y ancho de sus valles y sus afluentes en la parte baja, forman abanicos y llanura de inundaciones. Los depsitos aluviales pueden clasificarse en antiguos y recientes. 5.2.1.1 Depsitos aluviales antiguos Estn formando terrazas y llanuras que se ubican un tanto alejadas del curso actual, tanto ms si son ms antiguos. Estos depsitos se exponen en forma discontinua, en parte por encontrarse cubiertos por arena elica. La litologa predominante es constituida por un conglomerado inconsolidado, con rodados de cuarcitas, volcnicos y rocas intrusivas, provenientes de la Cordillera Occidental. 5.2.1.2 Depsitos aluviales recientes Los materiales son similares a los recientes, es decir, conglomerados, arenas, arcillas, pero con espesores que pueden sobrepasar los 10.0 m., teniendo una estratificacin lenticular y en algunos lugares laminados. Estn constituyendo el relleno de los actuales cauces, por donde discurren las corrientes fluvitiles. Son conglomerados y arenas que decrecen en tamao, desde las partes altas hasta la desembocadura donde el predominio es de arenas y limos. Los depsitos aluviales recientes forman gran parte del casco urbano principal de las ciudades de Piura y Castilla. 5.2.2 DEPSITOS ELICOS Estn constituidos por acumulaciones de arena acarreadas por el viento y que en grandes extensiones del rea de estudio, cubren a los tablazos, y a secuencias terciarias y/o ms antiguas. La direccin de acarrero, es la direccin del viento, de Sur Oeste a Nor Este acumulndose en los flancos occidentales de las estribaciones de los Amotapes. La principal fuente de sedimentos se encuentra al Suroeste, en el desierto de Sechura, de donde fluyen corrientes elicas, formando en partes corredores de dunas en movimiento. Los depsitos elicos pueden ser antiguos o recientes. 5.2.2.1 Depsitos elicos antiguos Los depsitos elicos antiguos, se encuentran acumulados en diferentes puntos del rea de estudio y forman gruesos mantos de arena acarreada por el viento pobremente diagenizados, los que morfolgicamente, forman colinas que estn disectadas por una




red fluvial dendrtica muy caracterstica de la regin. Estn fijados por arbustos, lo que diferencia de los mantos elicos recientes. 5.2.2.2 Depsitos elicos recientes Los depsitos elicos recientes, son de gran importancia en la zona estudiada, si se tiene en cuenta la magnitud de su evolucin y propagacin regional; constituyen barcanes en movimiento, dunas gigantes o mantos delgados de arena. En algunos lugares, la migracin de los barcanes es retardada por la humedad del terreno, ya que una parte de las arenas se fusionan y se colmaban sobre un terreno hmedo y salobre. Las arenas que logran pasar estos obstculos, son detenidos por la vegetacin de los valles, y en algunos casos, forman barcanes o cerros de arena fsil.

5.3 ASPECTOS DE INGENIERIA GEOLOGICA Se analiza el impacto generado por accin de fenmenos de geodinmica interna (sismos) y de geodinmica externa (desbordes, precipitaciones pluviales, erosin por la accin pluvial, hinchamiento y contraccin del suelo, accin elica y arenamiento) en la cuenca del ro Piura identificando los sectores de las cuencas que podran ser afectados por cada uno de los peligros naturales identificados. Todos estos procedimientos de evaluacin geodinmica permitieron identificar peligros a nivel regional de la cuenca del Ro Piura en base a las siguientes variables tipo de suelos, uso del suelo, escorrenta superficial, pendiente, cobertura vegetal, capacidad de uso mayor del suelo, uso actual del suelo, geomorfologa, precipitacin media y geologa. Entre los aos 1982 y 1983, as como entre 1997 y 1998 (y en otros aos de perodos lluviosos extraordinarios), las cuencas de los Ros Chira y Piura fueron afectadas por las intensas precipitaciones generadas por el Fenmeno El Nio, uno de los eventos climatolgicos ms intensos que han afectado al territorio Norte peruano en el presente siglo; causando destruccin y muerte, afectando la economa del pas, cuyo producto interno descendi hasta 13%. La Regin Grau, donde se ubican las cuencas, fueron las ms afectadas por la presencia del fenmeno de El Nio, debido a su cercana a la lnea ecuatorial. La presencia de fenmenos de geodinmica externa se acenta en los meses de enero a abril, coincidiendo con las mayores precipitaciones pluviales en las cuencas altas y medias, que se tradujeron en el aumento de las descargas de los ros Chira y Piura y sus principales tributarios. Durante estos meses se produce gran arrastre de sedimentos de la parte alta a la baja tanto de los valles principales como en sus tributarios, generando fenmenos de erosin de riberas, desbordes e inundaciones que afectan obras de infraestructura de riego (regulacin y captacin), vial, terrenos de cultivo y muchas veces a centros poblados. Fenmenos de inestabilidad de taludes, aunque de baja magnitud, se localizan en los tramos encaonados de los valles. Ocurren deslizamientos, derrumbes, flujos de lodo, etc., por accin natural o artificial, incentivados por las fuertes precipitaciones en las zonas altas. Huaycos se presentan en las quebradas de fuerte pendiente y corto recorrido, asociados a deslizamientos y derrumbes. El fenmeno de arenamiento tambin es de gran incidencia en las cuencas, cubriendo grandes extensiones en la planicie costanera.




Los procesos de geodinmica externa que tienen lugar en nuestro pas constituyen un serio problema para nuestro normal desarrollo, que se traducen de una morfologa sumamente accidentada que muestra nuestro territorio, con variadas condiciones climticas y geolgicas, que en suma predisponen la frecuente ocurrencia de dichos fenmenos. Dentro de este panorama se analizan a continuacin los factores que contribuyen a incentivar su activacin. El principal fenmeno de geodinmica externa que afecta a las cuencas es la inundacin de riberas, se tienen referencias de su ocurrencia desde la poca de la Colonia, con mayor incidencia en las cuencas bajas, sobre todo en la zona de las planicies costanera conocida como Desierto de Sechura. El Fenmeno El Nio, principal causante de las inundaciones, es un fenmeno oceanogrfico controlado y/o incentivado por la atmsfera que se presenta con intervalos de 5 a 16 aos. Se manifiesta con la presencia de aguas muy clidas frente al litoral, lluvias torrenciales y el colapso del ecosistema marino. La evaluacin de las descargas anuales del ro Piura para 1925 lo calcula haciendo uso de una ecuacin de regresin lineal en base a los datos que la Direccin de Aguas registra para el ao 1926 (3,363 millones de m3) en 6,000 millones de m3 que comparado con el registro de 1983 (11,153 millones de Enero a Junio), obtiene una relacin de 2 a 1 entre 1983 y 1925. Woodman12 concluye que entre 1791 y 1924 se han registrado perodos lluviosos mayores a los de 1925 y sin ninguna comparacin con los de 1983 e indica que no existe por tradicin oral o descrita algn indicio que haya habido otra lluvia de la magnitud de la de 1983 en los 450 aos de historia de Piura. Si se considera que el promedio de precipitacin anual de Piura incluyendo las copiosas lluvias de 1972, es de aproximadamente 50 mm.; las lluvias de 1983 fueron alrededor de 50 veces ms intensas que su valor promedio, indicndonos con esto que Piura considerada como una de las regiones ms desrticas del globo pas a tener lluvias torrenciales como slo se dan en las regiones ms trridas. Este fenmeno de gran importancia en la cuenca ocurre sobre todo en el rea del Medio y Bajo Piura y tiende a afectar a las zonas planas de la cuenca constituida en gran parte por tablazos marinos y que en el sector oriental de la planicie costanera se hallan cubiertos por un potente depsito elico y reas planas depresionadas. En el Sector del Bajo Piura, por lo datos obtenidos en los trabajos de campo, gabinete y antecedentes histricos, se establece que las reas cuya cota se halla debajo de los 25 msnm, con relacin a las lluvias que general el Fenmeno El Nio tienden a inundarse, formando una gran Laguna que comprende las reas de Bernal a Bocana San Pedro, Sector del litoral entre Bocana San Pedro y Parachique y las Lagunas Ramn y apique y la Depresin de Ramn-Estuario Virril donde sobresalen como islas las reas que sobrepasan esta altitud. Depresiones como en la ciudad de Piura, el tramo adyacente a las carreteras: Piura-Sullana, Piura-El Sesenta y cinco, Piura-Paita; reas: Catacaos-La Arena, Chulucanas, etc., son afectadas por las inundaciones que provocan las fuertes lluvias generadas por el Fenmeno de El Nio. Otra causa es la existencia de tierras bajas aledaas al cauce del ro, tal como ocurre en el Sector comprendido entre Monte Castillo y la desembocadura del Ro Piura Viejo, en el Sector de la Laguna Ramn donde se han tenido que construir defensas ribereas que




tienden a reducir su vida til debido a la constante sedimentacin del ro y a su escasa gradiente. La erosin de riberas es un fenmeno que se presenta en mayor o menor grado de intensidad en las planicies a lo largo de los Ros Chira y Piura. Las principales causas de su ocurrencia son el incremento brusco de sus descargas en cada temporada de lluvias y las variaciones de su dinmica fluvial. La erosin tiende a afectar a las riberas naturales y en algunos casos a riberas formadas por rellenos artificiales (plataforma de carreteras, canales, etc.). La destruccin se produce, adems del efecto de la accin hidrulica, por el impacto en las mrgenes de los slidos y sedimentos que arrastran; los que causan daos a las obras de infraestructura vial y agrcola (carreteras, tomas, etc.), campos de cultivo y viviendas que se ubican en las riberas. La ubicacin de fenmenos de geodinmica externa, sealan reas afectadas por este proceso, entre las que destacan El Sector del Chipe (margen derecha del Ro Piura) en la ciudad de Piura, rea de Curumuy (Medio Piura), Sector de Tambogrande, rea del Puente apique (Chulucanas), Tramo Puente Morropn-Serrn, Sector de San Pedro (margen izquierda del Ro San Jorge), rea de Hualcas (margen derecha del Ro Chignia), rea de Afiladera (Ro Pusmalca-Sector Canchaque). El huayco es un fenmeno que se localiza en las cuencas altas del Ro Chira y Pura y sus principales afluentes, por lo general sus efectos adems de ser locales generan otras situaciones de riesgo tales como: represamientos momentneos, inundaciones, erosin de riberas y desvos del cauce del ro, afectando considerablemente a las obras de infraestructura vial (carreteras, puentes, etc.), campos de cultivo, centros poblados aledaos, etc. De acuerdo a su frecuencia de ocurrencia, existen dos tipos de huaycos: unos, los peridicos ocurren generalmente en los meses lluviosos (Enero a Abril), y los otros ocasionales que se presentan eventualmente en las pocas de precipitaciones excepcionales como ocurre con la aparicin del Fenmeno El Nio. Las variables que determinan la ocurrencia de huaycos en las cuencas son: precipitaciones pluviales intensas, presencia de grandes masas de materiales sueltos en las vertientes y lecho de las quebradas, fuertes pendientes tanto de las quebradas como de los terrenos.

5.4 GEOLOGIA LOCAL 5.4.1 GENERALIDADES Desde el punto de vista de la seguridad fsica de las ciudades, se tiene estudios antecedentes tales como la tesis Microzonificacin para la Prevencin y Mitigacin de Desastres de la Ciudad de Piura y Castilla, patrocinada por la Universidad Nacional de Ingeniera y Facultad de Ingeniera Civil. As mismo la escuela de Ingeniera Geolgica de la Universidad Nacional de Piura (UNP) tiene un Banco de estudios de Mecnica de Suelos y Geotcnicos, realizados en los ltimos aos, entre los que destacan: Estudio Geotcnico y de Mecnica de Suelos para la construccin de la Va de Evitamiento de la Ciudad de Piura a solicitud de la Empresa S & Z, Estudio de Mecnica de Suelos para la Construccin del Camal ecolgico de Piura




a solicitud de la Municipalidad de Piura, Estudio geotcnico y de Mecnica de Suelos para la construccin de la Villa Hermosa Kurt Beer, entre otros. 5.4.2 GEOMORFOLOGIA La regin donde se ubica el rea de estudio se encuentra en la depresin Para-Andina, limitada por la lnea de Costa Pacfica al Oeste y las estribaciones de la Cordillera Occidental al Este, en donde se observan fallas de tipo normal. La depresin se encuentra rellenada por materiales de diferente composicin, formando canteras de arcillas, arenas de origen aluvial, elico marino, las que actualmente conforman la llanura costanera, en la que se observan pequeas depresiones y colinas y que en pocas de grandes avenidas las primeras son inundadas. El rea de estudio presenta una fisiografa relativamente ondulada, con depresiones (Ro Piura) y paleocauces de la ciudad de Piura (Quebrada Los Pajaritos, Dren Sullana- Pachitea) de igual modo con paleocauces de la ciudad de Castilla ( El Indio, quebrada El Gallo y Ramal El Gallo). Tambin se observan colinas o elevaciones representadas por dunas de origen elico (Sector de Santa Mara del Pinar, Vics, en la ciudad de Piura, Lagunas de oxidacin El Indio en la ciudad de Castilla), en algunos sectores presenta un relieve relativamente plano con elevaciones hacia el Norte de Piura en Los Ejidos y Sur de Piura en La Legua. El rea de estudio corresponde a la denominacin de llanura formada por un relleno sedimentario cuaternario aluvial la que cubre unidades de edad ms antigua y hacia el sur a su vez cubiertas por depsitos elicos de edad reciente. Los suelos que afloran en la zona de estudio corresponden a depsitos cuaternarios recientes. La cota ms baja se presenta en la zona Sur-Oeste de las ciudades de Piura (Laguna Coscomba y Santa Julia) y Castilla (Zona de entrega de la quebrada el Gallo), en donde en promedio se tiene de 26.00 msnm a 28.0 msnm y la cota ms alta se presenta en la zona Nor-Este de las ciudades con un valor promedio igual a 40.0 msnm; lo que determina la existencia de un desnivel predominante en direccin Nor-Este a Sur-Oeste, que condiciona la orientacin del flujo de agua por escorrenta superficial en pocas del Fenmeno El Nio. En estas circunstancias, la Laguna Santa Julia es el principal receptor de las aguas de escorrenta superficial originadas por las intensas lluvias, ms an si se toma en cuenta, que el sistema de drenaje pluvial existente descarga sus agua haca esta zona. La morfologa del terreno de tipo plana y ondulada, condiciona que en reas aisladas de la ciudad y alrededores, se presenten depresiones que constituyen zonas de natural encharcamiento del agua procedente de lluvia y que generalmente son los que provocan las mayores molestias y peligros para la ciudad. Tomando en cuenta la informacin topogrfica del rea de estudio, en el PLANO N 06 se presenta el relieve topogrfico local, indicando a travs de coloraciones diversas, cuales son aquellas reas que se encuentran en las zonas ms bajas, cuales forman depresiones y los puntos ms altos desde los cuales la escorrenta superficial se dirige haca aguas abajo para terminar en el rea Sur-Oeste de la ciudad. La informacin de este plano, permite concluir que las aguas de escorrenta superficial producidas por las lluvias, siguen una direccin predominante de Nor-Este a Sur-Oeste y terminan desaguando en la zona Sur mas baja de las ciudades de Piura y Castilla (Laguna Santa Julia, Laguna Coscomba en Piura y Entrega de quebrada El Gallo en Castilla); sin embargo, es fcil notar que sobre la superficie horizontal en la cual se




asienta las ciudades de Piura y Castilla, tambin se encuentran ondulaciones y depresiones aisladas por debajo de una cota promedio que constituyen zonas de cotas topogrficas ms bajas y cuencas ciegas donde el agua de lluvia puede quedar almacenada por largo tiempo. Esta configuracin da lugar a que en zonas de cotas altas (40.0 msnm) tambin existan depresiones aisladas y que constituyen cuencas ciegas en donde el agua de lluvia puede quedar almacenada y resulta ser una Zona de Peligro Alto. 5.4.3 ESTRATIGRAFIA Geolgicamente el rea de estudio se encuentra cubierta en parte por depsitos de origen aluvial, fluvial y elico de edad cuaternario reciente. Por debajo de estos, depsitos cuaternarios mas antiguos de edad Pleistocnica de naturaleza Lagunar y tablazos y elica, que suprayacen a rocas de edad Terciaria correspondientes a la formacin Zapallal, representado por intercalaciones de areniscas y argilitas con restos de agregados calcreos. a) Formacin Zapallal (Ts-Za) La formacin Zapallal en la ciudad de Piura y Castilla muestra evidencias de una deposicin de aguas someras, por sus caractersticas litolgicas se deduce que existi variacin de facies, desde ambientes nerticos en el Oeste hasta semicontinentales al Este (Ruegg y Naranjo 1970). Se ha evidenciado rocas tipo areniscas intercaladas con argilitas en el sector de la Represa Los Ejidos (Estribo derecho), en las inmediaciones del Cuartel El Chipe, Puente Cceres, Puente Snchez Cerro, Puente Bolognesi (Margen derecha e izquierda del Ro Piura) as como en los sectores de Chapayra, El Indio (Lagunas de oxidacin) y Tacal (Lagunas de oxidacin) donde se han observado Diatomitas, Bivalvos y otros agregados calcreos diagenizados. b) Depsitos cuaternarios antiguos Pleistocenicos b.1) Depsitos Aluviales (Qr-al) Se les encuentra en el curso inferior del Ro Piura y en ambas mrgenes; en forma discontinua, en parte cubiertos por arena elica. Por su litologa estn constituidos por material conglomerdico inconsolidado, con cantos rodados de cuarcitas, rocas volcnicas y rocas intrusivas provenientes de la cordillera occidental. b.2) Depsitos Lagunares (Qr-al) Se les encuentra en el sector Nor-Este y Sur-Oeste de la ciudad de Piura; en forma discontinua, en parte cubiertos por arena elica. Por su litologa estn constituidos por arcillas plsticas de colores gris oscuro y marrn oscuro y a veces morados por la presencia de carbonatos y diatomitas, ubicadas en el sector de la margen derecha de la Quebrada Pajaritos, Laguna Coscomba, Parque Kurt Berr, Villa Per Canad, Laguna Negra y AA.HH. La Esperanza. Asimismo se observa en la ciudad de Castilla en los sectores de Chiclayito y la Urbanizacin Miraflores.




c) Depsitos Recientes c.1) Depsitos Eluviales (Qr-el) Se les localiza en los afloramientos existentes de los rocas terciarias de la formacin Zapallal, en los flancos y laderas de los cerros como parte de la meteorizacin de rocas preexistentes, constituidos por materiales arenas y arcillas y fragmentos calcreos, poco consolidados, con una matriz areniscosa a limo-arcillosa, cuya composicin vara de acuerdo al terreno de donde provienen. c.2) Depsitos Fluviales (Qr-fl) Se hallan acumulados en el fondo y mrgenes de los cursos fluviales, paleocauces (Quebrada Los Pajaritos, Dren Sullana en Piura, Quebrada el Gallo y Ramal El Gallo en Castilla) y estn constituidos por arenas sueltas y materiales limo arcillosos. Tienen su mayor amplitud en las zonas de valle y llanura; los depsitos ms importantes se hallan en el Ro Piura. c.3) Depsitos Aluviales (Qr-al) Se ubican en la zona de estudio en el cauce y en los paleocauces de las mrgenes derecha e izquierda del Ro Piura y son subdivididos como recientes, representados en un 90 % aproximadamente por arenas de grano fino mal graduadas (SP) y arenas limosas (SM) y 10% de arenas arcillosas (SC), arcillas arenosas y arcillas (CL) de baja compacidad y resistencia. Los depsitos cuaternarios aluviales antiguos, representados por arcillas arenosas (SC). c.4) Depsitos Elicos (Qr-e) Cubriendo a formaciones Terciarias y aluviales cuaternarios, se observan depsitos elicos constituidos por acumulaciones de arenas mal graduadas (SP) acarreadas por el viento de direccin Sur-Oeste a Nor-Este y se ubican mayormente en los sectores de San Martn (Sur-Oeste de Piura), Santa Mara del Pinar, Vics (sector Norte de Piura), Los Algarrobos, Bello Horizonte, Las Dalias, Los Molinos y otros (Sector Nor-Este de Piura), as mismo en la ciudad de Castilla en el AA.HH. El Indio. 5.4.4 ACTIVIDAD GEODINAMICA EXTERNA De los procesos fsico-geolgicos contemporneos de la geodinmica externa, la mayor actividad corresponde a los procesos de meteorizacin y denudacin, inundaciones y accin erosiva de las aguas. La zona de estudio se caracteriza por presentar una configuracin topogrfica, en general, poco accidentada con depresiones y colinas en el cauce y mrgenes derecha e izquierda del Ro Piura; siendo de relieve moderado a plano, con pendiente descendente hacia el Sur-Oeste. Los fenmenos indicados obedecen a procesos de geodinmica externa, generado por factores hidrolgicos y agudizados especialmente durante la ocurrencia del Fenmeno El Nio. Los factores que influyen en los fenmenos geolgicos mencionados son: las precipitaciones pluviales, filtraciones, la erosin lateral y por el fondo debido al flujo de agua del Ro Piura, procesos de sedimentacin a largo plazo en el cauce del Ro Piura y el transporte elico.




Los fenmenos de geodinmica externa afectan en general al rea de estudio y zonas adyacentes en pocas de intensas precipitaciones pluviales; siendo el principal la inundacin y erosin que afectarn eventualmente las instalaciones durante los perodos de ocurrencia de los mismos, caso del Fenmeno El Nio que es de carcter cclico y de perodo de recurrencia de 11 a 12 aos de promedio; aunque no siempre de la misma intensidad por lo que en el diseo de infraestructuras debe de considerarse un drenaje adecuado. En el rea de estudio se debe tener en cuenta la accin erosiva de las aguas que discurren por los sectores depresivos (Ro Piura, Quebrada Pajaritos, Quebrada El Gallo y Quebrada Ramal El Gallo y otras quebradas menores) en periodos de intensa precipitacin pluvial, produciendo inundaciones en el rea de estudio (Sector Ignacio Merino, El Chilcal, Dren Sullana en Piura y El Cortijo, Chiclayito, El Indio en la ciudad de Castilla) cuando se incrementa el caudal durante periodos de lluvias intensas relacionadas con el Fenmeno El Nio. Un segundo fenmeno, es el de migracin de arenas elicas, especialmente en el sector en que se ubican los depsitos elicos. El fenmeno de mayor importancia, sin duda es el de las inundaciones por encharcamiento del agua de lluvia que se producen en las depresiones y las inundaciones por escorrenta superficial a travs de cauces antiguos y que slo se activan en presencia de lluvias, como es el caso mas representativo de los paleocacuces a lo largo del Dren Sullana y la Quebrada Pajaritos en la ciudad de Piura y las quebradas El Gallo y Ramal El Gallo en la ciudad de Castilla. Las inundaciones por desborde del Ro Piura, no se producen en el tramo que cruza la ciudad debido a la presencia de obras de encauzamiento, conformadas por diques de tierra y muros de concreto que han confinado totalmente el flujo de agua para caudales de hasta 4,500 m3/s; sin embargo, ya se ha empezado a observar serios indicios de arenamiento y sedimentacin a lo largo del cauce que provienen desde aguas abajo y siguen en gradual retroceso haca las ciudades de Piura y Castilla, que a largo plazo han de reducir la seccin del ro y por consecuencia la capacidad de conduccin, por lo que al futuro es previsible que las obras existentes sean rebasadas y pueda producirse inundacin por desborde del Ro Piura en sectores especficos de la ciudad. El mayor proceso de arenamiento del cauce del Ro Piura se presenta desde el Puente Miguel Grau hasta aproximadamente la mitad del tramo entre dicho puente y el Puente Bolognesi. A lo largo del cauce del Ro Piura se producen adicionalmente intensos procesos de erosin lateral y por el fondo (socavacin) que actualmente no genera riesgo para la ciudad debido a las obras de encauzamiento existentes y a la baja vulnerabilidad ante estos fenmenos de las obras asentadas sobre el cauce del Ro Piura, tal como es el caso especfico de los puentes y que se encuentran cimentados por debajo del nivel mximo de socavacin esperado. En el tramo del Ro Piura comprendido entre el Puente Cceres y el Puente Bolognesi, ocurren los ms intensos procesos de erosin por el fondo (socavacin) debido al estrechamiento del cauce natural del ro por las obras de encauzamiento existentes. Aguas arriba del Puente Cceres y aguas abajo del Puente Bolognesi la socavacin es menor y la erosin marginal es la de mayor importancia; especialmente sobre aquellas reas que se encuentran protegidas solo con diques de tierra y sin revestimiento contra la erosin.




El nivel fretico en el subsuelo de la ciudad de Piura y Castilla en pocas normales y sin la presencia del Fenmeno El Nio se encuentra en algunos sectores crticos a no menos de 3.0 m. a 5.0 m., pero durante la ocurrencia de lluvias extraordinarias y el Fenmeno El Nio puede llegar a aflorar en superficie en gran parte de la ciudad, debido a los procesos de inundacin que se dan en forma general en la zona plana del rea de estudio y que son ms intensos en las reas deprimidas. En las reas que se ubican por debajo de la cota 30.0 msnm aproximadamente, las cuales se encuentran en la zona Sur-Oeste, se produce inundacin profunda en los sectores ms deprimidos y superficial en el resto del rea. En las reas que quedan por encima de la cota 30.0 msnm slo se presentan inundaciones superficiales y profundas en aquellas zonas especficas que constituyen depresiones aisladas o paleocauces, en las cuales el agua de lluvia queda estancada o tiene un drenaje natural por sus caractersticas topogrficas; en el resto del rea, las inundaciones por lluvias intensas no tienen mayor relevancia. Por consecuencia, durante la ocurrencia de lluvias extraordinarias y/o el Fenmeno El Nio el nivel fretico en el subsuelo de la ciudad de Piura se puede encontrar a una profundidad no ms all de 1.0 m. en los sectores crticos antes mencionados. Ante la ocurrencia simultnea de lluvias extraordinarias producidas en aos hidrolgicos normales o durante la ocurrencia del Fenmeno El Nio (Periodo de retorno de 10 a 15 aos) y un sismo con un periodo de retorno de 500 aos (Aceleracin horizontal mxima de 0.45g) existe la posibilidad de licuacin de suelos en el rea de inters en aquellas zonas que han quedado inundadas profundamente en forma temporal y por las lluvias extraordinarias, debido a que la napa fretica se elevara hasta colocarse muy cerca de la superficie del terreno (De 1.0 m. a 2.0 m.) y por la presencia de suelos arenoso finos de gradacin uniforme y estado de compacidad Muy Suelto (Nmero de golpes del ensayo SPT menor a 7). Esta situacin de desastre ha quedado evidenciada que puede darse plenamente, tomando en cuenta el evento ocurrido entre los das 12 a 15 de Febrero del 2009. Entre las noches de los das 12 al 13 de Febrero del 2009, cay sobre la ciudad de Piura una lluvia extraordinaria no originada por el Fenmeno El Nio de un total de 10.3 mm. Este lluvia fue medida en la estacin meteorolgica del Proyecto Especial Chira-Piura (PECHP) ubicada en su oficina principal de la ciudad de Piura; la cual origin inundacin superficial en el casco urbano de la ciudad de Piura y humedeci parte de la cobertura natural del suelo; y a continuacin el da 15 de Febrero del 2009 a las 5:04 horas se produjo un sismo de 5.8 Grados en la escala de Richter (Ml); es decir, los eventos que son necesarios para originar la licuacin del suelo se dieron simultneamente; pero sin llegar a producirla debido a que la magnitud del sismo para que esto suceda debe tener al menos 7.0 Grados Ml.




VI. ANLISIS DE MXIMAS AVENIDAS

6.1 METODOS ESTADSTICOS PARA LA DETERMINACIN DE LA PRECIPITACIN MXIMA

Un sistema hidrolgico es afectado eventualmente por eventos extremos, tales como tormentas severas, crecientes, etc. La magnitud de este evento extremo est relacionada con su frecuencia de ocurrencia mediante una distribucin de probabilidades. Los mtodos estadsticos se apoyan en la existencia de series de datos de caudales en el lugar de inters, las cuales son sometidas a un anlisis de frecuencias. Esto implica efectuar ajustes de varias distribuciones tericas a una determinada muestra, para comparar y concluir cual de ellas se aproxima mejor a la distribucin emprica. Se dispone de un registro de datos hidrometeorolgicos en la estaciones de la cuenca del ro La Leche (precipitacin y caudales), a travs del conocimiento del problema fsico, se escoger el modelo probabilstico a usar, que represente en forma satisfactoria el comportamiento de la variable. Para utilizar estos modelos probabilsticos, se deben calcular sus parmetros y realizar la prueba de bondad de ajuste. Si el ajuste es bueno, se puede utilizar la distribucin elegida, una vez encontrada la ley de distribucin que rige a las variables aleatorias, adems se podr predecir con determinada probabilidad, la ocurrencia de una determinada magnitud, de un fenmeno hidrometeorolgico. Tambin se podr determinar la magnitud de un fenmeno para un determinado periodo de retorno. Las distribuciones tericas utilizadas en el estudio, son las siguientes: Distribucin Normal Distribucin Log-Normal de 2 3 parmetros. Distribucin gamma de 2 3 parmetros. Distribucin Log-Pearson tipo III Distribucin Gumbel Distribucin Log-Gumbel.

6.1.1 DISTRIBUCIN NORMAL O GAUSSIANA

a) FUNCIN DENSIDAD Se dice que una variable aleatoria X, tiene una distribucin normal, si su funcin densidad es, es:

=

2

21

21)(

SXxEXP

Sxf (01)

Para -




X = Parmetro de localizacin, igual a la media aritmtica de x. S = Parmetro de escala, igual a la desviacin estndart de x. EXP = Funcin exponencial con base e, de los logaritmos neperianos.

6.1.2 DISTRIBUCIN LOG-NORMAL DE DOS PARMETROS

Cuando los logaritmos, ln(x), de una variable x estn normalmente distribuidos, entonces se dice que la distribucin de x sigue la distribucin de probabilidad log-normal, en que la funcin de probabilidad log-normal f(x) viene representado como:

=

2ln

21

21)(

y

y

y

xEXP

xxf

(02)

Para 0




)()(

1

=

x

exxf (04)

Para:

0x




Software HIDROESTA, determinando los mtodos de mejor ajuste como se aprecia en el Cuadro N 04.

6.3 SELECCIN DE LA DISTRIBUCIN TERICA CON MEJOR AJUSTE EN LA SERIE.

Con los resultados obtenidos en el programa, se procede a realizar la seleccin de la distribucin con mejor ajuste en la serie, de acuerdo a los parmetros de distribucin y al ajuste de los momentos ordinarios; Los resultados obtenidos se muestran en el Cuadro N 04.




CUADRO N 04

RESULTADO DE LAS DISTRIBUCIONES PROBABILSTICAS DE MEJOR AJUSTE PARA LA ESTACIN MIRAFLORES PRECIPITACIN MXIMA 24 HORAS (mm)

PERIODO DE RETORNO (AOS) ESTACIN DISTRIBUCIN MOMENTOS DELTA TERICO 2 5 10 25 50 100 200 500 1000 10000

Ordinarios (1) 0.23870 29.89 62.84 80.09 98.47 110.34 121.02 130.79 142.63 150.93 175.55 Normal

Lineales (2) 0.26280 29.89 56.51 70.44 85.30 94.89 103.52 111.41 120.97 127.68 147.58 Ordinarios (3) 0.05700 15.07 42.07 72.01 127.68 184.83 257.79 349.52 505.45 654.71 1,410.00

Log Normal 2P Lineales (4) 0.05780 15.07 43.09 74.66 134.16 195.88 275.30 375.91 548.28 714.45 1,566.23

Log Normal 3P Ordinarios (5) 0.06040 14.92 41.57 71.20 126.44 183.25 255.88 347.32 502.99 652.19 1,408.95 Ordinarios (6) 0.13240 19.39 48.63 71.41 101.95 125.22 148.57 171.91 202.60 225.44 292.37

Gamma 2P Lineales (7) 0.11250 15.91 49.25 77.41 116.51 146.94 177.83 208.97 250.22 281.10 372.18 Ordinarios (8) 0.18347 16.26 51.11 79.44 118.11 147.91 178.01 208.23 248.14 277.92 365.59

Gamma 3P Lineales (9) -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- Ordinarios (10) -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

Log Pearson III Lineales (11) -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- Ordinarios (12) 0.21790 23.45 58.06 80.98 109.94 131.42 152.74 173.98 202.01 223.20 293.53

Gumbel Lineales (13) 0.20260 24.46 53.65 72.98 97.40 115.52 133.50 151.42 175.06 192.93 252.25 Ordinarios (14) 0.12480 12.33 36.25 74.04 182.51 356.43 692.64 1,342.74 3,215.67 6,221.88 55,673.85

Log Gumbel Lineales (15) 0.12700 12.16 38.49 82.52 216.31 442.13 898.94 1,823.03 4,633.45 9,377.28 97,414.60

M

I

R

A

F

L

O

R

E

S

Criterio de Eleccin Log Normal 2P 15.07 42.07 72.01 127.68 184.83 257.79 349.52 505.45 654.71 1,410.00




6.4 SELECCIN DEL PERIODO DE RETORNO

En trminos ms generales, el anlisis de frecuencia da respuesta a la siguiente interrogante: Dado N aos de datos para un cauce S y n aos de vida til de una cierta estructura, cual es la probabilidad p de que la descarga QT sea excedido por lo menos una vez durante la vida de diseo n. Por tanto es de gran importancia determinar el periodo de retorno T.

Un evento extremo ocurre si una variable aleatoria X es mayor o igual que un cierto nivel XT. El intervalo de recurrencia t es el tiempo entre ocurrencias XXT. El periodo de retorno T de un evento XXT, es el valor esperado de t, E(t).

La probabilidad de que una observacin X exceda el valor XT, se relaciona con el periodo de retorno por la expresin

T

xFXXP T1)(1)( == (06)

Existen tres formas de uso comn, para la seleccin de la magnitud del evento hidrolgico que debe ser considerado en el diseo de una estructura.

6.4.1 APROXIMACIN EMPRICA La aproximacin emprica, usualmente esta relacionado a al experiencia acumulada a lo largo del tiempo en la construccin de obras hidrulicas en el mundo, produciendo tablas, mostradas en diferentes publicaciones, que dan un periodo de retorno, T en aos, de acuerdo al tipo de estructura, sin embargo, estas tablas difieren considerablemente unas de otras y adems el criterio de diseo mediante una regla emprica implica un factor de seguridad, o riesgo de falla, totalmente arbitrario. Una aproximacin emprica, usualmente selecciona el evento ms extremo de las observaciones pasadas como el valor de diseo. La probabilidad de que un evento ms extremo de los pasados N aos, sea igualado o excedido una vez durante los prximos

n aos puede estimarse como: nN

nnNP +=).( (07)

6.4.2 ANLISIS DE RIESGO

Una estructura puede fallar si la magnitud del evento correspondiente al periodo de retorno de diseo T es excedido durante la vida til de la estructura. Este riesgo hidrolgico de falla puede calcularse utilizando la ecuacin:

n

TR

= 111 (08)

Donde, R es la probabilidad de que un evento ocurra por lo menos una vez en n aos y n es la vida til de la estructura.

6.4.3 ANLISIS HIDROECONMICO El periodo de retorno, OPTIMO, puede determinarse por un anlisis hidroeconmico, si se conocen tanto la naturaleza probabilstica de un evento hidrolgico como el dao que resultara si este ocurre sobre un rango posible de eventos.




6.5 HIDROLOGA DE LAS AVENIDAS

En base a la informacin de las estaciones pluviomtricas enmarcadas en el mbito del Proyecto, se procedi a realizar el clculo de las avenidas para los eventos de precipitaciones mximas diarias de: P25, P50, P100, P200, P500 y P1000, refirindose aun intervalo de retorno de T=25, T=50, T=100, T=200, T=500 y T=1000, respectivamente. La estacin pluviomtrica considerada, es la estacin Miraflores (periodo 1971-2010). As mismo, se procedi a determinar la mxima avenida del ro Piura tomando como base la informacin de los caudales mximos instantneos anuales registrados en la estacin hidromtrica Puente Snchez Cerro, periodo 1926-2010, mediante la aplicacin de series estadsticas de mejor ajuste. Las avenidas determinadas servirn de referencia para el diseo hidrulico del Sistema de Drenaje Pluvial en la zona de Estudio. Los resultados de los clculos para cada distribucin terica, realizada en la estacin pluviomtrica Miraflores y estacin hidromtrica Puente Snchez Cerro, se muestran en el Cuadro N 14.

VII. DESCRIPCIN DE LA ZONA DE ESTUDIO Y PARMETROS DE DISEO

7.1 DESCRIPCIN DE LA ZONA Asimismo, presenta pequeas quebradas (Quebrada El Gallo y Quebrada Tacal) las que transportan grandes volmenes de agua en pocas de fuertes precipitaciones pluviales y se convierten en colectores de las aguas de escorrenta superficial, adems de la presencia del Dren 1308 que recepciona las aguas provenientes de las quebradas mencionadas anteriormente y de escorrenta superficial provenientes de los AA.HH. asentados en las zonas colindantes al mismo. Algunos sectores del Distrito presentan pequeas pendientes que en pocas de intensas precipitaciones pluviales se convierten en zonas de escurrimiento y que por el volumen de agua y el tipo y consistencia de los suelos predominantes van a originar la formacin de cangrejeras en algunas calles de los AA.HH. El Indio, Los Mdanos, San Valentn, Nazareno, Los Almendros, Tacal, ocasionando la inestabilidad de las viviendas. De acuerdo a la Clasificacin SUCS de suelos, se han determinado en los diferentes sectores los siguientes tipos de suelos: SP, SC, SM, SM-SP, CL; siendo del tipo friccionante con predominio de suelos del tipo areno-limosos (SM) en superficie y en profundidad arenas de grano medio a fino y pequeos horizontes de arcillas. Desde el punto de vista de la Geodinmica Externa, los principales fenmenos que predominan en el rea de estudio son las inundaciones en las reas depresivas, las precipitaciones pluviales e infiltraciones en el subsuelo, los procesos erosivos por accin fluvial (formacin de cangrejeras), procesos de erosin y deposicin de arenas de grano fino por accin elica, procesos de hinchamiento y contraccin de suelos, licuefaccin de arenas, etc. y desde el punto de vista de la Geodinmica Interna, el principal fenmeno est relacionado a la amplificacin de las ondas ssmicas, etc.




7.2 CLIMA Y VEGETACIN El clima de la zona se caracteriza por ser del tipo seco y tropical, con precipitaciones pluviales de hasta 518 mm. en promedio anual y distribuida entre los 0 y 65 msnm, siendo de mayor intensidad durante los meses de Enero a Marzo, disminuyendo en los meses de estiaje de Abril a Diciembre. El clima es variable, la temperatura ambiental oscila entre 18.9 C. y 24.3 C. La temperatura promedio mensual es de 23.1 C. Sin embargo es necesario resaltar el fenmeno extraordinario El Nio, que es un sistema complejo de interacciones Ocano-Atmosfrico, cada vez ms recurrentes en el mbito global que contribuye en el cambio climtico del Mundo, del Per y del Departamento de Piura, en particular. La vegetacin es escasa y la predominante es de arbustos y plantas mayores, entre las que destacan los algarrobos, zapotes, faiques, etc., distribuidos en diferentes sectores del rea de estudio.

7.3 FISIOGRAFA El relieve del Distrito de Castilla-Piura es de una topografa suave, con pequeas elevaciones y depresiones por donde drenan las aguas durante las pocas de intensa precipitacin pluvial. En la zona de estudio, en direccin Norte a Sur-Oeste, aproximadamente, recorre el Dren 1308 que se constituye en el colector principal de aguas pluviales de la zona de estudio, donde drenan las aguas provenientes de los diferentes asentamientos humanos ubicados en el sector Norte de la zona de estudio, as como de las aguas pluviales provenientes de los Asentamientos Humanos emplazados en el sector Sur. El drenaje principal lo conforma el Ro Piura que es un colector principal. Cuando las avenidas del Ro Piura son considerables como las ocurridas en 1925-1965-1983-1992-1998, ocurren grandes avenidas inundando y rebasando la Laguna de apique, Ramn, que se recargan formando zonas de inundacin considerables (La Nia, 1998).

7.4 ANLISIS ESTADSTICO DE LOS DATOS DISPONIBLES

La recopilacin de los datos del sector estudiado, abarca dos estaciones, una (01) pluviomtrica Estacin Miraflores y una (01) hidromtrica Estacin Puente Snchez Cerro, ambos con 40 aos de registro de informacin pluviomtrica e hidromtrica (Ver Anexo N 01), de las cuales se efectu un anlisis estadstico.

7.5 DATOS PLUVIOMTRICOS

En el anlisis estadstico se emplearon las siguientes funciones de distribucin: Log Normal, Log Normal 2 Parmetros, Log Normal 3 Parmetros, Gamma 2 Parmetros, Gamma 3 Parmetros, Log-Pearson Tipo III, Gumbel y Log Gumbel. De los resultados obtenidos se deduce lo siguiente:

Las series son caracterizadas por algunos valores altos, producidos por la presencia de eventos extremos (Fenmeno El Nio) ocurridos en los aos 1983 y 1998.

Los resultados indican tambin que las precipitaciones fuertes afectan principalmente partes bajas y medias de las cuencas.




Para cada cuenca considerada los nmeros de curvas CN, se han determinado en base a investigaciones de campo, mapas topogrficos y fotografas areas. Los suelos de la cuenca pueden clasificarse segn el SCS en: Clase D, en las partes altas. Clase B, en las partes medianas y bajas. Sin embargo, debido a las lluvias prolongadas que se presentan a causa de la corriente del Nio, hay que aumentar los valores de los nmeros de curvas CN, segn las recomendaciones del SCS, considerando una cuenca saturada.

7.6 PRECIPITACIN MEDIA MXIMA EN LA ZONA DE ESTUDIO

A partir de las lluvias mximas diarias en los pluvimetros es posible calcular la precipitacin media en la zona de estudio. Singularmente til resulta la precipitacin media anual mxima, o mdulo pluviomtrico anual mximo, en la zona de estudio. Los pluvimetros deben ubicarse estratgicamente y en nmero suficiente para que la informacin resulte de buena calidad, situacin que no se cumple satisfactoriamente en la zona de estudio, lo que limita la calidad de los resultados. El problema entonces se refiere al clculo de la lmina o altura de agua que cae en promedio durante el ao en la zona de inters. Existen para ello varios mtodos disponibles, de los cuales el ms conveniente es el Mtodo de Thiessen.

7.6.1 MTODO DE THIESSEN MEJORADO

El mtodo clsico de Thiessen, se puede mejorar asignndole un peso a cada estacin, de modo que la precipitacin media mxima para periodos de retorno de inters en la zona de estudio, se evala en la forma simple:

= ii WPP . (09) donde:

P = Precipitacin media mxima en la zona de inters, para un periodo de retorno dado, en lmina de agua (mm).

Pi = Precipitacin mxima en cada estacin, para un periodo de retorno dado (mm).

Wi = El peso de cada estacin. Se halla la precipitacin sobre cada polgono, operando con las isoyetas, mediante la siguiente relacin:

=T

m AAhh . (10)

donde: hm = Precipitacin media mxima entre isoyetas. A = rea comprendida entre isoyetas. AT = rea del polgono.

El peso de cada estacin se determina con la siguiente relacin:




easlacinderxnenlaestaciecip

igonosobreelpolecipWi Re.Pr.Pr= (11)

7.7 CARACTERSTICAS FISIOGRFICAS DE LAS SUBCUENCAS

Con fines de realizar el estudio hidrolgico en los puntos de inters, la zona de estudio fue dividida en tres (03) subcuencas, en funcin a la ubicacin de las obras de cruce con la carretera Panamericana, como: alcantarillas (02) y puente vehicular (01). El detalle de la divisin hidrogrfica se aprecia en la Figura N 02. Las caractersticas hidrolgicas de una cuenca son descritas en trminos de las siguientes propiedades: (a) rea, (b) forma, (c) relieve, (d) medidas lineales, y (5) patrones de drenaje. En el Cuadro N 05, se presentan las caractersticas fisiogrficas de las subcuencas.

7.7.1 REA DE DRENAJE CONSIDERADA PARA EN EL ESTUDIO

Las reas de drenaje de cada subcuenca considerada en el presente estudio (hasta la ubicacin de las obras de cruce con la Panamericana), tienen una extensin de 5.24 Km2, 6.18 Km2 y 16.42 Km2. El rea de drenaje, es quizs la propiedad de la cuenca ms importante, sta determina el potencial del volumen de escorrenta, proporcionando la tormenta que cubre el rea completa. La cuenca es delimitada por la unin de puntos altos que separan las cuencas de drenaje en salidas diferentes. Debido al efecto d

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