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UTILIDAD DE LOS MODELOS HIDROMETEOROLOGICOS EN LA MITIGACION DE LA SEDIMENTACION EN EL RESERVORIO DE GALLITO CIEGO Ing. Gonzalo Fano Miranda Lima, Enero 2002
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UTILIDAD DE LOS MODELOS
HIDROMETEOROLOGICOS EN LA MITIGACION DE
LA SEDIMENTACION EN EL RESERVORIO DE
GALLITO CIEGO
Ing. Gonzalo Fano Miranda
Lima, Enero 2002
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.
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.
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).
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.
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,
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.
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,
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.
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.
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
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).
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
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.
MODELO HIDROLOGICOS TRABAJADOS EN EL PAIS
HEC1 – 1973 – 1985, 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
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
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.
INFORMACION BASICA PARA EL MODELAMIENTO
HIDROLOGICO
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.
INFORMACION BASICA PARA EL MODELAMIENTO
HIDRAULICO
ESQUEMA DEL MODELO ACTUAL DEL RIO RIMAC
MODELO
SACRAMENTO
HFS Y EHF
ESQUEMA DEL MODELO EN DESARROLLO DEL RIO
RIMAC
MODELO HEC -HMS
COMPONENTES DEL MODELO HIDROLOGICO
-MODELOS DE
ESCENARIOS DE
CUENCA
-MODELOS
METEOROLOGICOS
-CONTROL DE
ESPECIFICACIONES
PROCESOS EN LA CUENCA
INFILTRACION
TRANSFORMACION
FLUJO BASE
PRONOSTICO CAUDALES PROMEDIOS DIARIOS DEL RIO RIMAC
HASTA EL 31-03-2001
ENERO
TIEMPO(días)
FEBRERO MARZO
RANGO PRONOSTICO DE CAUDALES MAXIMOS INSTANTANEOS
DEL RIO RIMAC HASTA EL 31-03-2001
ENERO FEBRERO MARZO
PRONOSTICO CAUDALES DEL RIO RIMAC HASTA EL 31-07-2001
ABRIL MAYO JUNIO JULIO
0
20
40
60
80
100
120
140
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100
103
106
109
112
115
118
10% 25% 50% 75% 90%
ESPEJO CON
CAUDAL = 5
m3s
0 5 10 15 20 25 30 35 40186.5
187.0
187.5
188.0
188.5
189.0
TRAMO RIO RIMAC
Station (m)
Ele
vation
(m
)
Legend
EG 100 Años
WS 100 Años
Crit 100 Años
Ground
Bank Sta
.05 .05 .05
0 5 10 15 20 25 30 35 40164.5
165.0
165.5
166.0
166.5
167.0
TRAMO RIO RIMAC
Station (m)
Ele
vation
(m
)
Legend
EG 100 Años
WS 100 Años
Crit 100 Años
Ground
Bank Sta
.05 .05 .05
TRAMO RIO RIMACLegend
WS 100 Años
Ground
Bank Sta
ESPEJO CON
CAUDAL = 100
m3s
TRAMO RIO RIMACLegend
WS 100 Años
Ground
Bank Sta
0 5 10 15 20 25 30 35 40164.5
165.0
165.5
166.0
166.5
167.0
TRAMO RIO RIMAC
Station (m)
Ele
vation
(m
)
Legend
EG 100 Años
WS 100 Años
Crit 100 Años
Ground
Bank Sta
.05 .05 .05
0 5 10 15 20 25 30 35 40186.5
187.0
187.5
188.0
188.5
189.0
TRAMO RIO RIMAC
Station (m)
Ele
vation
(m
)
Legend
EG 100 Años
WS 100 Años
Crit 100 Años
Ground
Bank Sta
.05 .05 .05
Mapa Base Hidrologíco y
Hidráulico
ArcView
Ingreso Data
DEM
HEC-HMS
Descarga
inundación
HEC-RAS
Perfiles de
superficie
de agua
ArcView
Mapa de
inundación
CRWR-PrePro
ESQUEMA DEL
MODELO EN
DESARROLLO DEL
RIO CHILLON
UTILIZANDO HEC-
HMS
ESQUEMA DEL
MODELO EN
DESARROLLO DEL
RIO LURIN
UTILIZANDO HEC -
HMS
ESQUEMA DEL
MODELO DE
SIMULACION
SISTEMA
REGULADO
DEL RIO CHILIUTILIZANDO EL
MODSIM
UTILIDAD DE LOS MODELOS
HIDROMETEOROLOGICOS EN LA MITIGACION DE
LA SEDIMENTACION EN EL RESERVORIO DE
GALLITO CIEGO
Ing. Gonzalo Fano Miranda
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