UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA49

Norte de la universidad peruana

ContenidoINTRODUCCION2I.TITULO:4II.RESPONSABLES:4III.INSTITUCION A LA QUE PERTENECE.4IV.LUGAR DE INVESTIGACION.4V.TIPO DE INVESTIGACION.4VI.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.5Caracterizacin de problema5Definicin del problema5Objetivos5Justificacin del estudio.6VII.MARCO TERICO-CONCEPTUAL:7VIII.HIPOTESIS33IX.MATERIALES Y EQUIPO33X.METODO37XI.PRESUPUESTO38XII.CALCULOS39XIII.ANALISIS DE RESULTADOS.48XIV.CONCLUSIONES.48XI. ANEXOS49XV.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS50

INTRODUCCION

Cajamarca, una de las regiones ms importantes de la sierra peruana, la misma que geogrficamente se encuentra en las entraas de la cordillera de los andes, todo esto en el norte del Per; tiene muchas caractersticas propias de los andes peruanos, cabe destacar entre ellas, la presencia de precipitaciones y como consecuencia la escorrenta, tema que es de suma importancia para la hidrologa. En pocas de invierno (diciembre marzo), las precipitaciones hacen su aparicin en suelo cajamarquino, provocando que minsculas partes de suelo se erosionen, las mismas que en su conjunto forman grandes bloques de tierra transportado por las aguas superficiales; especficamente del lugar de PUYLLUCANA BAOS DEL INCA. Al enfocarnos en el tema: Erosin del suelo por la escorrenta del agua superficial en la localidad de PUYLLUCANA, El mismo que ha sido evaluado gracias a la obtencin de bloques de suelo y/o muestra, sin alterar; haciendo uso tambin de un generador de precipitacin y una caja para muestra de 0.25 m2 aproximadamente; nos obstante, este equipo fue elaborado por nosotros (Grupo 05), encargados del estudio, cabe mencionar tambin que las operaciones se realizaron con xito, en el laboratorio de ingeniera hidrulica, campus universitario UNC.El agua es un recurso indispensable para el desarrollo sustentable de las comunidades. Sin embargo, a nivel mundial y Honduras en particular, las cuencas hidrogrficas enfrentan serios procesos de degradacin de sus recursos naturales que se reflejan en el cambio de patrones hdricos y en el incremento de la vulnerabilidad de estos sectores. Los fenmenos naturales, como los huracanes, son entre otros factores, los que permiten que se evidencie la falta de un buen manejo de las cuencas; una referencia reciente es el huracn Mitch que en 1998 afect a la mayor parte de la regin centroamericana. ARRUETA, Miriam (2009).Es importante hacer mencin, que en la actualidad, muchos de los deslizamientos y erosin de terrenos han sido provocados por las precipitaciones en dicho lugar, ya que este, cuenta con una pendiente muy considerable, adems de accidentada geogrficamente; es por ello que en las pruebas que se ha elaborado en el laboratorio gracias a nuestro equipo, hemos tomado en consideracin, el impacto de la precipitacin a diferentes ngulos.

I. TITULO:EROSION DEL SUELO POR LA ESCORRENTIA DEL AGUA SUPERFICIAL EN EL CENTRO POBLADO DE PUYLLUCANA, 2015.

II. RESPONSABLES: ABANTO CHUQUEZ, Jhonatan CHOLAN GRABIEL, Jhoel MACHUCA IZQUIERDO, Rafael SANCHEZ CERQUIN, Jordy.III. INSTITUCION A LA QUE PERTENECE.Universidad Nacional de Cajamarca, Facultad de Ingeniera, Escuela Acadmica Profesional de Ingeniera Hidrulica.

IV. LUGAR DE INVESTIGACION.El siguiente proyecto se realizar en la localidad de Puylucana, distrito de Los Baos del Inca, provincia Cajamarca, departamento de Cajamarca, latitud Sur 7 8' 49.9" S (-7.14719202000), longitud Oeste 78 27' 12.1" W (-78.45335278000), altura 2784 m.s.n.m., huso horario UTC-5.

V. TIPO DE INVESTIGACION.Esta investigacin la podemos catalogar como aplicada, debido a que no solamente se quedara como un simple estudio terico, sino que se tratar de enfocarlo a un objetivo de solucin real, debido al grave dao que puede ocasionar la escorrenta del agua en los suelos.

VI. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.Caracterizacin de problemaEl problema de la erosin de los suelos por la escorrenta, es un problema muy grave que ocurre en la mayora de los lugares del Per debido a la gran magnitud de accidentes presentados en el relieve, por la presencia de la cordillera de los andes; tal es el caso de uno de los centro poblado de Cajamarca (Puyllucana), que por los elevados porcentajes presentados en las pendientes de sus suelos ocurre una gran erosin por la escorrenta.Definicin del problemaCmo se calcula la erosin del suelo causada por accin de la escorrenta del agua superficial en la localidad de Puyllucana en el ao 2015?Objetivos1.1.1. Objetivo general. Determinar en laboratorio la cantidad de agua escurrida por un suelo inalterado de Puyllucana, con ayuda de un simulador de precipitacin.

1.1.2. Objetivos especficos. Construir un simulador de precipitacin, para poder medir el grado de escorrenta y el grado de infiltracin en un suelo inalterado del centro poblado de Puyllucana. Calcular la relacin entre la escorrenta y la infiltracin, para diferentes humedades, comparndola con la humedad real de nuestra muestra.

Determinar la cantidad de sedimentacin producida por la escorrenta en diferentes pendientes

Justificacin del estudio.1.1.3. Ambiental.Uno de los factores principales, para las prdidas de suelos es la escorrenta, teniendo como consecuencia: Perdida de suelos frtiles, alterando los ecosistemas. Alteracin en el ecosistema acutico: el arrastre de sedimentos por los cursos de agua, modifica las propiedades fsico-qumicas, como la turbidez yla densidad. Daos a represas: es vital prevenir la erosin de sectores anteriores a la represa, la acumulacin de sedimentos disminuye la vida til, tambin los fragmentos del suelo tienen un efecto abrasivo sobre las turbinas. Cuando las aguas superficiales son usadas como abastecimientos de agua potable, pueden quedar comprometidas en cuanto a riesgos para la salud y esttica del agua potable (es decir, en su olor, color y turbiedad).

1.1.4. Social. La urbanizacin aumenta la escorrenta superficial, al crear superficies ms impermeables, como pavimento y edificios, que no permiten la filtracin del agua hasta el acufero. En vez de filtrarse al suelo, el agua es forzada directamente hacia corrientes o drenajes, donde la erosin y sedimentacin pueden ser problemas importantes, incluso cuando no hay inundacin. El aumento de escorrenta reduce la recarga de agua subterrnea, bajando as la capa fretica y empeorando las sequas, sobre todo para los agricultores y quienes dependen de pozos de agua.

1.1.5. Econmico. Los impactos generados por la escorrenta del agua superficial generan consecuencias econmicas difciles de estimar ya que se produce la perdida de la capa frtil de los suelos, la disminucin de la materia orgnica, as tambin la perdida de nutrientes, esto trae consigo que las tierras agrcolas se vuelvan gradualmente menos productivas, afectando de esta manera su ingreso econmico, aumento de precios por reduccin de la produccin.

VII. MARCO TERICO-CONCEPTUAL:

1. CICLO HIDROLGICOSegn Chow et al. (1998) afirma que: El ciclo hidrolgico est compuesto por diferentes variables, las cuales se relacionan entre s por medio de los procesos hidrolgicos. En general, se entiende por proceso a una serie de acciones que producen un cambio o desarrollo en un sistema y para el caso particular de la Hidrologa, los procesos estn asociados con aquellos fenmenos que intervienen tanto en el movimiento del agua como en los cambios que sufre sta en sus caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas al desplazarse por diversos medios. El ciclo hidrolgico se puede representar como un sistema, es decir, como una estructura o volumen en el espacio, delimitada por una frontera, cuyos componentes internos interactan entre s o con otros sistemas adyacentes. Los componentes del sistema sern las variables hidrolgicas y los procesos que las relacionan entre s; los sistemas adyacentes sern aquellos que tienen como lmites comunes las capas altas de la atmsfera y los sistemas geolgicos profundos.Al considerar una escala a nivel planeta, el ciclo hidrolgico se denomina global. Este sistema global se puede subdividir en tres: en un subsistema atmosfrico, en un subsistema de agua superficial y en un subsistema de agua subterrnea.En cada subsistema se presentar una capacidad de retencin de volmenes de agua, en cualquiera de sus fases, durante un determinado intervalo de tiempo. La capacidad de retencin en un medio tambin recibe el nombre de almacenamiento y el intervalo de tiempo que permanece un volumen recibe el nombre de tiempo de residencia.2. CAUDALSegn el TECSUP, afirma que:2.1 Concepto El agua que pasa por un riachuelo o ro, por una tubera, por una seccin normal de una corriente de agua, la que produce un pozo o una mina o la que entra o sale de una planta de tratamiento, medida en una unidad de tiempo, se conoce como caudal.

2.2 Definicin El caudal se define, entonces, como el volumen del lquido que pasa por una seccin normal de una corriente de agua en una unidad de tiempo.

Figura 1. Caudal (Q) por mtodo volumtrico Fuente: Ing. Juan Bruno Calvay, Clculo de Caudal: http://es.slideshare.net/jbrunocalvay1/clculo-de-caudal

2.3 Determinacin de volumenImaginemos que el lquido que pasa por esa seccin durante un tiempo determinado se va congelando. Al terminar ese tiempo, tendremos el lquido congelado bajo la forma de una figura geomtrica.

Figura 2. La geometra es de un paraleleppedo. Su volumen es: Fuente: Tecsup Virtu@l, Fundamentos en el Agua Potable

Figura 3. La geometra es de un cilindro. Su volumen es: Fuente: Tecsup Virtu@l, Fundamentos en el Agua Potable

2.4 Frmula de caudalLos volmenes de las figuras geomtricas son:El volumen del paraleleppedo (por geometra)El volumen del cilindro (por geometra) = volumen de la figura geomtrica = ancho del paraleleppedo = altura del paraleleppedo = dimetro del cilindro = longitud del cilindro = velocidad del lquido en la tubera de seccin rectangular o circularPor definicin el caudal es igual:

Dnde: = velocidad media = seccin transversal del ducto o tuberaPara el paraleleppedo: Para la tubera: El caudal para el ducto:

El caudal para la tubera:

3. DETERMINACIN DEL CAUDAL MTODO VOLUMTRICOSegn Scott y Houston (1959) afirma que: La forma ms sencilla de calcular los caudales pequeos es la medicin directa del tiempo que se tarda en llenar un recipiente de volumen conocido. La corriente se desva hacia un canal o caera que descarga en un recipiente adecuado y el tiempo que demora su llenado se mide por medio de un cronmetro. Para los caudales de ms de 4 l/s, es adecuado un recipiente de 10 litros de capacidad que se llenar en 2 segundos. Para caudales mayores, un recipiente de 200 litros puede servir para corrientes de hasta 50 1/s. El tiempo que se tarda en llenarlo se medir con precisin, especialmente cuando sea de slo unos pocos segundos. La variacin entre diversas mediciones efectuadas sucesivamente dar una indicacin de la precisin de los resultados.

Si la corriente se puede desviar hacia una caera de manera que descargue sometida a presin, el caudal se puede calcular a partir de mediciones del chorro. Si la caera se puede colocar de manera que la descarga se efecte verticalmente hacia arriba, la altura que alcanza el chorro por encima del extremo de la tubera se puede medir y el caudal se calcula a partir de una frmula adecuada tal como se indica en la Figura 4. Es asimismo posible efectuar estimaciones del caudal a partir de mediciones de la trayectoria desde tuberas horizontales o en pendiente y desde tuberas parcialmente llenas, pero los resultados son en este caso menos confiables.

4.a Napa de agua baja (altura de descarga baja)

Q en metros cbicos por segundo; D y H en metros.Si H1.4D Utilsese la ecuacin (2)Si 0.4D