Estudio de oferta hídrica aplicando modelo Lutz Sholz y aporte de sedimentos de cuenca del rio Colloche para optimizar embalse - Santiago de Chuco

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo principal realizar el estudio de oferta hídrica aplicando Modelo Determinístico Estocástico de Lutz Scholz y estimar aporte de sedimentos mediante Fórmulas empíricas particulares en la cuenca del río Colloche para optimizar el volumen de embalse de una presa en Santiago de Chuco. La importancia de nuestra investigación se basa en que todo proyecto de aprovechamiento del recurso hídrico para riego, considera una infraestructura que permite sostener y potenciar la capacidad productiva agrícola de una zona, lo que le da el carácter de proyecto productivo y es racional porque busca el aprovechamiento eficiente y económico del recurso agua en el mejoramiento de riego de un área determinada para cultivo, el cual debe estar basado es estudios básicos de ingeniería: la topografía para ubicar y determinar las características físicas del embalse considerando la ubicación de la presa en el río Colloche, hidrológico para determinar los caudales de aporte de la cuenca de un rio basado en registro históricos de datos pluviométricos de las estaciones cercanas a nuestra zona de estudio, y mediante la aplicación de modelos matemáticos obtener resultados satisfactorios a la realidad de la zona, siendo lo ideal, sin embargo los pequeños ríos y quebradas nuestra región carecen de información hidrológica lo que dificulta los estudios, por lo que se ha utilizado información de 6 estaciones pluviométricas cercanas, comprendida entre el periodo del 2004 al 2013, por tener información completa. La investigación, considera la aplicación del modelo matemático aplicando Modelo Lutz Sholz, este modelo hidrológico, es combinado por que cuenta con una estructura determinística para el cálculo de los caudales mensuales para el año promedio (Balance Hídrico - Modelo determinístico) y una estructura estocástica para la generación de series extendidas de caudal (Proceso V markoviano - Modelo Estocástico), desarrollado por Lutz Scholz para cuencas de la sierra peruana, entre los años 1979-1980.

The main objective of the research work is to carry out the study of water supply applying Lutz Sholz model and calculation of the sediment contribution of the Colloche river basin to optimize reservoir with gravity dam-Santiago De Chuco. The importance of our research is based on the fact that every project to take advantage of the water resource for irrigation considers an infrastructure that allows sustaining and strengthening the agricultural productive capacity of an area, which gives it the character of a productive project and is rational because it seeks the efficient and economic use of the water resource in the improvement of irrigation of a given area for cultivation, which should be based on a hydrological study to determine the contribution flows of the river basin based on historical record of hydrometric and rainfall data, which guarantee that with the application of mathematical models there will be satisfactory results close to the reality of the area. The investigation considers the application of the mathematical model applying Lutz Sholz model, this hydrological model, is combined because it has a deterministic structure for the calculation of the monthly flows for the average year (Water Balance - Deterministic Model) and a stochastic structure for the generation of extended flow series (Markovian Process - Stochastic Model). It was developed by the expert Lutz Scholz for basins of the Peruvian highlands, between 1979-1980, within the framework of Technical Cooperation of the Republic of Germany through the Meris Plan. For the development of the thesis, basic engineering studies have been carried out as topographic in the reservoir area of the Colloche River considering the location of the dam axis, analysis of rainfall record of the stations near the basin under study, morphological characteristics of the basin, determination of water supply flows applying mathematical models rainfall runoff Lutz Scholtz. With the generated flows and the monthly demand flows, the water balance has been made, obtaining the useful VII volume for the reservoir that is needed for the Colloche Dam. Applying different criteria, the volume of sediments that the basin can provide has been calculated, achieving with this the total reservoir volume and, according to the topography, determining the levels and height of the dam, considering a practical height of maximum avenue of 0.75m and as 1m free margin, thus optimizing the reservoir in the Colloche River for a gravity dam with a height of 26m, Useful volume = 1.0028MMC, Dead Volume = 0.0642 MMC and Total reservoir volume = 1.067 MMC.