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UTF/ARG/017

Desarrollo Institucional para la Inversión

PROGRAMA DE OBRAS DERIEGO PARA VINALITO Y ELTALARDepartamento Santa Bárbara –JUJUYANEXO I: “COMPONENTE DE INFRAESTRUCTURA”

APENDICE 6: “ESTUDIOS HIDROLÓGICOS”

Diciembre 2015

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ÍNDICE DE CONTENIDOS

I. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 3

II. SISTEMA VINALITO............................................................................................................................... 4

A. DISPONIBILIDAD DE AGUA ARROYO SANTA RITA..................................................................................... 41. Descripción General de la Cuenca ................................................................................................... 4

B. SUELOS DE LA ZONA ................................................................................................................................. 9C. DETERMINACIÓN DE CAUDALES.............................................................................................................. 10D. DETERMINACIÓN DE GARANTÍA DE CAUDALES ...................................................................................... 13E. DETERMINACIÓN DE CURVAS IDF Y CAUDAL MÁXIMO DE DISEÑO ......................................................... 17

1. Análisis Estadístico de Precipitaciones .......................................................................................... 172. Serie Pluviométrica Seleccionada .................................................................................................. 173. Contraste de Datos ......................................................................................................................... 184. Análisis de Homogeneidad de la serie ........................................................................................... 195. Resultados obtenidos ..................................................................................................................... 20

F. CURVAS I-D-R (INTENSIDAD–DURACIÓN–RECURRENCIA) ....................................................................... 22G. ANÁLISIS FLUVIAL .................................................................................................................................. 24H. ESTIMACIÓN DE CAUDALES ..................................................................................................................... 24

1. Determinación de la cuenca de aporte ........................................................................................... 242. Determinación de parámetros de Modelo Hidrológico .................................................................. 25

I. MODELO LLUVIA – CAUDAL..................................................................................................................... 261. Software utilizados en la Modelización HEC / HMS..................................................................... 262. Parámetros ..................................................................................................................................... 273. Resultados obtenidos ..................................................................................................................... 28

J. CAUDAL DE DISEÑO ................................................................................................................................. 30K. DETERMINACIÓN DE VOLUMEN DE LA REPRESA DE VINALITO ................................................................ 30

1. Pérdidas por evaporación............................................................................................................... 312. Curvas de operación....................................................................................................................... 33

III. SISTEMA EL TALAR ........................................................................................................................... 35

A. DISPONIBILIDAD DE AGUA PARA COSECHA ............................................................................................. 351. Descripción General de la Cuenca ................................................................................................. 35

B. SUELOS DE LA ZONA ............................................................................................................................... 37C. DETERMINACIÓN DE VOLÚMENES DE COSECHA...................................................................................... 38

1. Pérdidas de Embalse por Evaporación........................................................................................... 41D. CURVAS DE OPERACIÓN .......................................................................................................................... 44E. DETERMINACIÓN DE CAUDAL PICO DE DISEÑO DE VERTEDERO.............................................................. 46F. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE MODELO HIDROLÓGICO............................................................... 46

1. Curva número CN.......................................................................................................................... 462. Traslado de la onda de crecida....................................................................................................... 463. Tiempo de concentración ............................................................................................................... 474. Tormenta de diseño........................................................................................................................ 47

G. MODELO DE LLUVIA - CAUDAL................................................................................................................ 471. Software utilizados en la modelación HEC / HMS........................................................................ 472. Parámetros ..................................................................................................................................... 483. Resultados obtenidos ..................................................................................................................... 49

H. CAUDAL DE DISEÑO ................................................................................................................................ 50

IV. TABLA DE FIGURAS ........................................................................................................................... 51

V. TABLA DE CUADROS ........................................................................................................................... 51

REPÚBLICA ARGENTINA– FAO- MAGyP–UCAR-PROSAPProyecto: Programa de obras de riego para Vinalito y el Talar- Provincia de Jujuy

Anexo I: “Componente de Infraestructura”Apéndice 6: “Estudios Hidrológicos”

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I. INTRODUCCIÓN

1. El presente apéndice tiene como objeto describir el estudio hidrológico necesario afin de recomendar el emplazamiento de las obras de captación y determinar la ofertahidrológica de estiaje del arroyo Santa Rita y la oferta hidrológica correspondiente a lacosecha de agua de las obras proyectadas de los consorcios de riego de las localidadesde Vinalito y El Talar, ubicadas en el departamento de Santa Bárbara, provincia deJujuy.

2. El proyecto se desarrolla dentro de los ex lotes fiscales 1 y 515 con una superficietotal de 9.675 ha ubicadas en las localidades de Vinalito y El Talar, de las cuales seproyecta poner bajo riego 505 ha mediante producción intensiva de hortalizas y alfalfa.En la superficie restante, el proyecto viabiliza el desarrollo de una producción extensivaa secano, principalmente direccionada a la producción de carne vacuna y porcina conforrajes y siembra de granos; mediante la implementación de programas y proyectos deapoyo a la agricultura familiar, de forma tal que la ocupación de la superficie seaatractiva a inversores y productores zonales.

Figura Nº 1: Ubicación de las localidades de Vinalito y El Talar

3. El proyecto plantea el desarrollo de una nueva área irrigada al noreste deldepartamento de Santa Bárbara en las localidades de Vinalito y El Talar. Numerososestudios antecedentes y el desarrollo de áreas contiguas muestran la potencialidad deesta zona y confirman la existencia de suelo de calidad y la disponibilidad hídrica.

4. Se plantea el proyecto como un Programa de Obras de Riego, ya que se vaimplementando infraestructura de riego en forma progresiva y escalonada a medida quese dispone de más información y se va generando una maduración del desarrollo ycrecimiento de las áreas productivas.

5. Con la primera etapa se logra:

Una inversión inicial total factible de ejecutar con financiamiento

Una inversión inicial por ha razonable



4

Importante impacto productivo

Implementación de tecnología en la nueva zona

Atracción gradual y por etapas

6. Estas 505 ha deberán desarrollarse y generar un importante valor agregado en untiempo relativamente corto. Por ello se ha previsto un acompañamiento técnico yeconómico muy fuerte a través de componentes de capacitación y asistencia técnica; yde fortalecimiento institucional y promoción, que se financiarán por un año y medio.

7. Como se mencionó anteriormente, las obras de infraestructura de riego, estaránsujetas a recrecimientos, de manera de poder dar soluciones de implementación endiferentes etapas o escalas, acompañando el desarrollo de las tierras puestas enproducción.

II. SISTEMA VINALITO

8. Desde el punto de vista del abastecimiento hídrico, para la primera etapa, el agua deriego para el proyecto se obtendrá para los beneficiarios de Vinalito, mediante una tomasubsuperficial tipo tirolesa, ubicada en el lecho del arroyo Santa Rita, el agua luego deser captada, es desarenada, y conducida hasta una represa desde la cual comienza uncanal principal de riego, para regar 280 ha de cultivos y además poder dar agua bebidaanimal para 978 cabezas (672 porcinas y 306 bovinas).

A. Disponibilidad de Agua Arroyo Santa Rita

1. Descripción General de la Cuenca

9. El arroyo Santa Rita se encuentra dentro de la cuenca correspondiente a los ríosMojotoro – Lavayén - San Francisco, la misma agrupa los cursos de agua que escurrendesde los sectores sur y oeste de las provincias de Salta y Jujuy, pertenecientes a lacuenca del río Bermejo.



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Figura Nº 2: Cuenca del arroyo Santa Rita

10. El río San Francisco corre desde su origen con rumbo NNE hasta la Junta de SanFrancisco, donde se une con el río Bermejo. Esta subcuenca San Francisco inferior,tiene una superficie de 3.333 km2 y un perímetro de 570 km. En su recorrido recibe porla margen izquierda varios afluentes, entre los que se destacan por su caudal los ríosNegro, Ledesma, San Lorenzo y Sora; de menor importancia los ríos Sauzalito, Yuto,Las Piedras y Seco. Mientras que por la margen derecha el más importante es el arroyoSanta Rita.

11. Este arroyo tiene sus nacientes en las serranías de Santa Bárbara, corre en unadirección SSO – SSE – N - NNO y subcuenca posee una superficie de 1.240 km2.

12. El valle del arroyo Santa Rita se distingue por su emplazamiento en una profundadepresión alargada en dirección N-S, entre las serranías del Centinela al Este (2.572msnm) y Santa Bárbara al Oeste (2.462 msnm). Tiene una extensión de 85 km y unancho máximo de 15 km. Coincide con una zona demarcada inestabilidad geológica,donde es frecuente la ocurrencia de fenómenos de remoción en masa producto de losdeslizamientos de sus laderas tanto orientales como occidentales y la acción de losflujos de barro. En distintos sectores de este Valle, como Isla Chica y El Tipal, la masade lodo erosionó ambas márgenes del arroyo Santa Rita, encauzándose por los caucesantiguos (paleocauces) ubicados en la terraza baja, ocasionando un impactogeneralizado en el área.



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Figura Nº 3: Isohietas correspondiente a la cuenca del arroyo Santa Rita

13. Políticamente, la cuenca se encuentra en el Departamento de Santa Bárbara,abarcando los Municipios de Palma Sola, Comisión Municipal de El Fuerte, al sur, yVinalito, al norte. A los fines del análisis y trabajo propiamente dicho, para algunasvariables territoriales, se divide a la Cuenca del Arroyo Santa Rita (CASR) en tres zonasde acuerdo a cotas altitudinales:

Cuenca Alta: corresponde desde las nacientes, en las serranías de Santa Bárbarahasta la cota de 900 msnm. En esta zona se encuentra el área provincial protegidaLas Lancitas, declarada Reserva Natural por Ley Provincial N° 5.347 en el año2001. Abarca 10.000 ha y tiene por objeto la conservación de un sector deecosistema de transición entre las "Selvas de Yungas" y los "BosquesChaqueños".La cuenca alta, presenta un relieve, quebrado, abrupto de valles yserranías. Las laderas orientales y occidentales de las sierras Centinela y SantaBárbara, respectivamente, por la fuerte acción erosiva presentan marcados rasgosde estructuras de crestas agudas y chevrones. En forma generalizada, losanticlinales están degradados, pero mejor conservados en las sierras orientales,mientras que en las occidentales aparecen más perturbados con estiramientos yrupturas de sus flancos, lo que provoca una mayor altura y una dismetría en elrelieve. Las quebradas afluentes del arroyo principal presentan fuertes gradientesde pendientes en poca longitud, lo que favorece el transporte de material sólidohacia el colector principal. Lo mismo sumado al carácter torrencial de éstos,aumenta la peligrosidad potencial. La mayoría de los valles y sus cursos sonsubsecuentes (o valles de rumbo), controlados especialmente por la orientaciónregional de la estratificación o del fallamiento principal. En la zona de cuencaalta del arroyo, se notan terrazas aluviales resultados de la ocupación del espaciopor el curso de agua en tiempos pasados. Estas se elevan de forma asimétrica en



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algunos casos varios metros sobre el cauce actual. En el cauce del arroyo, existenbloques de diversas dimensiones, algunos muy importantes, de distinta litologíalo que da a suponer el transporte de los mismos.

Cuenca media: se ubica entre los 900 a 600 msnm. Esta zona es la que presentaun perfil más productivo agrícola-ganadero y forestal. La producciónagropecuaria se centra en tres sistemas: los agrícolas puros - intensivos bajoriego; los mixtos - con ganadería y agricultura y los ganaderos puros. El arroyocolector principal fluye por un valle de no más de 15 km de ancho, con cambiosde pendiente en el perfil longitudinal de pocos grados. Los afluentes son losprincipales portantes de material sólido (carga de fondo, cuando se trata debloques de dimensiones considerables; materiales en suspensión), de marcadapendiente. Desde Palma Sola a Vinalito la pendiente del cauce del arroyo SantaRita se suaviza.

Cuenca Baja: se ubica desde los 600 msnm hasta la confluencia con el río SanFrancisco. En esta cuenca los procesos predominantes son la depositación ysedimentación. Por el cambio de pendiente, la capacidad de transporte del arroyo,que antes se veía potenciada, disminuye drásticamente con lo que el materialsólido queda abandonado en este tramo de aproximadamente 41 km, por lo quees capaz solo de movilizar partículas menores a 0,002 mm (arcillas) hasta los 2mm (arenas). A partir de esto, se genera un relieve terrazado de materiales finos,que son parte de los habituales ajustes de laderas producidas por las torrencialescrecidas del arroyo.

14. Como en toda la cuenca, el clima es subtropical, con veranos de temperaturaselevadas e inviernos suaves, con un periodo libre de heladas de 330 días. Lasprecipitaciones son estivales, registrándose una media de entre 550 y 750 mm anuales.La altura media es de 360 msnm, siendo de lo más bajo de la topografía provincial, conpendientes poco pronunciadas, aunque largas y algunas zonas bajas, relacionadas aantiguos cauces fluviales o descargas naturales de excesos hídricos del periodo estival.Los suelos en general son de textura areno-limosa en sectores cercanos al río SanFrancisco, pasando a franco-arenoso y franco-arcilloso hacia el Este.

15. La zona de estudio es de montaña con pendientes pronunciadas y las fuentes deaportes de sedimentos se asocian a dos fenómenos:

a) la erosión superficial generalizada del suelo; y

b) los procesos de remoción en masa en sitios puntuales.

16. Los sedimentos producidos por erosión superficial están asociados principalmente alfenómeno de destrucción del suelo por el impacto directo de las gotas de lluvia y elposterior transporte por escurrimiento superficial. Se trata de un proceso que presentauna cierta continuidad temporal asociada a eventos hidrológicos ordinarioscaracterísticos de la cuenca, pudiendo relacionarse con el régimen de lluvias.

17. Por su parte los sedimentos producidos por remoción en masa como losdeslizamientos de laderas, colapso de márgenes, flujos de barro, flujos de detritos, etc.,están relacionados con la inestabilidad hidrogeológica de la cuenca, y se vinculan coneventos hidrológicos extremos y no presentan la continuidad temporal que muestran losprimeros. En las figuras a continuación se observa un Modelo Digital de Elevacióndesarrollado por PEA-BERMEJO en escala 1:200.000 y permite observar el porcentajede pendientes y la tasa de producción de sedimentos evaluada con el método de



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Gravilovic. La buena respuesta de la metodología de Gavrilovic para estimar laproducción de sedimentos en diversas zonas de montaña de Sudamérica, y en particularen Argentina, tanto en la región del noroeste como en la Patagonia, permite ser aplicadasin inconvenientes en la Alta Cuenca del Río Bermejo (donde se sitúa la CASR) con elobjeto de localizar y caracterizar los sectores más susceptibles de presentar procesos deerosión superficial.

Figura Nº 4: Determinación de % de pendiente media en zona de estudio

Fuente: PEA Bermejo Comisión Regional del Río Bermejo

Figura Nº 5: Tasa de producción de sedimentos

Fuente: PEA Bermejo Comisión regional del Río Bermejo

Zona Cuenca Santa Rita

Zona Cuenca Santa Rita



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B. Suelos de la Zona

18. Las características de los suelos de la zona se extraen del Atlas de Suelos de laRepública Argentina desarrollados por el INTA. En la figura y Tabla a continuación seobservan los suelos que componen el área de estudio:

Cuadro Nº 1: Características de los suelos de la cuenca de estudio

Símbolo Composición %Paisaje Posición de

los suelosLimitantes

Capacidadde uso

IP

EKtc – 13P D

ComplejoUstifluventestípicos EKtcUstortentestípicos EPtc

7030

Cauces de ríos en tierrasbajas y de altura

intermedia.Vías de escurrimiento y

planos aluviales

Pedregosidad, drenaje

Pedregosidad

V wsV ws

III24

EPli – 25G F

ComplejoUstortenteslíticos EPli

Haplustoleslíticos MNliArgiustoleslíticos MKli

Roca

20201050

Relieve de sierras entierras de altura

intermediaLaderas empinadas

Laderas suaves Laderassuaves y vallecitos

Roca variada

Pendiente,pedregosida

dProfundidadProfundidad

VII sVI sVI sVIII

III3

IWen-2G F

ComplejoHaplumbrept

es énticosIWen

Haplustolesénticos MNen

Argialbolestípicos MAtc

Distrandeptes líticos IJli

Roca

3020202010

Relieve de sierras, cerrosy colinas en

tierras de altura intermedia

Laderas empinadasLaderas empinadas

Laderas suaves Laderasempinadas

Roca de variada

Pendiente,pedregosidad Pendiente,pedregosidad PendientePendiente,

profundidad

VI s VI s VI eVI esVIII

III 7

MKac – 3D N S

ComplejoArgiustoles

ácuicosMKac

Natrustalfessalortídicos

ATst

5050

Derrames al pie deconos y piedemontes y en

el tramo final deinterfluvios en tierras

bajasLlanura uniformeMicrodepresiones

Drenajeimperfecto

Sodio, sales

III wVI ws

III 33

MKac – 4D A

ComplejoArgiustoles

ácuicosMKac

Haplustalfesvérticos ASveArgiustolestípicos MKtc

403030

Bajadas en cauce,cauces incipientes y

áreas en pendientes entierras bajas

Vías de escurrimientoExplanadasExplanadas

Drenajeimperfecto

Drenajeimperfecto,

anegamientoDrenaje

imperfecto

III wIV wsIII s

III 43

MKud – 27eh

ComplejoArgiustoles

údicos MKudUstifluventes

mólicosEKmo

7030

Bajadas en cauce,cauces incipientes y

áreas en pendientes entierras bajas

Llanura uniformeVías de escurrimiento

Sucep.ErosiónhídricaSucep.Erosiónhídrica

II eII es

III 56

Fuente: "Los Suelos del NOA (Salta y Jujuy), Nadir A. - Chafatinos T., 1990" – INTA - UNSa.



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Figura Nº 6: Suelos correspondientes a la zona de estudio

Fuente: "Los Suelos del NOA (Salta y Jujuy), Nadir A. - Chafatinos T., 1990" – INTA - UNSa.

C. Determinación de Caudales

19. La zona de la cuenca donde se emplazará la obra de captación del Consorcio deriego de Vinalito, no cuenta con aforos sistemáticos que permitan realizar un ajusteestadístico a fin de determinar una curva de disponibilidad de caudales.

20. Se obtuvieron datos de caudales en la zona a partir del estudio de “Ordenamientoterritorial participativo en la Cuenca del Arroyo Santa Rita, Jujuy. Línea de Base yDiagnóstico Socio-Ambiental” realizado por INTA. El inconveniente que se tuvo fueque no se contaba con información específica de la longitud de la serie analizada ni dela fuente de los datos, por lo cual no se pudo verificar la precisión de la misma; por otrolado solo brindaban datos correspondientes a los meses de Julio a Septiembre. Losmismos se presentan a continuación:



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Cuadro Nº 2: Caudales del Arroyo Sta. Rita Julio – Septiembre (m3/s)

0,178 *1,572

0,915 *1,252

0,074 *0,137 *0.085 *0,05 *0,016

Cuenca

Alta Media Baja

Lapachal (4)Lapachal (5)Saladillo

Arroyo

Santa Rita (1)Santa Rita (2)Santa RitaEl ZorroDel MedioLapachal (3)

Fuente: (1)-Nacientes, (2) Después de la unión con El Zorro, (3)- Sur de la Ruta 6, (4)

Finca La Jujeña, (5)- Finca Forestona.

Nota: *caudales dentro del cauce del arroyo Santa Rita

21. Salvo algunos datos aislados como los presentados en el párrafo anterior, no seconoce con certeza el modulo del sistema y los caudales aportados. Por lo que para elanálisis de la disponibilidad de caudales se recurrió a metodologías alternativas,teniendo en cuenta la aproximación de las mismas, pero pudiendo aportar una ideaconfiable con respecto al comportamiento de la cuenca del Aº Santa Rita.

22. Para ello se recorrió y se realizó una inspección visual detallada de la zona deestudio, recopilando información del comportamiento del propio arroyo con entrevistasa habitantes y productores de la zona. En general se pudo destacar como informaciónrelevante que el arroyo en los meses de Julio – Agosto - Septiembre perdía totalmentesu caudal superficial o el mismo era irrelevante.

23. Con la inspección visual, se observó que el suelo que conformaba el fondo del cauceen la zona de estudio, correspondía a arenas medias a finas con presencia de limo yalgún contenido menor de arcilla, por lo que se pensó en la probabilidad de extraercaudales desde el subálveo.

24. A partir de los estudios hidrogeológicos realizados (ensayo de bombeo y perfilesgeoeléctricos, ver en apéndice correspondiente), se determinó que en la zona donde serealizará la captación, cuenta con dos estratos bien definidos, uno superior conformadopor arena mal graduada con finos no cohesivos, y uno inferior conformado por gravasbien graduadas con arena y limo, lo que genera que la transmisividad de suelo sea baja,inferior a 10 m/día y la capacidad de generar un caudal significante sea baja.

25. Como metodología de cálculo se realizó una evaluación de volúmenes disponiblesen la cuenca alta, media y baja, en función de la precipitación media anual de la cuenca,y se concluyó que este volumen es aportado durante los meses de enero a julio. Elcálculo del volumen total se determinó aplicando el método de Turk. Una vez conocidoel derrame anual del arroyo se lo dividió en los meses donde se conoce que hay caudal,(para dividir en forma racional estos aportes se basó en las precipitaciones mediasmensuales y se determinó el porcentaje de aporte de cada mes) calculándose losCaudales Medios Mensuales. Las tablas de cálculos se presentan a continuación:



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Cuadro Nº 3: Derrame Anual Aº Sta. Rita

Parámetro Unidad Cuenca Alta Cuenca Media Cuenca BajaS Km2 448 363.92 99.98S m2 448000000 363920000 99980000P mm 900 750 650Ta ºC 22.05 22.05 22.05L 904.85 904.85 904.85E 654.77 595.35 546.23Q m3 109860856.02 56280972.38 10374609.18Q hm3 109.86 56.28 10.37Q hm3 176.52

Cuadro Nº 4: Caudal medio mensual Aº Sta. Rita

Ponderación Días Mes Derrame Mensual Caudal Medio Mensual Aº Sta. Rita% días Hm3 (m3/seg)

Enero 25.51% 30 45.03 17.37Febrero 21.61% 28 38.15 15.77Marzo 20.48% 31 36.15 13.50Abril 10.20% 30 18.00 6.95Mayo 10.08% 31 17.79 6.64Junio 8.08% 30 14.26 5.50Julio 4.04% 31 7.12 2.66

100.00% 176.51

Mes

26. A partir de estos caudales aportados por la cuenca se analizó la disponibilidadmensual de caudales para la zona donde se ubicará la obra de captación, para ello setuvieron en cuenta los caudales consumidos por los regantes de la localidad de PalmaSola, ubicados aguas arriba de la localidad de Vinalito. En la tabla siguiente se observanlos balances de la cuenca y la curva de disponibilidad arrojada por el mismo:

Cuadro Nº 5: Balance Hídrico del Arroyo Santa Rita en la zona de la obra de captación de agua.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Oferta de Caudales Superficiales Aº Sta. Rita m3/seg 17.37 15.77 13.50 6.95 6.64 5.50 2.66 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00Caudales Concesión Riego Palma Sola m3/seg 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Caudal Medio Mensual Aº en Zona de Toma m3/seg 15.37 13.77 11.50 4.95 4.64 3.50 0.66 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00Derrame Mensual en Zona de Toma hm3/mes 39.85 33.31 30.79 12.82 12.44 9.08 1.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Caudal Subalveo Zona de Toma m3/seg 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05Derrame Mensual Subalveo Zona de Toma hm3/mes 0.16 0.15 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.13 0.13Caudal MM Total en Aº en Zona de Toma m3/seg 15.43 13.83 11.56 5.01 4.70 3.56 0.72 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05Derrame Mensual Total en Zona de Toma hm3/mes 40.01 33.45 30.95 12.98 12.60 9.23 1.93 0.16 0.16 0.16 0.13 0.13

CURVA DE DINPONIBILIDAD DE CAUDALES EN Aº SANTA RITA

CURVA DE DINPONIBILIDAD DE CAUDALES EN Aº SANTA RITA EN ZONA DE TOMA (AZUD)

UnidadDETALLE



13

Cuadro Nº 6: Caudal Medio Mensual del Aº Santa Rita en Zona de Toma

D. Determinación de Garantía de Caudales

27. Para la determinación de las garantías de caudales se trabajó con la mismametodología que en el punto anterior pero se analizó cada ciclo o año hidrológico conel que se contaba. Se conformó una serie hidrológica mensual y se determinó el ajusteestadístico con las funciones Weibull y Gumbel, a partir de estos ajustes, se obtuvo lagarantía mensual esperada de caudales iguales o superiores al caudal de diseño de 0,50m3/seg.



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Cuadro Nº 7: Caudales medios mensuales

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIOmm hm3 25.51% 21.61% 20.48% 10.20% 10.08% 8.08% 4.04%

1947 624.5 79.65 7.84 7.11 6.09 3.13 3.00 2.48 1.201948 591 67.29 6.62 6.01 5.15 2.65 2.53 2.10 1.011949 951.9 241.86 23.80 21.60 18.49 9.52 9.10 7.54 3.651950 839.9 178.92 17.61 15.98 13.68 7.04 6.73 5.58 2.701951 1169.7 380.34 37.43 33.97 29.08 14.97 14.31 11.86 5.741952 1003.9 273.18 26.89 24.40 20.89 10.75 10.28 8.52 4.121953 491.5 36.20 3.56 3.23 2.77 1.42 1.36 1.13 0.551954 1001.6 271.77 26.75 24.28 20.78 10.69 10.23 8.47 4.101955 717.1 118.36 11.65 10.57 9.05 4.66 4.45 3.69 1.791956 862 190.81 18.78 17.04 14.59 7.51 7.18 5.95 2.881957 933.2 230.90 22.72 20.63 17.66 9.09 8.69 7.20 3.481965 810.2 163.40 16.08 14.60 12.49 6.43 6.15 5.09 2.461969 885.4 203.69 20.05 18.19 15.57 8.02 7.67 6.35 3.071970 679.2 101.73 10.01 9.09 7.78 4.00 3.83 3.17 1.531971 888.1 205.19 20.19 18.33 15.69 8.07 7.72 6.40 3.101972 901 212.44 20.91 18.98 16.24 8.36 8.00 6.62 3.201973 791.6 153.95 15.15 13.75 11.77 6.06 5.79 4.80 2.321974 1317.7 483.44 47.58 43.18 36.97 19.02 18.19 15.07 7.291975 1080.4 321.36 31.63 28.71 24.57 12.65 12.09 10.02 4.851976 1081.6 322.13 31.70 28.78 24.63 12.68 12.12 10.04 4.861977 1364.6 517.27 50.91 46.21 39.55 20.36 19.47 16.12 7.801978 1024.3 285.80 28.13 25.53 21.85 11.25 10.76 8.91 4.311979 1028.5 288.42 28.39 25.76 22.05 11.35 10.85 8.99 4.351980 1488.4 608.75 59.91 54.38 46.55 23.96 22.91 18.98 9.181981 1346.2 503.94 49.60 45.02 38.53 19.83 18.97 15.71 7.601982 1401.1 543.92 53.53 48.59 41.59 21.40 20.47 16.96 8.201983 1046.9 299.97 29.52 26.80 22.94 11.80 11.29 9.35 4.521984 1360 513.93 50.58 45.91 39.30 20.22 19.34 16.02 7.751985 1113.8 343.10 33.77 30.65 26.23 13.50 12.91 10.70 5.181986 919.3 222.87 21.93 19.91 17.04 8.77 8.39 6.95 3.361987 1488.5 608.82 59.92 54.38 46.55 23.96 22.91 18.98 9.181988 864.7 192.28 18.92 17.18 14.70 7.57 7.24 5.99 2.901989 1061.4 309.18 30.43 27.62 23.64 12.17 11.64 9.64 4.661990 1134.4 356.70 35.11 31.86 27.27 14.04 13.42 11.12 5.381991 1425.4 561.82 55.29 50.19 42.96 22.11 21.14 17.51 8.471992 551.2 53.82 5.30 4.81 4.12 2.12 2.03 1.68 0.811993 678.6 101.48 9.99 9.06 7.76 3.99 3.82 3.16 1.531994 964.1 249.10 24.52 22.25 19.05 9.80 9.37 7.77 3.761995 845.6 181.96 17.91 16.25 13.91 7.16 6.85 5.67 2.741996 819.2 168.05 16.54 15.01 12.85 6.61 6.32 5.24 2.531997 981.4 259.48 25.54 23.18 19.84 10.21 9.77 8.09 3.911998 1004.4 273.49 26.92 24.43 20.91 10.76 10.29 8.53 4.131999 1078.5 320.14 31.51 28.60 24.48 12.60 12.05 9.98 4.832000 1077.7 319.62 31.46 28.55 24.44 12.58 12.03 9.96 4.822001 1110.8 341.13 33.57 30.47 26.08 13.42 12.84 10.63 5.152002 1099.5 333.74 32.85 29.81 25.52 13.13 12.56 10.40 5.032003 1131.7 354.91 34.93 31.70 27.14 13.97 13.36 11.06 5.352004 857.3 188.26 18.53 16.82 14.39 7.41 7.08 5.87 2.842005 1153.7 369.58 36.37 33.01 28.26 14.54 13.91 11.52 5.572006 1317.1 483.01 47.54 43.15 36.93 19.01 18.18 15.06 7.292007 1039.7 295.44 29.08 26.39 22.59 11.63 11.12 9.21 4.462008 1192.1 395.55 38.93 35.33 30.25 15.57 14.89 12.33 5.972009 921.1 223.90 22.04 20.00 17.12 8.81 8.43 6.98 3.382010 862.7 191.19 18.82 17.08 14.62 7.52 7.20 5.96 2.882011 1069 314.03 30.91 28.05 24.01 12.36 11.82 9.79 4.742012 876.3 198.64 19.55 17.74 15.19 7.82 7.48 6.19 3.002013 571.2 60.42 5.95 5.40 4.62 2.38 2.27 1.88 0.912014 1294.5 466.89 45.95 41.71 35.70 18.37 17.57 14.55 7.04

Volumen ANUALCAUDALES MEDIOS MENSUALES (M3/SEG)

AÑO



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Figura Nº 7: Funciones Teórica y Experimental correspondiente a los meses de Enero a Julio



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28. Se observó que la función teórica que mejor ajusta es la de Weibull; a partir de estase determinaron las garantías para el caudal de diseño de 0,5 m3/seg en la zona de toma,considerando que parte del caudal del arroyo es tomado por la concesión del Consorciode Palma Sola, aguas arriba del punto de estudio. En la Tabla a continuación seobservan estos valores.

Cuadro Nº 8: Garantía de caudales

Caudal en Toma Garanía de Caudalesm3/seg %

ENERO 0,5 99,17%FEBRERO 0,5 99,02%MARZO 0,5 98,65%ABRIL 0,5 94,88%MAYO 0,5 94,98%JUNIO 0,5 92,82%JULIO 0,5 74,26%

MES



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E. Determinación de Curvas IDF y Caudal Máximo de Diseño

29. En el punto anterior se determinaron los caudales disponibles, para poder diseñar laobra de captación sobre el arroyo Santa Rita, es necesario conocer el Caudal MáximoInstantáneo. Al no contar con datos de aforos en la zona del proyecto, se realizó unamodelación Lluvia-Caudal para obtener el valor del caudal de diseño de la obra,contando con datos de lluvia y con las características físicas de la cuenca.

1. Análisis Estadístico de Precipitaciones

30. Una variable aleatoria hidrológica (v.a.h.) es aquella que define la magnitud ocantidad de algún elemento del ciclo hidrológico, tal como precipitaciones, temperatura,humedad, etc.; en nuestro caso es la Precipitación Máxima Diaria Anual.

31. La aleatoriedad de un acontecimiento está directamente relacionada con laimposibilidad de definir un resultado de un conjunto de resultados posibles; losfenómenos hidrológicos, como todo proceso natural, derivan de una serie compleja deeventos aleatorios o casi aleatorios.

32. Debido a la aleatoriedad de los procesos hidrológicos es imposible definir conexactitud lo que va a suceder en el futuro con cualquier v.a.h., a lo sumo se puededeterminar, bajo un cierto riesgo y con la mayor parte de los factores controlados, laprobabilidad de ocurrencia de un evento.

33. Las precipitaciones diarias no son una variable continua, como lo es la evaporacióno la temperatura, pero a los efectos del análisis general, tanto la precipitación mensual,anual o la desarrollada en el transcurso de una tormenta son tomadas como variablescontinuas. Por lo tanto puede tomar cualquier valor dentro de un campo definido ycomo variable continua el histograma o polígono de frecuencias puede transformarse enuna función de densidad de masas de la variable, mientras que el histograma o polígonode frecuencias acumuladas en la función de distribución de probabilidades.

2. Serie Pluviométrica Seleccionada

34. Se utilizaron los datos de lluvia diaria extraídos de la Estación de la Subsecretaría deRecursos Hídricos de la Nación, sobre el Río San Francisco, ubicada en la zona delPuente de la ruta Prov. 1 de Jujuy, durante el periodo 1947 – 2014.

35. Estos datos, se procesaron y se extrajeron las Precipitaciones Máximas Diarias,tomándose las 67 precipitaciones diarias de mayor magnitud, un valor por cada año dedato, obteniéndose de esta manera una serie de valores extremos (N) = 67 datos.



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Cuadro Nº 9: Precipitaciones Máximas Diarias

Orden Fecha Precipitación (mm) Orden Fecha Precipitación (mm)1 10/02/77 174.60 35 01/01/71 100.502 16/03/10 172.00 36 10/12/13 100.503 12/03/05 170.70 37 12/12/65 100.304 24/01/91 153.30 38 12/02/83 99.805 21/01/74 143.60 39 28/01/95 99.506 30/11/49 134.00 40 09/04/82 98.807 18/11/52 133.40 41 17/01/87 98.508 15/02/55 132.50 42 31/12/05 95.509 11/03/80 130.30 43 01/02/50 95.2010 17/12/82 126.90 44 02/12/79 95.2011 16/01/87 124.80 45 08/03/55 95.0012 20/12/05 123.50 46 01/04/83 94.7013 12/01/98 120.50 47 08/02/99 94.0014 15/01/76 120.20 48 09/02/73 92.6015 10/02/14 116.50 49 28/01/66 92.3016 08/01/94 115.60 50 28/01/99 91.5017 21/12/86 113.40 51 10/01/87 90.9018 16/01/72 113.00 52 27/01/80 90.1019 09/01/11 112.50 53 29/12/06 90.0020 20/11/84 110.30 54 08/01/50 89.0021 30/12/57 110.00 55 31/01/76 88.9022 14/01/97 109.20 56 10/12/05 88.0023 30/01/52 108.80 57 04/04/01 87.5024 07/02/14 108.00 58 06/03/03 87.5025 21/04/54 107.50 59 15/01/97 87.2026 19/03/51 106.00 60 04/02/81 87.1027 21/02/91 105.80 61 14/01/54 86.3028 02/12/71 104.80 62 19/12/86 84.5029 08/01/01 104.20 63 30/10/91 83.4030 17/01/47 103.40 64 23/01/74 83.2031 22/02/56 103.40 65 28/02/74 83.2032 12/01/91 102.70 66 03/01/14 83.0033 28/10/02 102.00 67 02/02/81 82.9034 19/11/51 100.50 104.679Media

3. Contraste de Datos

36. Se buscó la consistencia de los datos, los mismos fueron cuidadosamentecontrastados para descartar errores sistemáticos. Las series analizadas provinieron deregímenes hidrológicos homogéneos, sin alteraciones naturales o artificiales.

37. Para la aplicación de una serie de test estadísticos se consideró la hipótesis de quetodos los datos disponibles provinieron de la misma población, suponiendo para elanálisis de homogeneidad la hipótesis nula, de la no interferencia (por lo tanto los datosson homogéneos) y rechazar o no esta hipótesis con un cierto nivel de confianza.

38. Se utilizó un test no paramétrico, con una única suposición, de que lasobservaciones son independientes.

39. Entre los test no paramétricos utilizables en extremos (ELECTROBRAS (1987),KIT G. (1977), NERC (1975)) se ha seleccionado a. Test de Mann – Kendall. Parapoder contrastar los datos hidrológicos de las series de datos seleccionados y descriptasanteriormente se utilizó el Test de Mann-Kendall que se describe a continuación:

40. A partir de los datos cronológicos de la muestra Xi, i = 1,2,…N, donde i representael año de registro, se calcula S:



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= ( )s(i) es el numero de valores de Xj> Xi, siendo i < j < N, o sea para cada valor Xiordenado cronológicamente, se calcula cuantos valores posteriores lo superan.

41. Asimismo se calcula también T:

= ( )t(i) es el numero de valores de Xj< Xi, siendo i < j < N, o sea para cada valor Xiordenado cronológicamente se calcula cuantos valores posteriores son menores. Conlos valores S y T calculados, se define el índice: I=S-T, que debe ser próximo a cerosi la hipótesis nula es verdadera. Por lo tanto debe verificarse que:

42. I < I crítico (a), o sea que el I calculado sea menor que un valor de I crítico tabuladoen función del tamaño de la muestra y según diferentes niveles de significación.

43. Para tamaños de muestra mayores a 10, se puede utilizar una forma simplificada,donde se transforma el índice I a V por la expresión:= − 1(( − 1 2 + 5 )/18) .

V es el coeficiente de consistencia de los datos.

44. Los valores de V crítico son: (obtenidos de una distribución normal)

0.01 0.05 0.1

Vcri 2.33 1.64 1.28

45. En hidrología se utiliza α= 0.05 = 5%, esto quiere decir que se tiene un 95% deprobabilidad de haber aceptado el ajuste, lo que implica que la muestra no presentavalores atípicos, es consistente.

4. Análisis de Homogeneidad de la serie

a. Máximas precipitaciones diarias: Test Mann – Kendall – Programa ModeloHomotest

46. Los resultados obtenidos de la aplicación de la aplicación del test son:

47. Valor V = -12.12

No rechaza la hipótesis para nivel de confianza: 0,005 – Vcrit. = 2.580




No Rechaza la hipótesis para nivel de confianza: 0,100 – Vcrit. = 1.280



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48. Por lo cual a partir de los datos obtenidos del test Mann – Kendall calculados con elprograma modelo Homotest se observó que la serie es homogénea para el grado deexactitud requerido. No se observaron valores atípicos en las muestras.

b. Función o frecuencia Experimental

49. La frecuencia experimental empleada fue la de Hazen, que es la recomendada paraseries de valores extremos tales como la máxima precipitación diaria, la cual responde ala Ley: ∗ = ( − 0.5)/

F= Función de Distribución Experimental

i= Numero de orden de la variable ordenada de menor a mayor independiente delperiodo de ocurrencia.

N= Es el número total de datos de la serie conformada.

c. Función de distribuciones – Frecuencia Teórica:

50. Las distribuciones de frecuencia de mayor uso en análisis de frecuencia de variableshidrológicas se describen en forma sintética indicándose sus propiedadesfundamentales.

51. Para realizar el ajuste estadístico de la función de distribuciones se emplea elprograma “HIDROESTA”, desarrollado por El Instituto Tecnológico de Costa Rica, elcual permite seleccionar entre un grupo de funciones de distribución de probabilidades,la que mejor se ajusta a la muestra de datos; puesto que calcula los valores de la funciónde distintas distribuciones tipo. En este caso se tomaron en cuenta las siguientesdistribuciones:

Frechet

Gumbel

Log. Normal 2P

Log. Pearson III (LPIII)

5. Resultados obtenidos



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Cuadro Nº 10: Modelos probabilísticos

Nº Precipitación (mm) Hazen1 82.90 0.007 0.050 5.63 0.094 11.54 0.095 11.78 0.046 5.182 83.00 0.022 0.051 1.27 0.095 3.24 0.097 3.31 0.048 1.133 83.20 0.037 0.053 0.43 0.098 1.62 0.099 1.65 0.051 0.364 83.20 0.052 0.053 0.02 0.098 0.87 0.099 0.89 0.051 -0.035 83.40 0.067 0.056 -0.16 0.101 0.50 0.101 0.51 0.054 -0.206 84.50 0.082 0.073 -0.12 0.117 0.42 0.115 0.40 0.073 -0.117 86.30 0.097 0.105 0.08 0.146 0.50 0.139 0.43 0.110 0.138 87.10 0.112 0.121 0.08 0.160 0.42 0.151 0.35 0.128 0.149 87.20 0.127 0.123 -0.03 0.161 0.27 0.152 0.20 0.130 0.02

10 87.50 0.142 0.130 -0.09 0.167 0.18 0.157 0.11 0.137 -0.0311 88.00 0.157 0.141 -0.10 0.176 0.12 0.165 0.05 0.149 -0.0512 88.90 0.172 0.161 -0.06 0.193 0.12 0.179 0.04 0.171 0.0013 89.00 0.187 0.164 -0.12 0.195 0.04 0.181 -0.03 0.174 -0.0714 90.00 0.201 0.188 -0.07 0.214 0.06 0.198 -0.02 0.199 -0.0115 90.10 0.216 0.191 -0.12 0.216 0.00 0.199 -0.08 0.202 -0.0716 90.90 0.231 0.211 -0.09 0.233 0.01 0.213 -0.08 0.223 -0.0417 91.50 0.246 0.226 -0.08 0.245 0.00 0.224 -0.09 0.239 -0.0318 92.30 0.261 0.248 -0.05 0.262 0.00 0.239 -0.09 0.261 0.0019 92.60 0.276 0.256 -0.07 0.268 -0.03 0.245 -0.11 0.269 -0.0320 94.00 0.291 0.294 0.01 0.299 0.03 0.272 -0.07 0.306 0.0521 94.70 0.306 0.313 0.02 0.314 0.03 0.285 -0.07 0.325 0.0622 95.00 0.321 0.321 0.00 0.321 0.00 0.291 -0.09 0.333 0.0423 95.20 0.336 0.327 -0.03 0.325 -0.03 0.295 -0.12 0.339 0.0124 95.20 0.351 0.327 -0.07 0.325 -0.07 0.295 -0.16 0.339 -0.0325 95.50 0.366 0.335 -0.08 0.332 -0.09 0.302 -0.18 0.347 -0.0526 97.50 0.381 0.389 0.02 0.376 -0.01 0.343 -0.10 0.399 0.0527 98.50 0.396 0.416 0.05 0.399 0.01 0.364 -0.08 0.425 0.0728 98.80 0.410 0.424 0.03 0.405 -0.01 0.370 -0.10 0.432 0.0529 99.50 0.425 0.442 0.04 0.421 -0.01 0.385 -0.09 0.450 0.0630 99.80 0.440 0.450 0.02 0.428 -0.03 0.392 -0.11 0.457 0.0431 100.30 0.455 0.463 0.02 0.439 -0.04 0.402 -0.12 0.469 0.0332 100.50 0.470 0.468 -0.01 0.443 -0.06 0.407 -0.13 0.474 0.0133 100.50 0.485 0.468 -0.04 0.443 -0.09 0.407 -0.16 0.474 -0.0234 100.50 0.500 0.468 -0.06 0.443 -0.11 0.407 -0.19 0.474 -0.0535 102.00 0.515 0.505 -0.02 0.475 -0.08 0.439 -0.15 0.509 -0.0136 102.70 0.530 0.522 -0.02 0.490 -0.07 0.454 -0.14 0.525 -0.0137 103.40 0.545 0.538 -0.01 0.505 -0.07 0.469 -0.14 0.540 -0.0138 103.40 0.560 0.538 -0.04 0.505 -0.10 0.469 -0.16 0.540 -0.0339 104.20 0.575 0.556 -0.03 0.522 -0.09 0.486 -0.15 0.558 -0.0340 104.80 0.590 0.569 -0.03 0.534 -0.09 0.499 -0.15 0.570 -0.0341 105.80 0.604 0.591 -0.02 0.554 -0.08 0.520 -0.14 0.591 -0.0242 106.00 0.619 0.595 -0.04 0.558 -0.10 0.524 -0.15 0.595 -0.0443 107.50 0.634 0.625 -0.01 0.587 -0.07 0.555 -0.12 0.623 -0.0244 108.00 0.649 0.635 -0.02 0.596 -0.08 0.566 -0.13 0.633 -0.0345 108.80 0.664 0.650 -0.02 0.611 -0.08 0.582 -0.12 0.647 -0.0346 109.20 0.679 0.657 -0.03 0.618 -0.09 0.590 -0.13 0.654 -0.0447 110.00 0.694 0.671 -0.03 0.633 -0.09 0.605 -0.13 0.668 -0.0448 110.30 0.709 0.677 -0.05 0.638 -0.10 0.611 -0.14 0.672 -0.0549 112.50 0.724 0.712 -0.02 0.675 -0.07 0.653 -0.10 0.707 -0.0250 113.00 0.739 0.720 -0.03 0.683 -0.08 0.662 -0.10 0.714 -0.0351 113.40 0.754 0.726 -0.04 0.689 -0.09 0.669 -0.11 0.720 -0.0452 115.60 0.769 0.756 -0.02 0.722 -0.06 0.707 -0.08 0.750 -0.0253 116.50 0.784 0.768 -0.02 0.734 -0.06 0.721 -0.08 0.761 -0.0354 120.20 0.799 0.809 0.01 0.781 -0.02 0.777 -0.03 0.803 0.0155 120.50 0.813 0.812 0.00 0.785 -0.04 0.781 -0.04 0.806 -0.0156 123.50 0.828 0.840 0.01 0.817 -0.01 0.819 -0.01 0.834 0.0157 124.80 0.843 0.851 0.01 0.830 -0.02 0.834 -0.01 0.845 0.0058 126.90 0.858 0.866 0.01 0.849 -0.01 0.856 0.00 0.860 0.0059 130.30 0.873 0.888 0.02 0.875 0.00 0.887 0.02 0.883 0.0160 132.50 0.888 0.900 0.01 0.890 0.00 0.904 0.02 0.895 0.0161 133.40 0.903 0.904 0.00 0.895 -0.01 0.910 0.01 0.900 0.0062 134.00 0.918 0.907 -0.01 0.899 -0.02 0.914 0.00 0.903 -0.0263 143.60 0.933 0.942 0.01 0.942 0.01 0.960 0.03 0.940 0.0164 153.30 0.948 0.964 0.02 0.967 0.02 0.983 0.04 0.963 0.0265 170.70 0.963 0.983 0.02 0.989 0.03 0.997 0.04 0.984 0.0266 172.00 0.978 0.984 0.01 0.989 0.01 0.997 0.02 0.985 0.0167 174.60 0.993 0.985 -0.01 0.991 0.00 0.998 0.01 0.986 -0.01

mmmm

Log. Pearson III

151.72166.33

Gumbel Log. Normal 2 P

149.86 143.58161.47 151.61

Frechet

151.33166.98

25 años50 años



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Figura Nº 8: Función Distribución

52. La elección de uno o más modelos probabilísticos corresponde a la función dedistribución que estima de la mejor manera la magnitud esperada de la variablehidrológica en estudio. Para este caso se utilizó la representación grafica y ajuste visuala través del papel probabilístico Gumbel, cuya escala en abscisa es la probabilidadsegún distribución Gumbel, la escala de ordenada es aritmética, y la distribución serepresenta como recta.

53. Del análisis anterior, se concluye que la mejor distribución de las analizadas es laFRECHET, a partir de esta se determinaron las curvas IDR.

F. Curvas I-D-R (intensidad–duración–recurrencia)

54. De acuerdo al análisis estadístico realizado precedentemente se obtuvo para unadeterminada recurrencia el valor de la Precipitación Diaria Máxima, con la distribuciónseleccionada FRECHET. Luego se transformó a Precipitación 24 horas multiplicándolapor los factores de Hersfield:

Tr (años) 5 10 25 50 75 100P24/Pd 1.13 1.13 1.14 1.15 1.14 1.15

55. Los valores obtenidos pueden apreciarse en Tabla siguiente:

Cuadro Nº 11: Precipitación Diaria Máxima – Precipitación 24 hs

F(%) F(%)1-1/T

5 0.20 0.80 118.42 133.8110 0.10 0.90 133.25 150.5720 0.05 0.95 151.32 170.9925 0.04 0.96 156.43 178.3350 0.02 0.98 168.59 193.88

T(años) P (mm) P 24 (mm)

56. Se efectuó la desagregación de lluvias de 24 horas, para cada período de retornoanalizado, a través de los coeficientes desarrollados en el Instituto de Pesquisas



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Hidráulicos – U. F. Río Grande do Sul – Porto Alegre Brasil. Esta metodología realizauna desagregación de cada uno de los valores obtenidos anteriormente para cada una delas recurrencias, mediante los coeficientes correspondientes a las distintas duraciones.

57. En la tabla anterior, se observa que al multiplicar el valor de Precipitación máximadiaria de 24 horas por los distintos coeficientes se obtiene la Precipitación acumulada enese tiempo transcurrido, para las distintas recurrencias analizadas.

58. Una vez determinadas las Precipitaciones acumuladas, se obtuvieron los valores deintensidad de lluvia al dividir la precipitación acumulada por el tiempo transcurrido. Deesta manera se obtienen los valores de las Curvas I-D-R, las cuales se aprecian en elsiguiente gráfico.

Cuadro Nº 12: Precipitaciones Desagregadas

5 10 20 25 50horas min 133.81 150.57 170.99 178.33 193.880.250 15 0.213 28.50 32.07 36.42 37.98 41.300.500 30 0.312 41.75 46.98 53.35 55.64 60.490.750 45 0.376 50.31 56.62 64.29 67.05 72.901.000 60 0.423 56.60 63.69 72.33 75.43 82.011.250 75 0.46 61.55 69.26 78.66 82.03 89.181.500 90 0.49 65.57 73.78 83.79 87.38 95.001.750 105 0.516 69.05 77.70 88.23 92.02 100.042.000 120 0.539 72.12 81.16 92.17 96.12 104.502.500 150 0.577 77.21 86.88 98.66 102.90 111.873.000 180 0.608 81.36 91.55 103.96 108.43 117.883.500 210 0.634 84.84 95.46 108.41 113.06 122.924.000 240 0.657 87.91 98.93 112.34 117.16 127.384.500 270 0.678 90.72 102.09 115.93 120.91 131.455.000 300 0.696 93.13 104.80 119.01 124.12 134.945.500 330 0.713 95.41 107.36 121.92 127.15 138.246.000 360 0.728 97.41 109.62 124.48 129.83 141.14

Δt Coef.

Cuadro Nº 13: Curvas IDF

5.00 10.00 20.00 25.00 50.000 1 2 3 4 5 6 7

5 10 20 25 50horas min 133.81 150.57 170.99 178.33 193.880.250 15 0.213 114.01 128.29 145.69 151.94 165.180.500 30 0.312 83.50 93.96 106.70 111.28 120.980.750 45 0.376 67.08 75.49 85.72 89.40 97.201.000 60 0.423 56.60 63.69 72.33 75.43 82.011.250 75 0.46 49.24 55.41 62.93 65.63 71.351.500 90 0.49 43.71 49.19 55.86 58.25 63.331.750 105 0.516 39.46 44.40 50.42 52.58 57.172.000 120 0.539 36.06 40.58 46.08 48.06 52.252.500 150 0.577 30.88 34.75 39.47 41.16 44.753.000 180 0.608 27.12 30.52 34.65 36.14 39.293.500 210 0.634 24.24 27.28 30.97 32.30 35.124.000 240 0.657 21.98 24.73 28.09 29.29 31.844.500 270 0.678 20.16 22.69 25.76 26.87 29.215.000 300 0.696 18.63 20.96 23.80 24.82 26.995.500 330 0.713 17.35 19.52 22.17 23.12 25.136.000 360 0.728 16.24 18.27 20.75 21.64 23.52

Tr.:

Δt Coef.



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G. Análisis Fluvial

59. Del análisis fluvial se concluyó que el cauce del Aº Santa Rita posee un sistema deescurrimiento tipo meándrico, con carga principal de sedimentos finos y materialvegetal arbóreo. El material vegetal es aportado por erosión marginal del cauce, el cualproduce deslizamientos y debido a peso propio de la vegetación al perder sustento delsuelo bajo él, se desprende y es arrastrado por el río corriente abajo.

60. En el arroyo se observó un flujo curvilíneo helicoidal con áreas de erosión ydepositación que hace que el cauce repita aproximadamente un patrón de meandro conángulos de más de 90 grados entre el eje del arroyo y la tendencia del valle. Avanzandoel ciclo hacia aguas abajo. Se presentan dos direcciones fundamentales del movimiento,una hacia afuera de la curva y otro del meandro, en la dirección general del río. Laerosión es máxima en la salida de la parte curva del meandro y el movimiento es mayoren la dirección general de la corriente, lo que hace muy susceptible a la erosión de losmárgenes.

61. Debido al movimiento de los meandros es necesario realizar estudios y estabilizaren la medida de lo posible ciertos tramos, para que la afectación de la obra planteada seaen la menor medida posible. La erosión local en un meandro del río sumada a laserosiones locales en cada uno de los meandros conforma un patrón general de erosiónque le da una dinámica al mismo.

62. No se puede predecir con alto grado de confiabilidad la morfología del cauce antesituaciones hidrológicas y/o antrópicas, dado que se trata de un movimiento simultáneode agua y sedimentos sobre un cauce deformable. Existen muchas variables parapermitir un modelamiento preciso. Esto obligó a considerar en el proyecto de ingenieríade hidráulica fluvial, un cierto grado de incertidumbre sobre la respuesta del arroyo a laobra proyectada y se basó el diseño en obras que permitan al cauce cierto grado delibertad para su propio reajuste o equilibrio interno, puesto que en el arroyo varíanpermanentemente la sección transversal, el talud, el fondo y la rugosidad, lo cual generacambios en las condiciones del flujo. La geometría del arroyo no es fija sino variable.Los aumentos de caudal producen cambios momentáneos de la sección, produciendo uncambio en las condiciones del flujo, y al existir también un cambio en la carga desedimentos se produce un cambio en la morfología.

63. Por todo lo antedicho y frente a la necesidad de ejecutar obras de control de fondo ymarginal es que debe tenerse en cuenta un monitoreo del comportamiento fluvial luegode cada crecida y corregir posibles factores no contemplados o imposibles decontemplar al momento del diseño de las mismas.

H. Estimación de Caudales

64. La modelación ha sido realizada con el método propuesto por el Soil ConservationService (1985), correspondiente a eventos extremos.

65. Con este fin se determina en primer lugar la cuenca de aporte y su capacidad degenerar excedentes. Se define luego la tormenta de diseño haciendo uso de las curvasIDF de la zona.

1. Determinación de la cuenca de aporte



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66. La cuenca de aporte se determinó a partir de las imágenes satelitales, modelosdigitales del terreno y curvas de nivel extraídas de las imágenes georeferenciadas.Primero se definió el punto de control en donde se desea conocer el caudal, el mismo selo tomo en la zona de emplazamiento de la obra de captación. La cuenca de aporte es de912,62 km2.

Figura Nº 9: Imagen de la cuenca de aporte a la obra de captación

2. Determinación de parámetros de Modelo Hidrológico

a) Curva Número CN

67. El valor de CN depende de las condiciones hidrológicas del suelo, del uso y manejode las tierras y de las condiciones hidrológicas de la cobertura vegetal, entre otrosfactores. Para la definición y caracterización de cada uno de éstos valores se utilizaronlos principios propuestos por el Soil Conservation Service (1972).

68. Es considerada como una de las mejores metodologías disponible para evaluar laspérdidas durante una tormenta en cuencas sin información, debido principalmente a lacantidad de estudios e investigaciones realizadas en cuencas piloto con distintos tipos decobertura vegetal, tratamientos del terreno, ciclo vegetativo de los cultivos, suelos, etc.

b)Traslado de la Onda de Crecida

69. Para los traslados a través de los cauces se utilizó el método de Muskingum Cunge.Dos parámetros son necesarios para el uso de este método: k y X. En base a losdesniveles obtenidos digitalmente se procedió a procesarlos para obtener los parámetrosk (constante de almacenamiento) y X (relación caudal de entrada y caudal de salida) quedefinen el tránsito según el modelo de Muskingum Cunge.

c) Tiempo de concentración

70. En el transcurso de una tormenta y a medida que pasa el tiempo la superficie deaporte a la sección de salida de la cuenca se va incrementando, si el tiempo deprecipitación eficaz es lo suficientemente grande va a llegar un momento en que toda la



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cuenca aporta simultáneamente, ese tiempo se llama tiempo de concentración y es eltiempo que tarda en llegar a la salida una gota de agua que cae en el puntahidrológicamente más alejado de la cuenca.

71. Consideramos el recorrido del curso del Arroyo Santa Rita. De acuerdo a lasubcuenca asimilamos conducción por cerros mediante una fórmula empírica(correspondiente a cuencas rurales).

d)Tormenta de diseño

72. Por no disponerse de registros pluviográficos que permitan determinar un patrón dedistribución temporal interna para las tormentas intensas de la zona, se empleó elmétodo del bloque alterno, el cual es adecuado para el tipo de determinación que sedesarrolla en este estudio.

I. Modelo Lluvia – Caudal

73. La modelación computacional se ejecutó con el programa HEC-HMS del Cuerpo deIngenieros de los Estados Unidos.

74. El estudio hidrológico permite obtener los hidrogramas para distintas recurrencias ypara eventos continuos. Estos hidrogramas permiten verificar el funcionamiento y laseguridad de la obra de toma a ser diseñada. Los hidrogramas simulados fueronobtenidos por medio de modelos computacionales de transformación lluvia-caudal ytránsito-caudal.

1. Software utilizados en la Modelización HEC / HMS

75. El software utilizado es el HEC-HMS, Hydrologic Modeling System, delHydrologic Engineering Center (HEC) del US Amry Corps of Engineers. Este programasimula los procesos de precipitación-escorrentía y los procesos de tránsitos controladosy naturales.

76. Puede ser aplicado en un amplio rango de regiones geográficas para solucionar unnivel general de problemas. Puede ser utilizado en pequeñas cuencas urbanas, o engrandes cuencas sin intervención, los resultados se pueden aplicar para estudios dedisponibilidad de agua, drenaje urbano, observación de flujo, impacto de intervencionesen cuencas, reducción del daño por inundaciones, operación de sistemas, etc.



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Figura Nº 10: Salidas del programa

2. Parámetros

Subcuenca Vegetación Uso suelo Area (km2) Grupo H. CN(II) CN POND S IaSubcuenca Superior Bosque Alto Serranías 448.56 Grupo B 44 44.00 323.27 64.65

Bosque Alto Serranías - Pastado 251.62 Grupo B 44Cultivo Agricola Ganadero 112.3 Grupo B 67

Bosque Alto Cerranías - Pastado 87.98 Grupo B 44Cultivo Agricola Ganadero 12 Grupo B 67

48.62

57.84

Subcuenca Media 51.10

Subcuenca Inferior 46.76

243.09

289.19

SubCuenca Area (km2) Long. (m) i Tc (min) Lag (min) CNSc. Alta 448.56 50300 2.24% 350.70 280.56 44.00

Sc. Media 363.92 27306 1.65% 246.44 197.15 51.10Sc. Baja 99.98 23347 0.64% 313.93 251.14 46.76



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Figura Nº 11: Subcuencas analizadas

Cuadro Nº 14: Tormenta de Diseño 50 años de Recurrencia

50 AñosTiempo

(min) Tiempo (hs) Intensidad(mm/hs)

Precip. Acum(mm)

Prec. Incr.(mm) TD (10años)

60.00 1.00 82.01 82.01 82.01 7.56120.00 2.00 52.25 104.50 22.49 13.38180.00 3.00 39.29 117.88 13.38 82.01240.00 4.00 31.84 127.38 9.50 22.49300.00 5.00 26.99 134.94 7.56 9.50360.00 6.00 23.52 141.14 6.20 6.20

TORMENTA DE DISEÑO - RECURRENCIA:


Zona Sup. (km2) Caudal Pico ((m3/seg)SC Alta 448.56 258.4Tramo Alta - Media 448.56 256.9SC Media 363.92 158.8Tramo Media - Baja 812.48 343.4SC Baja 99.98 9.9Pto. Control 912.46 350.4



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Figura Nº 12: Hidrograma en puntos de control

Cuadro Nº 15: Hidrograma



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Tiempo (hs) Tiempo (min) Caudal (m3/seg) Tiempo (hs) Tiempo (min) Caudal (m3/seg)0.00 0.00 0.00 18.00 1080.00 33.900.50 30.00 0.10 18.50 1110.00 29.301.00 60.00 0.40 19.00 1140.00 25.301.50 90.00 0.90 19.50 1170.00 21.802.00 120.00 1.90 20.00 1200.00 18.802.50 150.00 5.30 20.50 1230.00 16.203.00 180.00 15.90 21.00 1260.00 14.003.50 210.00 38.70 21.50 1290.00 12.104.00 240.00 71.90 22.00 1320.00 10.504.50 270.00 107.80 22.50 1350.00 9.105.00 300.00 144.30 23.00 1380.00 7.905.50 330.00 190.00 23.50 1410.00 6.906.00 360.00 243.50 24.00 1440.00 6.006.50 390.00 294.30 24.50 1470.00 5.207.00 420.00 334.60 25.00 1500.00 4.507.50 450.00 350.40 25.50 1530.00 4.008.00 480.00 349.90 26.00 1560.00 3.508.50 510.00 339.70 26.50 1590.00 3.009.00 540.00 323.10 27.00 1620.00 2.609.50 570.00 302.30 27.50 1650.00 2.30

10.00 600.00 279.30 28.00 1680.00 2.0010.50 630.00 255.30 28.50 1710.00 1.7011.00 660.00 231.40 29.00 1740.00 1.4011.50 690.00 208.20 29.50 1770.00 1.2012.00 720.00 186.60 30.00 1800.00 0.9012.50 750.00 166.80 30.50 1830.00 0.7013.00 780.00 147.30 31.00 1860.00 0.6013.50 810.00 128.20 31.50 1890.00 0.4014.00 840.00 110.40 32.00 1920.00 0.3014.50 870.00 94.90 32.50 1950.00 0.2015.00 900.00 81.60 33.00 1980.00 0.1015.50 930.00 70.30 33.50 2010.00 0.1016.00 960.00 60.70 34.00 2040.00 0.1016.50 990.00 52.40 34.50 2070.00 0.0017.00 1020.00 45.30 35.00 2100.00 0.0017.50 1050.00 39.20 35.50 2130.00 0.00

HIDROGRAMA EN PUNTO DE CONTROL

J. Caudal de Diseño

77. Se determinó como caudal de diseño el obtenido del análisis hidrológico anterior, elpico máximo instantáneo de 350,40 m3/seg.

K. Determinación de Volumen de la Represa de Vinalito

78. En los proyectos de optimización de los recursos hídricos de una cuenca, elproblema fundamental radica en el conocimiento previo del comportamientohidrológico del sistema. En la mayor parte de los casos, las reglas de operación de unembalse responden a establecer un equilibrio entre el almacenaje posible y los déficitsfuturos durante un periodo de tiempo determinado.

79. La construcción de una represa de riego, estratégicamente ubicado, se requiere paragarantizar el recurso en épocas de máximas demandas, y regular los aportes del arroyoen épocas de máximas.



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80. La capacidad útil de una presa se calcula por medio de la siguiente ecuación, quecorresponde a la metodología del “Funcionamiento de Vaso”:V V V

Donde:

Va = Es el volumen almacenado en la presa en un determinado instante (m3).

Ve = Es el volumen de agua que ingresa a la presa (m3).

Vs = Es el volumen que se extrae de la presa (m3).

81. El volumen de entrada es el volumen captado por el azud derivador y conducidohacia la represa, así como el volumen de agua que se capta directamente por laprecipitación en el vaso.

82. El volumen de salida está conformado por la entrega del agua demandada paraabastecimiento de riego y bebida animal y por las pérdidas ya sea por evaporación o porinfiltración en el vaso y en los muros de cierre de la represa.

1. Pérdidas por evaporación

83. El volumen de evaporación se calculó por el método de Penman:∝ ∝ 1α= Relación de Penman, que depende de la Temperatura del aire (ºC)

Cuadro Nº 16: Valores de la relación de Penman (α)

En = Radiación neta transformada a unidades de evaporación neta, en cm/día, la cual seobtiene de la ecuación siguiente:

∙84. La radiación incidente que no es reflejada ni re-irradiada se denomina radiación netaQn que corresponde a la energía disponible en una determinada superficie.

85. Los valores de referencia son:

Para Pampa Blanca 98,70 W/m2 (205 cal/cm2.dia.) media anual.

l = Calor de vaporización del agua, en cal/g, la cual se obtiene de la siguiente tabladependiendo de la temperatura del agua Ta (ºC).



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Cuadro Nº 17: Calor de vaporización del agua

Ea= Proporción de la masa transferida por evaporación, en cm/día, la que se calcula conla siguiente ecuación:E 0,013 0,00016 ∙ V ∙ e ∙ 100100V2 = velocidad del viento medido a 2m sobre el suelo en km/día.

eo = Presión de saturación para el vapor de agua, en mbar, que depende de latemperatura del agua Ta (ºC) y que se obtiene de la siguiente tabla.

Cuadro Nº 18: Presión de saturación para el vapor de agua f(Temperatura y Humedad relativa)

HR = Humedad relativa, en porcentaje. Es la relación existente entre el contenido dehumedad del aire en un determinado momento y el que podría contener, si estuviesesaturado a esa temperatura y presión.

Ta (°C)

HR



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86. A partir de los datos extraídos de las tablas anteriores para cada mes (valor de larelación de Penman, calor de vaporización del agua, presión de saturación para el vapordel agua) y otros datos referentes a las características climáticas de la Localidad deVinalito (Radiación neta, velocidad del Viento, Temperatura y Humedad relativa) seconfecciona la siguiente tabla que presenta la evaporación de la represa para cada mesen cm/dia.m2

Cuadro Nº 19: Evaporación en la represa de enero a junio (cm/dia.m2)

Cuadro Nº 20: Evaporación en la represa de julio a diciembre (cm/dia.m2)

87. La evaporación total presenta valores elevados. Los valores anteriores están dadospor unidad de superficie, Para las 29ha de represa se tiene para el mes de enero unaevaporación total de 0,45cm/día x 31dias x 290.000m2 = 40.455m3 de agua.

2. Curvas de operación

88. La simulación del funcionamiento del vaso se realizó, proponiendo un volumeninicial del vaso para el mes “i”, se definió el área expuesta al sol y se calculó el volumenmensual de salida por evaporación. Con la misma área y la altura de precipitación delmes “i” se calculó el volumen de entrada por precipitación; y el volumen de pérdida porinfiltración, se determinó el volumen de almacenamiento en el mes “i+1”, definiendo sies factible entregar el volumen demandado en dicho mes “i”, siendo necesario precisarque el mínimo volumen que debe tener la represa es el de la capacidad muerta o deazolves, es decir que si al restar al volumen almacenado en “i+1” el volumendemandado, el resultado es menor que el volumen de azolves, quiere decir que enrealidad no se puede satisfacer al 100% la demanda, determinando en que porcentaje nose pudo satisfacer a ésta, considerando a este evento como una falla o deficiencia de la

Descripción Unidades ENE FEB MAR ABR MAY JUNT °C 25.8 24.8 23.4 20.4 17.8 14.6

α 3.04 2.88 2.67 2.26 1.96 1.63Qn cal/cm2*dia 254.08 244.23 230.44 200.90 175.29 143.78ρ gr/cm3 1 1 1 1 1 1l cal/gr 582.8 583.4 584.2 586.0 587.5 589.4

En cm/día 0.44 0.42 0.39 0.34 0.30 0.24V2 Km/dia 207.36 207.36 207.36 207.36 207.36 207.36HR % 68 73 75 75 75 75e0 mbar 32.976 33.072 30.293 25.262 21.621 17.334Ea cm/día 0.49 0.41 0.35 0.29 0.25 0.20

E cm/día 0.4487 0.4170 0.3822 0.3271 0.2819 0.2273

Descripción Unidades JUL AGO SET OCT NOV DICT °C 15.5 16.2 19 22.6 24.2 25.5



E cm/día 0.2669 0.3051 0.3685 0.4312 0.4440 0.4599



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presa, siendo entonces el volumen final para la presa en el mes “i+1”, el volumen deazolves. También se considera una falla o deficiencia los derrames, ya que es agua quese podría guardar en la represa si esta fuera de mayor capacidad. Posteriormente secontinuó con el siguiente mes de simulación, pasando a ser el volumen inicial el que sedefinió como volumen final del mes anterior y así sucesivamente.

89. A continuación se presenta la variación mes a mes del volumen de la represaproducto de los aportes, ya sea por agua captada desde la toma o por precipitación quecae directamente en el vaso de la represa, y salidas debido al volumen demandado parael abastecimiento de 280ha (entre cultivos y bebida animal) y las perdidas porevaporación.

90. Cabe destacar que según el análisis de determinación de caudales, presentadoanteriormente, desde el mes de enero a junio hay agua suficiente para poder derivar los0,5 m3/seg y desde julio a diciembre el arroyo superficial se supone sin caudal, a laaltura de la toma pero se considera a partir de los estudios hidrogeológicos que se puedecaptar parte del caudal del subálveo, un volumen estimado en el orden de los 0,05m3/seg

Cuadro Nº 21: Volumen de la represa desde enero a junio

Cuadro Nº 22: Volumen de la represa desde julio a diciembre

91. De las anteriores curvas se observa que con el caudal captado a través del azud en elarroyo en el mes de enero es suficiente para llenar la represa, al mismo tiempo quesatisface la demanda de agua para riego de cultivos y para bebida animal.

92. Durante los siguientes meses desde febrero a agosto la represa sólo funciona comoun pulmón, facilitando la regulación del volumen y erogando a medida que se necesita

ha280 31 28 31 30 31 30

Ene Feb Mar Abr May JunCaudal de Aporte Superf. desde Arroyo m3/seg 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50Precipitación captada en la represa mm/mes 191 167 148 74 18 6Volumen Aportado desde Arroyo m3/mes 1,394,590 1,258,030 1,382,120 1,317,460 1,344,420 1,297,740Volumen Demanda Diaria m3/ha dia 12.8 8.7 0.2 5.2 6.7 1.9Volumen Demanda Cultivos m3/mes 110,792 67,837 2,108 43,291 58,446 15,558Volumen Demanda Ganado m3/mes 7,478 7,478 7,478 7,478 7,478 7,478Volumen demandado Total m3/mes 118,270 75,315 9,586 50,769 65,925 23,036Volumen evaporado diario cm/día 0.449 0.417 0.382 0.327 0.282 0.227Volumen evaporado mensual m3/mes 40,338 33,860 34,360 28,458 25,343 19,775Volumen necesario adicional m3/mes 0 0 0 0 0 0Volumen aportado a la represa m3/mes 1,235,982 1,148,854 1,338,174 1,238,233 1,253,152 1,254,928Volumen de Represa m3 400,000 400,000 400,000 400,000 400,000 400,000

Demanda

Regulación

Disponibilidad

Pérdidas

ha280 31 31 30 31 30 31

Jul Ago Sep Oct Nov DicCaudal de Aporte Superf. desde Arroyo m3/seg 0.20 0.10 0.075 0.05 0.05 0.075Precipitación captada en la represa mm/mes 4 6 4 33 74 133Volumen Aportado desde Arroyo m3/mes 536,840 269,580 195,560 143,490 151,060 239,450Volumen Demanda Diaria m3/ha dia 2.2 10.0 18.6 30.6 37.7 25.3Volumen Demanda Cultivos m3/mes 19,048 86,572 156,046 265,195 316,316 219,950Volumen Demanda Ganado m3/mes 7,478 7,478 7,478 7,478 7,478 7,478Volumen demandado Total m3/mes 26,526 94,051 163,525 272,673 323,795 227,428Volumen evaporado diario cm/día 0.267 0.305 0.369 0.431 0.444 0.460Volumen evaporado mensual m3/mes 23,994 27,428 32,060 38,765 38,628 41,345Volumen necesario adicional m3/mes 0 0 24 167,948 211,363 29,324Volumen aportado a la represa m3/mes 486,320 148,101 0 0 0 0Volumen de Represa m3 400,000 400,000 399,976 232,027 20,665 -8,659

Demanda

Regulación

Disponibilidad

Pérdidas



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agua para riego y bebida, e ingresando agua a la misma para volverla a llenar segúncomodidad en la operación.

93. A partir de julio se observa un abatimiento del caudal captado desde el arroyo SantaRita pero es recién a partir de septiembre que es necesario el volumen adicional de larepresa para poder abastecer de agua para riego y para bebida animal llegando endiciembre a tener el volumen mínimo.

94. Es necesario destacar que el anterior análisis se realizó en base a un caudal estimadode captación a lo largo del año. Se contempla por medio de las componentes blandas delproyecto, relevar información referente a caudales en la zona de la toma a lo largo delaño, para poder, en caso necesario, realizar los ajustes de las futuras represasacompañando al crecimiento productivo de la zona.

III. SISTEMA EL TALAR

95. El aprovechamiento hídrico analizado para la localidad de El Talar es a través decosecha de agua en un arroyo tipo intermitente que posee una cuenca de 67 km2 y unapluviosidad anual de 600 mm. Se sitúa el embalse de cosecha en un punto de cotasuficiente para poder derivar agua hacia el sector más elevado del desarrollo de ElTalar. El volumen total del embalse es de 1.60 hm3, y el volumen útil del mismo es de1.50 hm3, y se proyectará un vertedero de excedencias que permitirá la regulación delcaudal aportado por este arroyo.

A. Disponibilidad de Agua para Cosecha

1. Descripción General de la Cuenca

96. La cuenca de aporte se determinó a partir de imágenes satelitales, modelos digitalesdel terreno y curvas de nivel extraídas de las imágenes georeferenciadas. Primero sedefinió el punto de control en donde se desea conocer el caudal, el mismo se lo tomo enla zona de emplazamiento de las obras. La cuenca donde se ubicará el cierre paracosecha de agua se encuentra ubicada al este del Arroyo Santa Rita, la misma cuentacon una superficie de 67 km2 y se trata de una zona de faldeos con amplia coberturavegetal. Se observó en la misma una quebrada de gran magnitud, con un caudalconcentrado de importancia y arrastre de sedimentos.



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Figura Nº 13: Cuenca Cosecha de Agua – Cotas SNM

97. Para la determinación de la cuenca se realizaron recorridos de reconocimiento decampo y perfiles en la zona del cierre. A partir de este punto y con las curvas del SRTMse determinó el área de la cuenca.

98. En las figuras siguientes se observa la cuenca y las características de la misma encuanto a cota, pendiente y cobertura vegetal.

Figura Nº 14: Cuenca Cosecha – Pendiente de laderas en Grados



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Figura Nº 15: Cuenca Cosecha – Isohietas y Cobertura Vegetal

B. Suelos de la Zona

99. Los suelos que conforman la zona de la cuenca de cosecha de agua se observan en lafigura siguiente:

Figura Nº 16: Suelos cuenca de cosecha de agua

100. EPli: este subgrupo tiene una secuencia de horizontes A, C, R, sin horizontesdiagnósticos. Son suelos pedregosos someros formados en acumulaciones de regolita oen aglomerados de granulometría variable en contacto neto con la roca subyacente. Seubican en el relieve de sierras y colinas de la región natural de Selva y Pastizales dealtura. El rasgo distintivo del ambiente es el relieve pronunciado y la abundancia defragmentos gruesos. Son suelos de faldeo y por las condiciones climáticas favorables seforma en superficie un manto delgado de mantillo. Estos suelos tienen amplia



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distribución geográfica en las serranías de altura intermedia (debajo de los 2000m.s.n.m.), su aptitud natural es forestal extractiva y ganadera. Los Ustortentes líticosforman parte de la unidad EPli-25 como suelo dominante. Como característicasprincipales tienen una textura areno gravillosa, con una profundidad de 25 cm. y uncontenido de materia orgánica de 0,8%. El drenaje es excesivo y una erosión hídrica demoderada a grave.

101. MKac: presentan la siguiente secuencia de horizontes A1, B2t, B3, tienenepipedón mólico y horizonte argílico. Son suelos afectados por exceso de agua, lo queorigina signos de hidromorfismo en el perfil. Los perfiles de estos suelos están ubicadosen áreas de derrame, bajadas encauce y vías de escurrimiento sin cauce formado. Sesitúan en las áreas más expuestas a anegamiento de las tierras bajas, zona del río SanFrancisco. La aptitud de estas tierras es agrícola muy limitada por deficiencias dedrenaje. Los Argiustoles ácuicos forman parte de las unidades MKac-3 y MKac-4 comosuelos dominante. Son suelos de 1 m. de profundidad con un drenaje imperfecto, contextura franco arcillosa en superficie y arcillosa subsuperficial. Presentan erosiónhídrica de moderada a grave.

102. IWen: los horizontes identificados en estos suelos son O1, A, B2, R. Tienenepipedón úmbrico oscuro rico en materia orgánica y de baja saturación enbases, quesoporta un colchón de restos vegetales parcialmente humificados. El horizonte cámbricotiene límite inferior abrupto en contacto con la roca subyacente. En todo el perfilabundan fragmentos de roca. Son suelos desarrollados sobre material en cenizavolcánica. Se ubican en los faldeos y posiciones apicales de las sierras en los sectoresmás húmedos de la región de Selva y Pastizales de altura. La aptitud natural de estossuelos es forestal, son aptos para reforestación con coníferas. Los Haplumbreptesénticos forman parte de la unidad IWen-2 como componente dominante. Se caracterizanpor una textura franco limosa gravosa, una profundidad de 90 cm. Presentan buendrenaje y erosión hídrica muy grave.

C. Determinación de Volúmenes de Cosecha

103. La cuenca de cosecha aporta sus aguas a un arroyo tipo intermitente y posee unasuperficie de 67 km2 y una pluviosidad anual de 600 mm. Se sitúa el embalse decosecha en un punto de cota suficiente para poder derivar agua hacia el sector máselevado del desarrollo El Talar. El Volumen Total del embalse es de 1,60 hm3, y elvolumen útil del mismo es de 1,50 hm3. Este embalse poseerá un vertedero deexcedencias y permitirá la regulación del caudal aportado por este arroyo. Se consideraque el mismo consigue llenarse durante el periodo de lluvias que va de diciembre amarzo, por lo cual el volumen almacenado debe utilizarse en base a la demanda durantelos meses de estiaje.

104. El análisis de cosecha de agua se realizó por medio de dos metodologías:

Coutagne

Turk.

105. Dado que no existen estaciones confiables dentro de la cuenca en estudio seutilizaron todas las estaciones de la zona y se conformaron las curvas isohietas quefueron cotejadas con las obtenidas por el INTA. Se pudo determinar que la isohieta queatraviesa la cuenca es la de 600 mm. (Figura Nº 15: Cuenca Cosecha – Isohietas yCobertura Vegetal).



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106. La metodología de Coutagne necesita de una serie de años de datos, por lo que seutilizó la estación San Francisco de COREBE, como estación de referencia para elanálisis estadístico, ajustando anualmente las precipitaciones en función de la mediaanual de 600 mm. En las Tablas a continuación se observan los cálculos realizados porambos métodos.

Cuadro Nº 23: Método Coutagne

Media Anual 600 mm Area 67 km2 67000000 m2

Año Factor P (mm) P (m) Pc (mm) Ta λ (1/8)*λ (1/2)*λ E Q m31947 0,62250 373,50 0,37 0,34 22,05 0,257267816 0,032 0,129 0,20077175 1947716,211948 0,589106733 353,4640397 0,35346404 0,318117636 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 1744358,5341949 0,94885 569,31 0,57 0,51 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 4525259,061950 0,837209382 502,3256294 0,502325629 0,452093066 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3523026,8661951 1,16595 699,57 0,70 0,63 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 6832974,061952 1,000684009 600,4104052 0,600410405 0,540369365 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 5033171,1781953 0,48993 293,96 0,29 0,26 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 1206445,861954 0,998391377 599,034826 0,599034826 0,539131343 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 5010134,9541955 0,71480 428,88 0,43 0,39 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 2568149,121956 0,859238585 515,543151 0,515543151 0,463988836 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3710866,4441957 0,93021 558,13 0,56 0,50 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 4349208,751965 0,807604526 484,5627157 0,484562716 0,436106444 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3278274,1581969 0,88256 529,54 0,53 0,48 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 3915072,671970 0,677024184 406,2145106 0,406214511 0,36559306 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 2303860,3311971 0,88525 531,15 0,53 0,48 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 3938986,871972 0,898113649 538,8681891 0,538868189 0,48498137 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 4054248,5911973 0,78906 473,44 0,47 0,43 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 3129481,321974 1,313478751 788,0872506 0,788087251 0,709278526 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 8671493,131975 1,07694 646,16 0,65 0,58 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5829481,701976 1,078135097 646,8810581 0,646881058 0,582192952 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 5842438,5021977 1,36023 816,14 0,82 0,73 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 9299755,411978 1,021018657 612,6111944 0,612611194 0,551350075 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 5239805,1571979 1,02521 615,12 0,62 0,55 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5282863,441980 1,483631914 890,1791484 0,890179148 0,801161234 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 11063692,971981 1,34189 805,13 0,81 0,72 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 9050654,051982 1,396611579 837,9669476 0,837966948 0,754170253 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 9803904,1961983 1,04355 626,13 0,63 0,56 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5473576,501984 1,355643243 813,3859459 0,813385946 0,732047351 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 9237163,0411985 1,11023 666,14 0,67 0,60 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 6195483,711986 0,916355025 549,8130147 0,549813015 0,494831713 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 4220610,8661987 1,48373 890,24 0,89 0,80 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 11065179,681988 0,861929936 517,1579613 0,517157961 0,465442165 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3734149,5781989 1,05800 634,80 0,63 0,57 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5626249,131990 1,130765952 678,4595713 0,678459571 0,610613614 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 6426776,9621991 1,42083 852,50 0,85 0,77 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 10146921,521992 0,549434232 329,6605392 0,329660539 0,296694485 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 1517327,0851993 0,67643 405,86 0,41 0,37 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 2299791,701994 0,961011508 576,6069047 0,576606905 0,518946214 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 4641998,0991995 0,84289 505,73 0,51 0,46 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 3571007,331996 0,816575695 489,9454168 0,489945417 0,440950875 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3351511,2361997 0,97826 586,95 0,59 0,53 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 4810086,651998 1,001182407 600,7094441 0,600709444 0,5406385 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 5038186,0441999 1,07505 645,03 0,65 0,58 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5808996,192000 1,074247591 644,5485543 0,644548554 0,580093699 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 5800381,4932001 1,10724 664,34 0,66 0,60 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 6162153,822002 1,095977754 657,5866526 0,657586653 0,591827987 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 6037418,2042003 1,12807 676,84 0,68 0,61 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 6396220,462004 0,854553641 512,7321848 0,512732185 0,461458966 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3670510,242005 1,15000 690,00 0,69 0,62 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 6647319,872006 1,312880673 787,7284039 0,787728404 0,708955563 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 8663597,9932007 1,03637 621,82 0,62 0,56 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5398546,922008 1,18828111 712,9686662 0,712968666 0,6416718 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 7097185,6942009 0,91815 550,89 0,55 0,50 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 4237155,062010 0,859936343 515,9618055 0,515961806 0,464365625 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3716895,822011 1,06558 639,35 0,64 0,58 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 5707109,472012 0,873492775 524,095665 0,524095665 0,471686098 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 3835009,2512013 0,56937 341,62 0,34 0,31 22,05 0,257267816 0,322 1,286 0,20077175 1629435,562014 1,290353072 774,2118433 0,774211843 0,696790659 22,05 0,2572678 0,32158477 1,286339079 0,20077175 8368833,009

5304967,44HM3 5,30

Cosecha de Agua - METODO COUTAGNE



40

Cuadro Nº 24: MétodoTurk

S 67 Km2S 67000000 m2P 600 mm Precipitacion media anualTa 22.05 ºC Temperatura media anualL 904.85E 518.38Q 5468459.25 m3Q 5.47 hm3

Cosecha de Agua - METODO TURK

107. Del método de Coutagne se desprende que el volumen promedio que puede aportarla cuenca es de 5,30 hm3, mientras que el método de Turk determina un volumenpromedio anual de 5,47 hm3.

108. Se aplicó una inferencia estadística a los datos calculados a partir del Método deCoutagne y se pudo determinar que la función teórica que mejor ajusta es la de Gammade 3 parámetros. A partir de ésta, se determinó que el volumen de 2,05 hm3 tiene unagarantía del 94,1 % de probabilidad ser igualado o excedido dependiendo de lascondiciones pluviales del ciclo ocurrido. Una de las debilidades más marcadas delsistema, ya que a diferencia de la cuenca del arroyo Santa Rita cuya nacientes poseenregímenes de lluvia elevados, esta cuenca posee un régimen pluvial relativamente bajo.

109. Cabe destacar que el volumen analizado es de 2,05 hm3 debido a que se contemplalos 1,5 hm3 necesarios para riego y bebida animal; y otros 0,55 hm3 de agua pérdida porevaporación. (Este último análisis se detalla en el capítulo siguiente)

110. En la tabla y gráficas a continuación se observa la inferencia estadística realizada.

Cuadro Nº 25: Cálculos de Frecuencias

FrecuenciaExperimental Gumbel Gamma 3p

1.240 0.017 0.009 0.0161.560 0.035 0.019 0.0281.680 0.052 0.024 0.0351.790 0.069 0.030 0.0412.000 0.086 0.042 0.0552.370 0.103 0.073 0.0872.370 0.121 0.073 0.0872.640 0.138 0.103 0.1163.220 0.155 0.185 0.1923.370 0.172 0.210 0.2143.450 0.190 0.224 0.2263.620 0.207 0.254 0.2533.670 0.224 0.263 0.2613.770 0.241 0.281 0.2783.820 0.259 0.290 0.2863.820 0.276 0.290 0.2863.840 0.293 0.294 0.2903.940 0.310 0.313 0.3064.030 0.328 0.330 0.3224.050 0.345 0.333 0.3254.170 0.362 0.356 0.3464.340 0.379 0.388 0.3754.360 0.397 0.392 0.3794.470 0.414 0.413 0.3984.650 0.431 0.447 0.4294.770 0.448 0.469 0.4504.950 0.466 0.501 0.4815.150 0.483 0.536 0.515

Frecuencia TeóricaVol (hm3)Frecuencia

Experimental Gumbel Gamma 3p5.180 0.500 0.541 0.5205.180 0.517 0.541 0.5205.390 0.535 0.577 0.5555.430 0.552 0.583 0.5615.550 0.569 0.602 0.5805.630 0.586 0.615 0.5935.790 0.603 0.639 0.6175.870 0.621 0.651 0.6295.970 0.638 0.665 0.6445.970 0.655 0.665 0.6446.000 0.672 0.669 0.6486.010 0.690 0.670 0.6506.210 0.707 0.697 0.6776.340 0.724 0.714 0.6956.370 0.741 0.717 0.6996.580 0.759 0.742 0.7256.610 0.776 0.746 0.7296.840 0.793 0.771 0.7567.030 0.810 0.790 0.7777.300 0.828 0.814 0.8048.610 0.845 0.901 0.9028.910 0.862 0.914 0.9178.920 0.879 0.915 0.9179.310 0.897 0.930 0.9349.500 0.914 0.936 0.9419.560 0.931 0.938 0.943

10.080 0.948 0.952 0.95910.440 0.966 0.960 0.96711.380 0.983 0.975 0.982

Frecuencia TeóricaVol (hm3)



41

Figura Nº 17: Función de Distribución

1. Pérdidas de Embalse por Evaporación

111. El volumen de evaporación se calculó por el método de Penman, que se utilizapara del cálculo de la evaporación en un gran depósito de agua:∝ ∝ 1

α= Relación de Penman, que depende de la Temperatura del aire (ºC)

Cuadro Nº 26: Valores de la relación de Penman (α)

En = Radiación neta transformada a unidades de evaporación neta, en cm/día, la cualse puede obtener de la ecuación siguiente:

∙112. La radiación incidente que no es reflejada ni re-irradiada se denomina radiaciónneta Qn es la energía disponible en una determinada superficie.

113. Los valores de referencia son:

Para Pampa Blanca 98,70 W/m2 (205 cal/cm2.dia.) media anual.

l = Calor de vaporización del agua, en cal/g, la cual se obtiene de la siguiente tabladependiendo de la temperatura del agua Ta (ºC).



42

Cuadro Nº 27: Calor de vaporización del agua

Ea= Proporción de la masa transferida por evaporación, en cm/día, la que se calcula conla ecuación siguiente:E 0,013 0,00016 ∙ V ∙ e ∙ 100100V2 = velocidad del viento medido a 2m sobre el suelo en km/día.

e0= Presión de saturación para el vapor de agua, en mbar, que depende de la temperaturadel agua Ta (ºC) y que se obtiene de la siguiente tabla.

Cuadro Nº 28: Presión de saturación para el vapor de agua f (Temperatura y Humedad relativa)



43

HR = Humedad relativa, en porcentaje. Es la relación existente entre el contenido dehumedad del aire en un determinado momento y el que podría contener, si estuviesesaturado a esa temperatura y presión.

114. A partir de los datos extraídos de las tablas anteriores para cada mes (valor de larelación de Penman, calor de vaporización del agua, presión de saturación para el vapordel agua) y otros datos referentes a las características climáticas de la Localidad deVinalito (Radiación neta, velocidad del Viento, Temperatura y Humedad relativa) seconfeccionó la siguiente tabla que presenta la evaporación de la represa para cada mesen cm/dia.m2

Ta (°C)

HR



44

Cuadro Nº 29: Evaporación en la represa de enero a junio (cm/dia.m2)

Cuadro Nº 30: Evaporación en la represa de julio a diciembre (cm/dia.m2)

115. La evaporación total es elevada. Los valores anteriores están dados por unidad desuperficie lo que significa que para las 41,4ha de represa se tiene para el mes de enerouna evaporación total de 0,45cm/dia.m2 x 31dias x 414,093 m2 = 57,766 m3 de agua.

D. Curvas de Operación

116. La simulación del funcionamiento del vaso del embalse, se realizó, proponiendo unvolumen inicial para el mes “i”. Se definió el área expuesta al sol y se calculó elvolumen mensual de salida por evaporación; con la misma área y la altura deprecipitación del mes “i” se calcula el volumen de entrada por precipitación; y elvolumen de pérdida por infiltración, se determina el volumen de almacenamiento en elmes “i+1”, definiendo si es factible entregar el volumen demandado en dicho mes “i”,siendo necesario precisar que el mínimo volumen que debe tener el embalse,correspondiente a la capacidad muerta o de azolves, es decir que si al restar al volumenalmacenado en “i+1” el volumen demandado, el resultado es menor que el volumen deazolves, quiere decir que en realidad no se puede satisfacer al 100% la demanda,determinando en que porcentaje no se pudo satisfacer a ésta, considerando a este eventocomo una falla o deficiencia de la presa, siendo entonces el volumen final para la presaen el mes “i+1”, el volumen de azolves. También se considera una falla o deficiencia losderrames, ya que es agua que se podría guardar en la presa si esta fuera de mayorcapacidad. Posteriormente se continuó con el siguiente mes de simulación, pasando aser el volumen inicial el que se definió como volumen final del mes anterior y asísucesivamente.

Descripción Unidades ENE FEB MAR ABR MAY JUNT °C 25.8 24.8 23.4 20.4 17.8 14.6



E cm/día 0.4487 0.4170 0.3822 0.3271 0.2819 0.2273

Descripción Unidades JUL AGO SET OCT NOV DICT °C 15.5 16.2 19 22.6 24.2 25.5



E cm/día 0.2669 0.3051 0.3685 0.4312 0.4440 0.4599



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117. A continuación se presenta la variación mes a mes del volumen del embalseproducto de los aportes por precipitaciones en el vaso y escurrimiento en la cuenca deaporte, y salidas debido al volumen demandado para el abastecimiento de 225ha (entrecultivos y bebida animal) y las perdidas por evaporación.

118. Cabe destacar que el volumen total, determinado en la inferencia estadística, de2,05 hm3 al año por el método de Coutagne va a ser aportado por las precipitaciones conuna idéntica distribución porcentual a la propuesta en el sistema Vinalito. La misma sepresenta a continuación y en ella se muestra precipitaciones solo desde enero a julio,considerando nulo el aporte entre agosto y diciembre.

Cuadro Nº 31: Volumen cosecha de agua a lo largo del año

Cuadro Nº 32: Volumen del embalse desde enero a junio

% hm3Enero 25.51% 0.52

Febrero 21.61% 0.44Marzo 20.48% 0.42Abril 10.20% 0.21Mayo 10.08% 0.21Junio 8.08% 0.17Julio 0% 0.00

Agosto 0% 0.00Septiembre 0% 0.00

Octubre 0% 0.00Noviembre 0% 0.00Diciembre 0% 0.00

Total 100.00% 2.05

Distribuciónprecipitaciones

Volumencosecha de

aguaMes

ha225 31 28 31 30 31 30

Ene Feb Mar Abr May JunDisponibilidad Volumen captado cosecha de agua m3/mes 522,955 443,005 419,840 209,100 206,640 165,640

Volumen Demanda Diaria m3/ha dia 19.5 13.2 0.6 5.4 7.3 3.5Volumen Demanda Cultivos m3/mes 135,743 83,114 4,516 36,162 51,186 23,533Volumen Demanda Ganado m3/mes 10,656 10,656 10,656 10,656 10,656 10,656Volumen demandado Total m3/mes 146,399 93,770 15,172 46,818 61,842 34,189Volumen evaporado diario cm/día.m2 0.449 0.417 0.382 0.327 0.282 0.227Volumen evaporado mensual m3/mes 57,599 48,349 49,063 40,635 36,187 28,237Volumen necesario adicional m3/mes 0 0 0 0 0 0Volumen aportado a la represa m3/mes 318,957 300,885 355,605 121,647 108,611 103,214Volumen del Embalse m3 318,957 619,842 975,448 1,097,094 1,205,705 1,308,919

Regulación

Demanda

Pérdidas



46

Cuadro Nº 33: Volumen del embalse desde julio a diciembre

119. Mediante una inferencia estadística a los datos calculados a partir del Método deCoutagnese pudo determinar que la función teórica que mejor ajusta es la de Gamma de3 parámetros. A partir de ésta se concluyó que el Volumen de 2,05 hm3 tiene unagarantía del 94,1 % de probabilidad.

120. De las tablas anteriores se puede observar que el volumen máximo utilizado paraalmacenamiento en el embalse es de 1,32 hm3. Por lo que el volumen recomendado delembalse es de 1,5 hm3 y la capacidad de azolve resultante es de 0,18 hm3.

E. Determinación de Caudal Pico de Diseño de Vertedero

121. Para determinar el caudal pico para el diseño del vertedero del embalse, se realizaun modelo hidrológico lluvia-caudal que permite determinar el caudal máximo esperadopara una recurrencia de 50 años de precipitación.

F. Determinación de Parámetros de Modelo Hidrológico

1. Curva número CN

122. El valor de CN depende de las condiciones hidrológicas del suelo, del uso ymanejo de las tierras y de las condiciones hidrológicas de la cobertura vegetal, entreotros factores. Para la definición y caracterización de cada uno de éstos valores seutilizaron los principios propuestos por el Soil Conservation Service (1972).

123. Es considerada como una de las mejores metodologías disponible para evaluar laspérdidas durante una tormenta en cuencas sin información, debido principalmente a lacantidad de estudios e investigaciones realizadas en cuencas piloto con distintos tipos decobertura vegetal, tratamientos del terreno, ciclo vegetativo de los cultivos, suelos, etc.

2. Traslado de la onda de crecida

124. Para los traslados a través de los cauces se utilizó el método de Muskingum Cunge.Dos parámetros son necesarios para el uso de este método: k y X. En base a losdesniveles obtenidos digitalmente se procedió a procesarlos para obtener los parámetrosk (constante de almacenamiento) y X (relación caudal de entrada y caudal de salida) quedefinen el tránsito según el modelo de Muskingum Cunge.

ha225 31 31 30 31 30 31

Jul Ago Sep Oct Nov DicDisponibilidad Volumen captado cosecha de agua m3/mes 82,820 0 0 0 0 0

Volumen Demanda Diaria m3/ha dia 3.9 15.2 23.9 34.7 42.9 30.2Volumen Demanda Cultivos m3/mes 26,861 106,006 161,611 242,068 289,379 210,365Volumen Demanda Ganado m3/mes 10,656 10,656 10,656 10,656 10,656 10,656Volumen demandado Total m3/mes 37,517 116,662 172,267 252,724 300,035 221,021Volumen evaporado diario cm/día.m2 0.267 0.305 0.369 0.431 0.444 0.460Volumen evaporado mensual m3/mes 34,262 39,165 45,778 55,353 55,157 59,037Volumen necesario adicional m3/mes 0 155,827 218,045 308,076 355,192 280,058Volumen aportado a la represa m3/mes 11,042 0 0 0 0 0Volumen del Embalse m3 1,319,961 1,164,134 946,089 638,012 282,820 2,762

Regulación

Demanda

Pérdidas



47

3. Tiempo de concentración

125. En el transcurso de una tormenta y a medida que pasa el tiempo la superficie deaporte a la sección de salida de la cuenca se va incrementando, si el tiempo deprecipitación eficaz es lo suficientemente grande va a llegar un momento en que toda lacuenca aporta simultáneamente, ese tiempo se llama tiempo de concentración y es eltiempo que tarda en llegar a la salida una gota de agua que cae en el puntahidrológicamente más alejado de la cuenca. Se toma el cauce de la quebrada como líneaprincipal de escurrimiento.

126. Consideramos el mayor recorrido (o del que se obtenga el mayor Tc). De acuerdo ala subcuenca asimilamos conducción por cerros mediante una fórmula empírica(correspondiente a cuencas rurales). Se consideran el trazado de curvas isócronas (deigual tc), para el modelado de la cuenca.

4. Tormenta de diseño

127. Por no disponerse de registros pluviográficos que permitan determinar un patrónde distribución temporal interna para las tormentas intensas de la zona, se empleó elmétodo del bloque alterno, el cual es adecuado para el tipo de determinación que sedesarrolla en este estudio. Se modelo una tormenta de diseño para una recurrencia de 50años y con las curvas IDR determinadas en el Capítulo anterior.

G. Modelo de Lluvia - Caudal

128. La modelación computacional se ejecutó con el programa HEC-1 y HEC-HMS delCuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos.

129. El estudio hidrológico permite obtener los hidrogramas para distintas recurrenciasy para eventos continuos. Estos hidrogramas permiten verificar el funcionamiento y laseguridad de la obra de toma a ser diseñada. Los hidrogramas simulados fueronobtenidos por medio de modelos computacionales de transformación lluvia-caudal ytránsito-caudal.

1. Software utilizados en la modelación HEC / HMS

130. El software utilizado es el HEC-HMS, Hydrologic Modeling System, delHydrologic Engineering Center (HEC) del US Amry Corps of Engineers. Este programasimula los procesos de precipitación-escorrentía y los procesos de tránsitos controladosy naturales.

131. Puede ser aplicado en un amplio rango de regiones geográficas para solucionar unnivel general de problemas. Puede ser utilizado en pequeñas cuencas urbanas, o engrandes cuencas sin intervención, los resultados se pueden aplicar para estudios dedisponibilidad de agua, drenaje urbano, observación de flujo, impacto de intervencionesen cuencas, reducción del daño por inundaciones, operación de sistemas, etc.



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Figura N° 17: Salida del Programa

2. Parámetros

Subcuenca Vegetación Uso suelo Area (km2) Grupo H. CN(II) S IaCuenca Cosecha Bosque Alto Serranías 67 Grupo B 44 323.27 64.65

SubCuenca Area (km2) Long. (m) i Tc (min) Lag (min) CNCuencaCosecha 67 22500 0.71% 293.43 234.74 44.00



49


Cuadro Nº 34: Hidrograma

Tiempo (hs) Tiempo (min) Caudal (m3/seg)0.00 0.00 0.000.50 30.00 0.101.00 60.00 0.301.50 90.00 0.602.00 120.00 1.102.50 150.00 1.803.00 180.00 2.603.50 210.00 3.204.00 240.00 3.704.50 270.00 4.005.00 300.00 3.905.50 330.00 3.706.00 360.00 3.206.50 390.00 2.707.00 420.00 2.207.50 450.00 1.808.00 480.00 1.408.50 510.00 1.109.00 540.00 0.909.50 570.00 0.70

10.00 600.00 0.6010.50 630.00 0.5011.00 660.00 0.4011.50 690.00 0.3012.00 720.00 0.2012.50 750.00 0.2013.00 780.00 0.2013.50 810.00 0.1014.00 840.00 0.1014.50 870.00 0.1015.00 900.00 0.1015.50 930.00 0.1016.00 960.00 0.00

HIDROGRAMA EN PUNTO DE CONTROL

Figura Nº 18: Hidrograma en el punto de control



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H. Caudal de Diseño

132. Se determinó como caudal de diseño para el vertedero del embalse de cosecha deagua el pico máximo instantáneo de 4,00 m3/seg.



51

IV. TABLA DE FIGURAS

FIGURA Nº 1: UBICACIÓN DE LAS LOCALIDADES DE VINALITO Y EL TALAR ...................................................... 3FIGURA Nº 2: CUENCA DEL ARROYO SANTA RITA .............................................................................................. 5FIGURA Nº 3: ISOHIETAS CORRESPONDIENTE A LA CUENCA DEL ARROYO SANTA RITA ...................................... 6FIGURA Nº 4: DETERMINACIÓN DE % DE PENDIENTE MEDIA EN ZONA DE ESTUDIO............................................. 8FIGURA Nº 5: TASA DE PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS ........................................................................................ 8FIGURA Nº 6: SUELOS CORRESPONDIENTES A LA ZONA DE ESTUDIO ................................................................. 10FIGURA Nº 7: FUNCIONES TEÓRICA Y EXPERIMENTAL CORRESPONDIENTE A LOS MESES DE ENERO A JULIO ... 15FIGURA Nº 8: FUNCIÓN DISTRIBUCIÓN ............................................................................................................. 22FIGURA Nº 9: IMAGEN DE LA CUENCA DE APORTE A LA OBRA DE CAPTACIÓN .................................................. 25FIGURA Nº 10: SALIDAS DEL PROGRAMA.......................................................................................................... 27FIGURA Nº 11: SUBCUENCAS ANALIZADAS....................................................................................................... 28FIGURA Nº 12: HIDROGRAMA EN PUNTOS DE CONTROL.................................................................................... 29FIGURA Nº 13: CUENCA COSECHA DE AGUA – COTAS SNM ............................................................................ 36FIGURA Nº 14: CUENCA COSECHA – PENDIENTE DE LADERAS EN GRADOS ...................................................... 36FIGURA Nº 15: CUENCA COSECHA – ISOHIETAS Y COBERTURA VEGETAL........................................................ 37FIGURA Nº 16: SUELOS CUENCA DE COSECHA DE AGUA ................................................................................... 37FIGURA Nº 17: FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN ...................................................................................................... 41FIGURA Nº 18: HIDROGRAMA EN EL PUNTO DE CONTROL................................................................................. 49

V. TABLA DE CUADROS

CUADRO Nº 1: CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE LA CUENCA DE ESTUDIO .................................................. 9CUADRO Nº 2: CAUDALES DEL ARROYO STA. RITA JULIO – SEPTIEMBRE (M

3/S).............................................. 11CUADRO Nº 3: DERRAME ANUAL Aº STA. RITA ............................................................................................... 12CUADRO Nº 4: CAUDAL MEDIO MENSUAL Aº STA. RITA ................................................................................... 12CUADRO Nº 5: BALANCE HÍDRICO DEL ARROYO SANTA RITA EN LA ZONA DE LA OBRA DE CAPTACIÓN DE

AGUA. ...................................................................................................................................................... 12CUADRO Nº 6: CAUDAL MEDIO MENSUAL DEL Aº SANTA RITA EN ZONA DE TOMA ........................................ 13CUADRO Nº 7: CAUDALES MEDIOS MENSUALES ............................................................................................... 14CUADRO Nº 8: GARANTÍA DE CAUDALES.......................................................................................................... 16CUADRO Nº 9: PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS ...................................................................................... 18CUADRO Nº 10: MODELOS PROBABILÍSTICOS ................................................................................................... 21CUADRO Nº 11: PRECIPITACIÓN DIARIA MÁXIMA – PRECIPITACIÓN 24 HS ...................................................... 22CUADRO Nº 12: PRECIPITACIONES DESAGREGADAS ...................................................................................... 23CUADRO Nº 13: CURVAS IDF........................................................................................................................... 23CUADRO Nº 14: TORMENTA DE DISEÑO 50 AÑOS DE RECURRENCIA ................................................................ 28CUADRO Nº 15: HIDROGRAMA ......................................................................................................................... 29CUADRO Nº 16: VALORES DE LA RELACIÓN DE PENMAN (Α) ............................................................................ 31CUADRO Nº 17: CALOR DE VAPORIZACIÓN DEL AGUA...................................................................................... 32CUADRO Nº 18: PRESIÓN DE SATURACIÓN PARA EL VAPOR DE AGUA F(TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA)

................................................................................................................................................................ 32CUADRO Nº 19: EVAPORACIÓN EN LA REPRESA DE ENERO A JUNIO (CM/DIA.M2) .............................................. 33CUADRO Nº 20: EVAPORACIÓN EN LA REPRESA DE JULIO A DICIEMBRE (CM/DIA.M2) ....................................... 33CUADRO Nº 21: VOLUMEN DE LA REPRESA DESDE ENERO A JUNIO ................................................................... 34CUADRO Nº 22: VOLUMEN DE LA REPRESA DESDE JULIO A DICIEMBRE ............................................................ 34CUADRO Nº 23: MÉTODO COUTAGNE .............................................................................................................. 39CUADRO Nº 24: MÉTODOTURK ........................................................................................................................ 40CUADRO Nº 25: CÁLCULOS DE FRECUENCIAS .................................................................................................. 40



52

CUADRO Nº 26: VALORES DE LA RELACIÓN DE PENMAN (Α) ............................................................................ 41CUADRO Nº 27: CALOR DE VAPORIZACIÓN DEL AGUA...................................................................................... 42CUADRO Nº 28: PRESIÓN DE SATURACIÓN PARA EL VAPOR DE AGUA F (TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA)

................................................................................................................................................................ 42CUADRO Nº 29: EVAPORACIÓN EN LA REPRESA DE ENERO A JUNIO (CM/DIA.M2) .............................................. 44CUADRO Nº 30: EVAPORACIÓN EN LA REPRESA DE JULIO A DICIEMBRE (CM/DIA.M2) ....................................... 44CUADRO Nº 31: VOLUMEN COSECHA DE AGUA A LO LARGO DEL AÑO .............................................................. 45CUADRO Nº 32: VOLUMEN DEL EMBALSE DESDE ENERO A JUNIO ..................................................................... 45CUADRO Nº 33: VOLUMEN DEL EMBALSE DESDE JULIO A DICIEMBRE............................................................... 46CUADRO Nº 34: HIDROGRAMA ......................................................................................................................... 49

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PROGRAMA DE OBRAS DE RIEGO PARA VINALITO …produccion.jujuy.gob.ar/wp-content/uploads/sites/18/2016/09/... · Tormenta de diseño ... riego para el proyecto se obtendrá para los