Análisis de frecuencia de caudales de las principales cuencas de la vertiente del Pacífico

a. Río Tumbes

La información hidrométrica del río Tumbes en el sector peruano actualmente se registra en la Estación El Tigre, la misma que viene operando desde 1963; existe interrupción de los registros para los años 1996 y parte de 1997, adicionalmente se instaló una estación hidrológica en el sector de Cabo Inga próximo a la confluencia del río Tumbes con la Quebrada Cazaderos, sector donde el río ingresa a territorio peruano; sin embargo, la ocurrencia del Fenómeno El Niño de 1983 la destruyó, obligando a su reconstrucción, y en 1998 con la ocurrencia del Fenómeno El Niño se destruyó nuevamente, no habiendo sido posible su reconstrucción y los registros generados corresponden solamente al período 1979-1982; también se instaló una estación hidrológica en el sector de Ucumares habiendo sido destruida por las grandes avenidas de 1983, y los registros disponibles corresponden al período 1979-1980.

Los caudales medios a nivel mensual, para el período 1963-95, en la Estación El Tigre corresponden a los mostrados en el siguiente cuadro N°3.6 :

Cuadro N°3.6 Caudal medio mensual aforado en el río Tumbes - Estación El Tigre: Ver Gráfico

b. Río Chancay Lambayeque

El río Chancay Lambayeque dispone de información de descargas de 07 estaciones hidrométricas en las cuencas de los ríos Chancay, Conchano, Chotano y Llaucano; las cuencas del río Chancay, Conchano y Chotano, corresponden a las cuencas aportantes del Sistema Tinajones y los aportes de la cuenca del Llaucano, corresponden a la proyectada 2da Etapa.

El análisis de consistencia tiene como información base la del río Chancay, en la estación Carhuquero / Bocatoma Raca Rumi, con las estaciones Chotano en Lajas y Conchano en la Derivación Conchano, que corresponden al Sistema Tinajones y de las estaciones Llaucano en Corellama, Jadibamba en Toma Jadibamba y Maygasbamba en Puente, que corresponden a la 2da Etapa.

El análisis de doble masa, que corresponden a los pares de estaciones de los registros del río Chancay con los registros de los ríos Chotano, Conchano, Llaucano, Jadibamba y Maygasbamba, respectivamente, se puede afirmar que presentan una muy buena consistencia, con una gran regularidad en la información.

Las descargas registradas en la estación hidrométrica Carhuaquero / Bocatoma Raca Rumi, en el río Chancay, tienen una serie lo suficiente larga para todos los análisis estadísticos requeridos. De la cuenca oriental también se dispone de información actualizada, con excepción del río Llaucano, que dispone de información sólo hasta 1993.

Las series de descargas medias observadas en la estación hidrométrica Carhuaquero / Raca Rumi, río Chancay, corresponden a descargas medias diarias, para el período 1914 al 2000. Desde 1958, se dispone de la derivación de la cuenca del Chotano y desde 1982 la derivación del río Conchano, por lo que las descargas en el río Chancay están influenciadas por estas derivaciones.

La persistencia de ocurrencia de las series de caudales presentados en la estación hidrométrica Carhuaquero / Bocatoma Raca Rumi en el río Chancay, son los mostrados en el siguiente cuadro N°3.7.

Cuadro N°3.7 Caudal máximo para el río Chancay - Lambayeque para diferentes periodos de ocurrencia según el año hidrológico.

c. Ríos Jequetepeque y Chamán

El aporte hídrico promedio anual del río Jequetepeque asciende a 816.50 MMC, considerando el período de 1943/44 a 1998/99, siendo el máximo alcanzado 2,701.10MMC (año 1997/98) y el mínimo de 87.10MMC (año 1979/89).

La escorrentía promedio anual de la temporada húmeda del año asciende a 673.80 MMC, y varia entre 2,346.50MMC (de 1997/98) como máximo y 74.80MMC (de 1979/80) como mínimo.

En la época de estiaje la escorrentía promedio anual es de 142.70MMC, con la máxima y mínima registradas de 361.20MMC (de 1982/83) y 13.10MMC (de 1979/80), respectivamente.

De acuerdo a la frecuencia entre años húmedos, normales y secos entre los años 1943/44 y 1998/99 (56 años), se encuentra que 06 son años húmedos, 35 normales y 15 secos.

Estos resultados muestran enormes fluctuaciones de los aportes hídricos del río Jequetepeque, tanto estacionales de un año, como plurianuales, que son consecuencia del régimen hidrológico desequilibrado del río Jequetepeque y de su cuenca.

En general, salvo los años secos, la disponibilidad de agua para el riego en el Valle de Jequetepeque es mayor que la demanda de riego durante la temporada húmeda de enero a mayo y siempre es menor durante el estiaje de junio a diciembre.

Con referencia a la demanda de agua anual para riego del valle del Jequetepeque en situación actual es 720.1 MMC, siendo en estiaje 275.0 MMC y en época húmeda 445.1

Con respecto al agua subterránea en base a estudios existentes, se puede mencionar que la potencialidad acuífera actual de las diferentes formaciones geológicas en el ámbito del Valle Jequetepeque - Chamán, están representadas por: Formaciones de Alto Potencial Acuífero (49,643.72 ha), Formaciones de Bajo Potencial Acuífero (57,152.45 ha), Formaciones de Escaso Potencial Acuífero (4,256.27 ha), Formaciones sin Potencial Acuífero (28,371. 95 ha).

Por otra parte, con referencia a la calidad del agua en la cuenca del Jequetepeque - Chamán, se puede mencionar que a partir de evaluaciones efectuadas sobre el agua del río, el agua de riego (en canales) y el agua de drenaje, lo siguiente:

En lo que respecta al agua del río, de los análisis de diferentes parámetros y metales disueltos, se ha establecido que están por debajo de los límites permisibles contemplados en la Ley General de Aguas para las Clases I y III. Sin embargo debe mencionarse que en base a muestras de agua tomadas, por DIGESA en Marzo 2001, del río Jequetepeque, se determinó la presencia de hidrocarburos en las aguas del río, por encima de los estándares internacionales, esto como consecuencia de los incidentes de derrames de petróleo ocurridos a comienzos del año.

En el agua de riego se ha encontrado la Conductividad Eléctrica entre valores que van de 0.98 a 0.78 mmhos/cm; el RAS varía de 1.87 a 2.71, en cuanto al Ph, se observa que en el período analizado disminuyó de 7.1 a 6.6; valores que caracterizan el agua de riego apta para los cultivos.

Con respecto al agua de drenaje, se ha encontrado que la CE varía de 1.94 a 2.22 mmhos/cm, el Ph varía de 7.6 a 7.0; y el RAS se encuentra entre valores de 7.14 a 9.61. los más altos valores de CE del agua de drenaje se presentan en el sistema de drenaje localizado en la zona Nor-Oeste del Valle Jequetepeque-Chamán (Drenes Pueblo Nuevo-Pacanga -Santa Rosa).

d. Río Moche

Las descargas del río Moche corresponde a los registros diarios con que cuenta la estación de Quirihuac. Esta estación actualmente se encuentra desactivada, desde hace una década, sin embargo se registran datos de descargas diarias en la estación Moche perteneciente al Proyecto CHAVIMOCHIC y ubicada cerca de la que correspondió a la estación de Quirihuac.

La información hidrológica registrada a nivel diario en la estación Quirihuac corresponde al periodo enero - 1950 hasta Octubre - 1999. Las descargas medias mensuales del río Moche, incluyendo el año 1998, varían desde 0.463 m3/s en el mes de Agosto a 29.897 m3/s en el mes de Marzo; con un promedio multianual de 8.569 m3/s, equivalente a 270.2 MMC.

El río Moche descarga en los 5 primeros meses del año el 86 % de su masa total anual, equivalente a 233.2 MMC y el 14 % lo descarga en el resto del año, lo que demuestra su gran variabilidad temporal. La frecuencia de las descargas diarias del periodo octubre/1950 a diciembre/1999 para persistencias de ocurrencia de 25 %, 50 % y 75 %, se muestran en el siguiente cuadro

Cuadro N°3.8 Caudal del río Moche para diferentes niveles de persistencia

e. Cuenca del río Virú

Las descargas medias mensuales para el periodo comprendido entre los años 1950 a 1999, incluyendo el año de 1998, oscilan entre 0.094 m3/s (Septiembre) a 14.84 m3/s (Marzo); con un promedio multianual de 3.438 m3/s, equivalente a un volumen de 108.421 MMC.

Si se excluye el año del fenómeno "El Niño" de 1998, las descargas medias mensuales su variación no es significativa, oscilando entre 0.092 m3/s en el mes de Septiembre a 12.506 m3/s, en el mes de Marzo, con un promedio multianual de 3.103 m3/s, equivalente a un volumen de 97.856 MMC.

Este río tiene un periodo de estiaje prolongado, secándose en varios meses del año prácticamente en los meses de Julio, Agosto y Septiembre, inclusive en Octubre y Noviembre.

La frecuencia de las descargas diarias al 25 %, 50% y 75 % de persistencia para el periodo 1950/Octubre de 1999 se presentan en el siguiente cuadro N°3.9.

Cuadro N°3.9 Caudal del río Virú para diferentes probabilidades de ocurrencia

f. Cuenca del río Chao

Las descargas medias mensuales generadas para el río Chao para el periodo comprendido entre los años 1956 a 1992, oscilan entre 0.01 m3/s (presentado en los meses Junio a Setiembre) a 6.71 m3/s (en el mes de Marzo); con un promedio multianual de 1.011 m3/s, equivalente a un volumen de 31.883 MMC.

Este río tiene un periodo de estiaje prolongado, secándose en varios meses del año prácticamente en los meses de Junio, Julio, Agosto y Septiembre, inclusive en Octubre, Noviembre y Diciembre, necesitándose imprescindiblemente las aportaciones del río Santa mediante el canal madre Chavimochic.

La frecuencia de las descargas diarias al 75 % del periodo 1956/1992 se presenta en la siguiente figura.

Gráfico N°3.2 Hidrograma anual de caudales medios mensuales del río Chao y al 75% de persistencia

g. Cuenca del río Santa

La información hidrométrica del río Santa corresponde a la registrada en la estación limnigráfica de Condorcerro. Esta estación está ubicada en un punto próximo a la Bocatoma del Proyecto CHAVIMOCHIC y dispone de datos desde Junio de 1977 hasta la fecha.

Se puede apreciar que las descargas medias mensuales para el periodo 1978 - 2000, tienen un régimen muy variable, siendo el mes de marzo, el de mayor caudal, con 313.978 m3/s; y agosto, el mes de menor caudal, con 42.178 m3/s.

Con respecto al mes de marzo, el caudal máximo diario, es aproximadamente 1.8 veces el caudal medio; y el caudal mínimo diario es 0.6 veces el caudal medio.

El período de avenidas se presenta entre diciembre y abril; y el período de estiaje, entre junio y setiembre. Los meses restantes corresponden a períodos transicionales, entre los dos anteriores. De acuerdo a este comportamiento, el río descarga el 71.06% de su volumen total anual durante el período de avenidas (5 meses), que corresponde a 3 058.15 MMC; y en el período de estiaje (4 meses) descarga el 11.95% de este volumen, que es equivalente a 514.28 MMC.

Las variaciones estacionales del régimen de descargas del río Santa son una consecuencia directa del comportamiento de las precipitaciones que ocurren en su cuenca alta, notándose, durante el período de estiaje, la influencia de los deshielos de los nevados de la Cordillera Blanca.

El caudal promedio multianual del río Santa es de 136.467 m3/s, equivalente a un volumen total de 4303.62 MMC, lo que representa un rendimiento promedio de 423 751.674 m3/km2/año (13.437 l/s/km2).
Los mayores picos, de caudales medios anuales, del récord histórico, se presentaron en los años de 1984, 1993 y 1998. Los valores de estos caudales superan los 200 m3/s.

Sin embargo, en lo que respecta a los caudales mínimos existe muy poca variación, ocurriendo los caudales entre el rango de 26 a 43 m3/s.
La frecuencia de las descargas diarias para persistencia de 25 %, 50 % y 75 %., se muestran en la siguiente gráfico N°3.2

Gráfico N°3.3 Hidrograma anual de caudales medios mensuales del río Santa y al 75% de persistencia

h. Cuenca del río Rímac

Los caudales medios mensuales fueron calculados para un año seco, medio y húmedo según la probabilidad de ocurrencia del caudal medio anual aforado en la estación La Atarjea y que corresponde a 27.28 m3/s.

• Año seco (<= 33% de probabilidad de ocurrencia del caudal medio anual)
• Año medio (Entre 33% a 66% de probabilidad de ocurrencia del caudal medio anual)
• Año húmedo (>= 66% de probabilidad de ocurrencia del caudal medio anual)

Gráfico N°3.4 Caudales medios mensuales río Rímac para un año seco, medio o húmedo

i. Cuenca del río Cañete

El siguiente gráfico N°3.4 muestran las descargas al 50%, 75% y 95% de persistencia para la serie de caudales medios mensuales del río Cañete en la Estación Socsi.

Gráfico N° 3.5 Caudales del río Cañete correspondiente a probabilidades de ocurrencia del 50%, 75% y 95%.

j. Cuenca del río Ica

El recurso hídrico superficial proviene de los aportes no regulados de la cuenca natural del río Ica, y de los aportes regulado y no regulado del Sistema Choclococha (el primero de los embalses Orcococha, Choclococha y Ccaracocha, y el segundo de la cuenca no regulada del Canal Choclococha).

La disponibilidad hídrica media en la Cuenca Natural del río Ica, en términos de volúmenes totales anuales promedio, han sido:

• Para el año 1970 : 320.8 MMC = 10.2 m3/s
• Para el año 2000 : 287.7 MMC = 9.1 m3/s

Se aprecia una disminución de 11% de los recursos superficiales.

k. Cuenca del río Quilca Chili

El sistema hidráulico del río Chili es un sistema regulado, por lo que las garantías que ofrece para satisfacer un nivel especificado de la demanda (persistencias), depende más de la política global de operación del sistema que de las garantías naturales que ofrece su escorrentía.

Sobre la base de las series reconstituidas (naturalizadas, completas y extendidas) y generadas de caudales para el periodo de 1951-1995, la evaluación de los recursos hídricos de la sub cuenca Chili, y los de la sub cuenca Alto Colca que son regulados y/o trasvasados, puede resumirse en el cuadro siguiente.

Cuadro N°3.10 Caudal medio anual y a niveles de persistencia del 95%, 75% y 50% del río Chili.

Las curvas de duración son de particular interés en caso de análisis de desarrollo de nuevos proyectos hidráulicos con fines de incremento del caudal regulado. Para el caso de evaluaciones de los alcances de las obras de regulación existentes debe compararse las persistencias de los caudales mensuales naturales con las persistencias de los caudales por operación histórica, es decir los caudales que realmente han transitado por el embalse Aguada Blanca, una vez que el sistema ha alcanzado su configuración hidráulica actual. Esta información, se muestra en el siguiente cuadro N°3.11 a continuación.

Cuadro N°3.11 Caudales natural y de operación para niveles de persistencia del 95%, 75% y 50% del río Chili - Estación Aguada Blanca

El análisis del cuadro anterior permite verificar el impacto de las regulaciones. En el periodo húmedo, los embalses permiten que para una determinada persistencia, los caudales por operación histórica sean menores a los caudales que naturalmente hubieran ocurrido de no existir tales obras. Por lo contrario, en el periodo de estiaje, los caudales por operación histórica son mayores a los caudales naturales. Lo anterior muestra el efecto del almacenamiento durante el periodo húmedo para proporcionar mayores caudales a los naturales durante el estiaje.

l. Cuenca del río Moquegua

Los recursos hídricos de la cuenca del río Moquegua se generan principalmente en las subcuencas de los ríos: Tumilaca, Torata y Huaracane, el área total de la cuenca es de 3,451 km2 en donde se genera un caudal de 1.662 m3/s. En el siguiente cuadro N°3.12, se muestra la producción del recurso hídrico por subcuencas del río Moquegua.

Los recursos hídricos subterráneos explotables en el valle de Moquegua e Ilo llegan a 26.25 MMC.

Cuadro N°3.12 Caudales al 75% de persistencia de los ríos Tumilaca, Torata y Huaracane

m. Cuenca del río Caplina

La cuenca del río Caplina, incluyendo el área de las nacientes de los ríos Sama y Uchusuma cuyos recursos son derivados a ella, tiene una extensión aproximada de 3 425 Km2 (342 500 ha.), de los cuales el 23,9%, o 820 Km2, corresponde a la cuenca húmeda, llamada así por encontrarse por encima de la cota de los 3 900 m.s.n.m. hasta los 5 500 m.s.n.m., esta zona se estima que contribuye sensiblemente al escurrimiento superficial.

Actualmente, en la cuenca del río Caplina, se tiene registros de descargas en las estaciones Calientes, sobre el canal Caplina, cuya captación se ubica en el río Caplina y Piedras Blancas sobre el canal Uchusuma Bajo. La información hidrométrica en la cuenca data desde el año 1939, sin interrupciones, del registro histórico se tiene que la media mensual multianual es de 0.992 m3/s, con mínimos de 0.105 m3/s y máximos de 21.904 m3/s. Esto arroja un rendimiento específico o producción media de la cuenca de 0.29 l/s/Km2.

A lo largo del período estudiado, se han registrado descargas máximas diarias de 30.0 m3/s y descargas mínimas diarias de 0.36 m3/s. De igual forma, en este período se ha calculado un volumen medio anual de 25 562 000 m3; con volúmenes máximos anuales de 39 245 000 m3 y volúmenes mínimos anuales de 18 191 000 m3.