Plan de Manejo Ambiental del Proyecto “Línea de Transmisión Machupicchu – Abancay – Cotaruse a 220 kV” INFORME FINAL REV 0 CESEL Ingenieros CSL-112900-IT-11-01 Setiembre 2013 4.4.2 Hidrología El presente capítulo tiene como objetivo conocer la disponibilidad hídrica superficial de la zona de estudio que comprende el trazo de la línea de transmisión; asimismo, caracterizar la geomorfología de las cuencas que involucran dicho trazo (ver el Mapa de subcuencas hidrográficas CSL-112900-1-HI-01). A. Hidrología regional La Línea de Transmisión en 220 kV Machupicchu - Abancay - Cotaruse, regionalmente, de acuerdo a la clasificación de la Autoridad Nacional del Agua ANA, se encuentra en dos grandes cuencas: la intercuenca del Alto Apurímac y la cuenca del río Urubamba, ambas pertenecientes a la vertiente del Amazonas. El río Urubamba tiene una longitud aprox. de 862 km, y es el más importante tanto por el volumen de sus aguas como por la magnitud de su valle. Nace en los deshielos del nevado Cunurana a 5443 m.s.n.m. al noroeste del pueblo de Santa Rosa, y con el nombre de río Vilcanota atraviesa la alta meseta de Quequepampa y se dirige hacia el noroeste por un valle muy poblado con localidades como Marangani, Sicuani, Combapata, entre otras. Luego recibe las aguas del río Salcca y, al pasar por la ciudad de Urubamba, toma el nombre de río Urubamba, hasta su confluencia con el río Tambo. El río Urubamba, en su sector interandino, corre por un lecho con fuerte pendiente lo que origina que sus aguas se desplacen a gran velocidad. El valle que forma es estrecho y su ensanchamiento se produce cuando el río penetra a la Selva alta. Grandes cañones fluviales, como el que se observa en la zona de Machupicchu, alternan con valles amplios a lo largo del río Urubamba, hasta concluir con el imponente pongo de Mainique, donde el lecho fluvial que se angosta considerablemente genera una ruptura de pendiente. El valle que forma el río Urubamba y sus afluentes en la Selva alta, aguas arriba del pongo de Mainique, es conocido con el nombre de valle de La Convención. Finalmente, el río Urubamba entrega sus aguas al Tambo, a la altura de la localidad de Atalaya, para dar origen al río Ucayali, en la región del mismo nombre. Por otro lado, el río Apurímac tiene sus nacientes al norte del pueblo de Chivay, provincia de Caylloma, región Arequipa, en el sector conocido como cordillera de Chila, en el nevado de Mismi a 5597 m.s.n.m. Nace en pequeñas lagunas glaciares del nevado Mismi, con el nombre de quebrada Carhuasanta. Toma una dirección sur-norte y cambia su denominación por la de río Orcuyo. Discurre por una alta meseta, formando pequeños meandros; recibe las aguas de la quebrada Quinchohuayco, y, a partir de entonces, se denomina río Monigote, hasta confluir con el ramal que viene desde la zona de Caylloma, lugar desde donde se llama río Apurímac, y que, después de atravesar elevadas mesetas de las provincias de Caylloma, Espinar y Canas, comienza a profundizar su lecho, tomando un rumbo general de Este a Oeste, al sur del pueblo de Paruro, hasta confluir con el río Santo Tomás, el mismo que le da sus aguas por la margen izquierda. A partir de entonces sigue una dirección sureste-noroeste, sirviendo de límite a los departamentos de Apurímac y Cuzco, y formando un importante cañón que ha excavado en la antigua meseta andina. Luego recibe las aguas del río Pampas y, a partir de esa confluencia, el río Apurímac sirve de límite al departamento de Cuzco con Ayacucho y penetra a la Selva alta, originando siempre un valle profundo y encajonado.
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Plan de Manejo Ambiental del Proyecto
“Línea de Transmisión Machupicchu – Abancay – Cotaruse a 220 kV”
INFORME FINAL REV 0 CESEL Ingenieros CSL-112900-IT-11-01 Setiembre 2013
4.4.2 Hidrología
El presente capítulo tiene como objetivo conocer la disponibilidad hídrica superficial de la
zona de estudio que comprende el trazo de la línea de transmisión; asimismo, caracterizar
la geomorfología de las cuencas que involucran dicho trazo (ver el Mapa de subcuencas
hidrográficas CSL-112900-1-HI-01).
A. Hidrología regional
La Línea de Transmisión en 220 kV Machupicchu - Abancay - Cotaruse, regionalmente, de
acuerdo a la clasificación de la Autoridad Nacional del Agua ANA, se encuentra en dos
grandes cuencas: la intercuenca del Alto Apurímac y la cuenca del río Urubamba, ambas
pertenecientes a la vertiente del Amazonas.
El río Urubamba tiene una longitud aprox. de 862 km, y es el más importante tanto por el
volumen de sus aguas como por la magnitud de su valle. Nace en los deshielos del
nevado Cunurana a 5443 m.s.n.m. al noroeste del pueblo de Santa Rosa, y con el nombre
de río Vilcanota atraviesa la alta meseta de Quequepampa y se dirige hacia el noroeste
por un valle muy poblado con localidades como Marangani, Sicuani, Combapata, entre
otras. Luego recibe las aguas del río Salcca y, al pasar por la ciudad de Urubamba, toma
el nombre de río Urubamba, hasta su confluencia con el río Tambo. El río Urubamba, en
su sector interandino, corre por un lecho con fuerte pendiente lo que origina que sus
aguas se desplacen a gran velocidad. El valle que forma es estrecho y su ensanchamiento
se produce cuando el río penetra a la Selva alta. Grandes cañones fluviales, como el que
se observa en la zona de Machupicchu, alternan con valles amplios a lo largo del río
Urubamba, hasta concluir con el imponente pongo de Mainique, donde el lecho fluvial que
se angosta considerablemente genera una ruptura de pendiente. El valle que forma el río
Urubamba y sus afluentes en la Selva alta, aguas arriba del pongo de Mainique, es
conocido con el nombre de valle de La Convención. Finalmente, el río Urubamba entrega
sus aguas al Tambo, a la altura de la localidad de Atalaya, para dar origen al río Ucayali,
en la región del mismo nombre.
Por otro lado, el río Apurímac tiene sus nacientes al norte del pueblo de Chivay, provincia
de Caylloma, región Arequipa, en el sector conocido como cordillera de Chila, en el
nevado de Mismi a 5597 m.s.n.m. Nace en pequeñas lagunas glaciares del nevado Mismi,
con el nombre de quebrada Carhuasanta. Toma una dirección sur-norte y cambia su
denominación por la de río Orcuyo. Discurre por una alta meseta, formando pequeños
meandros; recibe las aguas de la quebrada Quinchohuayco, y, a partir de entonces, se
denomina río Monigote, hasta confluir con el ramal que viene desde la zona de Caylloma,
lugar desde donde se llama río Apurímac, y que, después de atravesar elevadas mesetas
de las provincias de Caylloma, Espinar y Canas, comienza a profundizar su lecho,
tomando un rumbo general de Este a Oeste, al sur del pueblo de Paruro, hasta confluir
con el río Santo Tomás, el mismo que le da sus aguas por la margen izquierda. A partir de
entonces sigue una dirección sureste-noroeste, sirviendo de límite a los departamentos de
Apurímac y Cuzco, y formando un importante cañón que ha excavado en la antigua
meseta andina. Luego recibe las aguas del río Pampas y, a partir de esa confluencia, el río
Apurímac sirve de límite al departamento de Cuzco con Ayacucho y penetra a la Selva
alta, originando siempre un valle profundo y encajonado.
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B. Hidrología local
El trazo de la línea de transmisión, en su recorrido atraviesa por las subcuencas Vilcanota
y Santa Teresa, las cuales forman parte de la cuenca del río Urubamba, y por las
subcuencas Apurímac y Chalhuanca, correspondientes a la intercuenca Alto Apurímac,
todas pertenecientes a la vertiente del Amazonas.
En la cuenca del río Urubamba se halla la subcuenca del río Vilcanota; este río se une con
el río Ahobamba a la altura de la C.H. Machupicchu, a 1800 m.s.n.m. El trazo de la línea
de transmisión atraviesa esta subcuenca hasta el vértice VMS-05, a 2550 m.s.n.m. aprox.
para luego ingresar a la subcuenca del río Santa Teresa que tiene como afluente principal
al río Sacsara, hasta llegar a los 4600 m.s.n.m. más o menos, entre los vértices VSA32 y
VSA33. Luego atraviesa la subcuenca Apurímac y cruza el río del mismo nombre en una
zona donde recibe los aportes de importantes quebradas, llega casi a los 4100 m.s.n.m.,
luego del vértice VAC-08. A continuación, la L.T. ingresa a la subcuenca del río
Pachachaca, en donde se emplaza la ciudad de Abancay, terminando su recorrido en la
subestación Cotaruse a 4100 m.s.n.m.
La subcuenca Apurímac tiene como principales afluentes al río Lambrama, la quebrada
Sojos, Huauja, y los ríos: Silcon, Accomayo, Pichirhua y Supalla.
El río Pachachaca nace al sur de la región Apurímac, en el cerro Chucchurana (4712
m.s.n.m.), con el nombre de río Collpa. Luego se denomina río Cotaruse, hasta pasar por
la ciudad de Chalhuanca, donde toma la denominación de este centro poblado, hasta
confluir con el río Antabamba que llega por su margen derecha, lugar en donde recibe la
denominación de río Pachachaca, nombre que conserva hasta dar sus aguas al río
Apurímac, cerca de la desembocadura del río Pampas. En su recorrido drena grandes
áreas de la región Apurímac, y en su valle existen varios centros poblados.
Aproximadamente, a partir del vértice VAC-05A, la línea de transmisión se ubica paralelo
al río Pachachaca hasta el vértice VAC-12B, para después encontrarse esta vez con el río
Cotaruse, cerca al vértice VAC-17N, y recorrer paralela a esta hasta su nacimiento,
cercano al vértice VAC-20N; luego la línea de transmisión sigue su recorrido en dirección
suroeste, hasta cruzarse con el río Jacultamayoc, y a poco más de un (01) km termina su
recorrido en la subestación Cotaruse.
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Figura 4.4.2-1
Cuencas del área de estudio
Fuente: elaborado por CESEL S.A.
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Figura 4.4.2-2
Diagrama topológico
Fuente: elaborado por CESEL S.A.
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C. Características de las subcuencas
Subcuenca del río Vilcanota
La subcuenca del río Vilcanota está ubicada en las provincias de Urubamba, Anta,
Cusco, Acomayo, Canchis, Quispicanchi y Paucartambo, en el departamento de
Cusco.
Esta subcuenca delimitada hasta la confluencia con el río Ahobamba, aprox. por
donde cruza la línea de transmisión; tiene un área de drenaje de 9359,7 km2 y un
perímetro de 784,4 km.
Subcuenca del río Santa Teresa
La subcuenca del río Santa Teresa, delimitada hasta su confluencia con el río
Vilcanota, tiene un área de drenaje de 372,9 km2 y un perímetro de 103,2 km,
localizándose en el departamento de Cusco, provincia de La Convención.
Drena sus aguas al río del mismo nombre y recibe los aportes, por la margen derecha,
de quebradas como Totorayoc y Humantay.
Subcuenca del río Apurímac
La subcuenca del río Apurímac, delimitada hasta pocos metros aguas abajo del cruce
con la línea de transmisión, tiene un área de drenaje de 24 367,2 km2 y un perímetro
de 972,3 km. En su recorrido cruza los departamentos de Cusco y Apurímac en las
provincias de Anta, Abancay, Grau, Cotabambas, Paruro, Cusco, Antabamba,
Chumbivilcas, Espinar y Condesuyos.
Subcuenca del río Pachachaca
La subcuenca del río Pachachaca drena sus aguas hacia el río del mismo nombre, el
cual tiene sus orígenes como río Cotaruse. Está ubicada en el departamento de
Apurímac, en las provincias de Abancay, Antabamba y Aymaraes.
A su vez, la subcuenca delimitada hasta la confluencia con el río Tincoc, aprox. a 16
km, aguas abajo del cruce del río Pachachaca con la línea de transmisión, posee un
área de drenaje de 7577,4 km2 y un perímetro de 577 km.
El mapa CSL-112900-1-HI-01 muestra las subcuencas comprendidas en el área de
estudio.
En el siguiente cuadro se resume las principales características de las subcuencas.
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Cuadro 4.4.2-1
Características físicas de las cuencas
Subcuenca Área
(km2)
Perímetro
(km)
Longitud
de río
(km)
Pendiente
(m/m)
Cota
mayor
(m.s.n.m.)
Cota
menor
(m.s.n.m.)
Vilcanota 9359,7 784,4 330 0,01 4850 1800
Santa Teresa 372,9 103,2 35,6 0,1 5200 1550
Apurímac 24367,2 972,3 379,9 0,01 5150 1650
Pachachaca 7577,4 577 181,5 0,02 5200 1700
Fuente: elaborado por CESEL S.A.
D. Análisis de consistencia de datos
Se utiliza para determinar si los registros históricos disponibles son confiables, mediante
procesos físicos y estadísticos que permiten identificar, evaluar, y eliminar los posibles
errores sistemáticos que pudieron ocurrir.
Los registros pluviométricos pertenecen a las estaciones mostradas en el siguiente
cuadro.
Cuadro 4.4.2-2
Ubicación de estaciones con información pluviométrica
Estación Ubicación Altitud
(m.s.n.m.)
Periodo de
registro Parámetro
Abancay Lat. 13º 36’ S
Long. 72º 52’ W 2750
1997-
2010,2012 Precipitación total mensual
Chalhuanca Lat. 14º 23’ S
Long. 73º 10’ W 3358 2000 - 2012
Precipitación total mensual
Precipitación máx. en 24 h
Machupicchu Lat. 13º 10’ S
Long. 72º 32’ W 2563 1999 - 2012 Precipitación total mensual
Curahuasi Lat. 13º 33’ S
Long. 72º 44’ W 2763 1984 - 2008 Precipitación máx. en 24 h
Granja Kayra Lat. 13º 33’ S
Long. 71º 52’ W 3219 1983 - 2001 Precipitación máx. en 24 h
Fuente: SENAMHI.
Análisis visual gráfico
Se utiliza para analizar la tendencia de los registros históricos con el fin de
determinar si existen saltos dentro de un periodo registrado.
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Figura 4.4.2-3
Análisis gráfico de las estaciones meteorológicas
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Años
Pre
cip
ita
ció
n (
mm
)
Abancay Chalhuanca Macchupicchu
Fuente: elaborado por CESEL S.A, en base a información proporcionada por SENAMHI.
En el gráfico no se observan saltos significativos en los datos anuales de
precipitación de las estaciones analizadas.
Análisis doble masa
Este método es utilizado para verificar la homogeneidad de los datos en una
estación pluviométrica.
El diagrama de doble masa se obtiene graficando en el eje de las abscisas los
acumulados de las precipitaciones de todas las estaciones, y en el eje de las
ordenadas, los acumulados de cada estación.
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Figura 4.4.2-4
Diagrama doble masa
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Precipitación Promedio Acumulado Total
Pre
cip
itació
n A
cu
mu
lad
a p
or
Esta
ció
n
ABANCAY CHALHUANCA MACCHUPICCHU
Fuente: elaborado por CESEL S.A., en base a información proporcionada por SENAMHI.
En el gráfico anterior se puede observar que la distribución de los datos de las
estaciones no sufre cambios de pendiente; por lo tanto, de acuerdo a los
análisis anteriores, los datos son homogéneos y no necesitan corrección.
E. Caudales medios
Las variaciones de caudal definen el régimen hidrológico de un río; a su vez, las
variaciones temporales súbitas se dan durante o después de las tormentas.
Así mismo, los ríos y quebradas presentan variaciones en su caudal, tanto más
acentuadas cuando más pequeña es la cuenca colectora.
Para la estimación de los caudales medios en las subcuencas del área de estudio, se
utilizó el método del número de curva o SCS.
a. Método del SCS para abstracciones
Este método se sustenta en la relación precipitación-escorrentía y en las
características de los suelos de la cuenca en estudio, desde el punto de vista
hidrológico, esto es su mayor o menor retención del agua precipitada antes de que
se produzca la escorrentía, considerando el tipo de cobertura (cultivos, pastizales
o praderas y bosques), el tipo de suelo (arena, gravas, limos y arcillas), su
profundidad y la morfología del área de la cuenca.
El método SCS consiste en:
Seleccionar para la cuenca una de las curvas de escorrentía CN (un número
en una escala de cero a cien) que refleje las características hidrológicas de los
suelos de la cuenca en estudio
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Hallar la lámina de escorrentía directa que es de esperar ocurra en la cuenca
de estudio después de una intensa y prolongada precipitación.
Estimación de la escorrentía directa
La abstracción inicial (Ia) es igual a la precipitación acumulada antes que
comience el escurrimiento; físicamente, la comprende la interceptación, el
almacenamiento y la infiltración. Según datos de cuencas medidas:
SIa 2,0
Dónde:
S: es la infiltración potencial máxima.
El escurrimiento real está dado por la siguiente expresión:
SP
SPPe
8,0
)2,0( 2
Dónde:
Pe: es la escorrentía real en mm
P: es la precipitación en mm
S: es la infiltración potencial.
Los números de las curvas que caracterizan a los suelos desde el aspecto
hidrológico, se relacionan con S de acuerdo a la siguiente igualdad:
SCN
10
1000
Despejando S:
101000
CN
S
Siendo:
S: la infiltración potencial en pulgadas
CN: el número de la curva.
Selección del valor de la curva (CN)
El siguiente cuadro muestra los distintos valores de número de curva de
escorrentía para las diferentes coberturas.
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Cuadro 4.4.2-3
Número de curva de escorrentía
Descripción y tipo de cobertura Condición
hidrológica
Número de curva para grupos de
suelos hidrológicos
A B C D
Pastos, forraje para pastoreo
Mala 68 79 86 89
Regular 49 69 79 84
Buena 39 61 74 80
Prados continuos, protegidos de pastoreo, y
generalmente segado para heno ---- 30 58 71 78
Maleza mezclada con pasto de semilla, con la
maleza como principal elemento
Mala 48 67 77 83
Regular 35 56 70 77
Buena 30 48 65 73
Combinación de bosques y pastos (huertas o
granjas con árboles)
Mala 57 73 82 86
Regular 43 65 76 82
Buena 32 58 72 79
Bosques
Mala 45 66 77 83
Regular 36 60 73 79
Buena 30 55 70 77
Predios de granjas, construcciones, veredas,
caminos y lotes circundantes --- 59 74 82 86
Fuente: Soil Conservation Service
Estimación del caudal medio mensual
El caudal medio mensual se calcula a partir de la información pluviométrica
total mensual y de la elección de la curva (CN), y que como se ha indicado
caracteriza a los suelos desde el aspecto hidrológico.
A su vez, el caudal en un mes dado “i” no solo es dependiente de la
precipitación pluvial ocurrida en el mes “i”, sino también de la precipitación
ocurrida en el mes anterior “i–1”; por lo que se considera que la precipitación
efectiva (Pe), que genera la escorrentía, obedece a la siguiente expresión:
iiei PPP 6,04,0 1
Dónde:
Pei: precipitación efectiva en el mes considerado en mm
Pi – 1: precipitación ocurrida en el mes anterior en mm
Pi : precipitación del mes actual en mm.
Para obtener las series de precipitación que originan la escorrentía en las cuencas
comprendidas en el área de estudio, se consideró la ecuación para los registros
de las estaciones representativas.
Finalmente, el caudal medio mensual se determina multiplicando la precipitación
efectiva en el mes considerado por el área de la cuenca:
AxPQ eim
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b. Determinación de los caudales medios
En el siguiente cuadro se indica las descargas medias mensuales estimadas para
las subcuencas comprendidas en el área de estudio, y en el gráfico, la variación