Análisis de tránsito de máximas avenidas en el lago Chinchaycocha usando el software HEC-HMS para estudiar el comportamiento de futuras inundaciones

• Autores: Bolaños Saravia, Sheyla Tatiana, Castillo Castillo, Salvador
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
• Repositorio: UPC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorioacademico.upc.edu.pe:10757/682919
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/10757/682919
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Hidrología; Tránsito máximas de avenidas; Caudales máximos; Precipitaciones máximas de 24 horas; HEC-HMS; Modelación hidrológica; Hydrology; Peak flood flows; 24-hour maximum rainfall; Hydrologic modeling; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00

Este trabajo de investigación se centra en el análisis del tránsito de avenidas máximas del embalse Chinchaycocha, el cual se encuentra entre los departamentos de Junín y Pasco, siendo este el segundo lago más grande del Perú. El lago Chinchaycocha es la fuente de abastecimiento de la represa de Upamayo, la cual se encarga de distribuir los recursos hídricos a importantes centrales hidroeléctricas encargadas de suministrar energía a gran parte del Perú. La existencia de esta represa ha sido motivo de conflictos ecológicos y sociales desde los años 1929, ya que el efecto del cambio en el embalse trajo consigo problemas de inundación de aguas contaminadas en áreas de producción importantes para la población lacustre circundante. Ante dicha coyuntura, la metodología de esta investigación se basa en la recopilación de datos de precipitación para obtención de datos de caudales máximos a partir de métodos de cálculo estadístico y desarrollo de un modelo hidrológico aplicando una programación de softwares que considere las 23 subcuencas tributarias que aportan flujo al lago Chinchaycocha. El proceso de investigación parte por recopilar la información geográfica, barométrica y topográfica de los alrededores del lago utilizando el sistema de Información Geográfica (SIG) ArcMap10.1, con el cual se delimita la extensión del área de estudio que abarca el lago Chinchaycocha y todas sus subcuencas tributarias, inter-cuencas, cotas y redes de drenaje. Otros datos recopilados incluyen los estudios sobre los parámetros geomorfológicos, tipos de suelo, distribución de cobertura, batimetría y, más importante, pluviometría. Los registros históricos utilizados comprenden lluvias máximas de 24 horas entre los años 1965 y 2019, adquiridos por Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI) y la Empresa de Electricidad del Perú S.A (Electroperú). Esta información forma parte de los datos de entrada para el modelo hidrológico HEC-HMS, en el cual se consideró el método de HU de Clark para la transformación de lluvia a escorrentía, el método de número de curva del SCS para el modelo de pérdidas por abstracción, el método de Onda Cinemática para el tránsito de la subcuenca principal y el método de frecuencia de tormenta para el modelo meteorológico. Por último, se utilizó el método de Altura-Almacenamiento ante distintos periodos de retorno para completar la simulación del tránsito de avenidas. Los periodos de retorno seleccionados fueron de 20, 100, 500 y 1000 años para evaluar el comportamiento de la represa ante tormentas probables cada vez mayores. En base al Reglamento de Seguridad de Presas en el Perú (ANA, 2017), la avenida de diseño para presas de riesgo alto varía entre periodos de retorno a 1000 y 5000 años. Sin embargo, se optó por utilizar un máximo de 1000 años porque no se requiere diseñar la represa, sino evaluar el comportamiento del lago Chinchaycocha y su represa ante tormentas extremas pero probables. En los resultados para la tormenta más crítica simulada (periodo de retorno de 1000 años) el caudal pico de ingreso acumulado al lago Chinchaycocha alcanza los 1877.5 m3/s, 15 horas después de haber iniciado la tormenta. Sin embargo, la laminación del flujo en el espejo de agua provoca que el caudal de salida por el vertedero llegue solo a 1.636 m3/s, ocurrido 42 horas después del caudal pico de ingreso. Dicho caudal eleva la cota del lago 18cm excedentes al máximo permitido por las regulaciones del lago, ocasionando un volumen excedente de 63.2 Millones de Metros Cúbicos y la inundación de hasta 737.7 Hectáreas de terreno seco para producción agropecuaria. En base a estos resultados, el presente estudio está a favor de los constantes reclamos y exigencias de las comunidades afectadas por las inundaciones de terrenos productivos. Por otro lado, ante la ocurrencia de una gran tormenta como la simulada, se deberán realizar las medidas correctivas en la represa Upamayo en un plazo menor a 2 días para poder mitigar los impactos de la inundación ocurrida, aunque se sabe que la represa es capaz de recibir mucho más flujo, ya que los estudios de campo realizados evidencian la existencia de marcas antiguas de agua superiores a los 4082.3 m.s.n.m, más del doble del incremento calculado en el modelo hidrológico. Por ende, se puede concluir que los tránsitos de máximas avenidas simulados no representan un peligro para la estabilidad de la represa, pero se recomienda considerar en futuras investigaciones periodos de retorno de hasta 5000 años, si es que se quiere analizar puntualmente la posibilidad de falla en la represa Upamayo.