CAPITULO 4
HIDROLOGIA E HIDROGEOLOGIA
4.1 HIDROLOGIA
4.1.1 GENERALIDADES:
Las cuencas fluviales regionales principales son producto de deshielos de la alta cordillera (Cordillera Oriental) y de los receptáculos de las aguas de lluvia, alimentadores a su vez de las aguas subterráneas libres. La Cordillera Oriental con sus dos bifurcaciones destacables llamadas: Cordillera de Vilcabamba y Carabaya respectivamente, constituyen divisorias de tres grandes cuencas, que son:
a.- Una Cuenca Occidental (hacia las mesetas mesozoicas) .
b.- Una Cuenca Central entre las dos cordilleras citadas .
c.- Una Cuenca al este de la Cordillera Oriental, limitada por la cordillera de Vilcabamba.
La cuenca del río Huatanay se ubica en la parte central.
4.1.2 REGIMEN FLUVIAL LOCAL.-
El río Huatanay, modelador del valle del Cusco, desemboca en el río Vilcanota , cási paralelo y de sentido contrario de orientación WNW – ESE, sus aguas llegarán finalmente a la cuenca del río Amazonas. El río Huatanay cuenta con un área de drenaje de 345.31 Km2 (Ascue 1986). Es el principal colector de la cuenca del mismo nombre, tiene su origen en las cercanías de la ciudad del Cusco (sólo a pocos cientos de metros), por emanación de agua subterránea a través de numerosos manantiales, ubicados en las montañas de Picchu y el flanco oeste del valle del Cusco, gran parte de éstos manantes fluyen de las Capas Rojas del Grupo San Jerónimo y algunas fuentes de las Formación Yuncaypata. Debido a que el río Huatanay constituye el principal agente modelador del valle del Cusco, es que se hace un análisis del mismo. Entre sus principales características tenemos:
· Desarrollo longitudinal 30 Km .
· Declive promedio 1.1% .
· Declive en cabecera hasta 5.2% .
· Declive de desembocadura 0.0003% .
· Nace a la altitud de 3,430 m.s.n.m.
· Desemboca a la altitud de 3,090 m.s.n.m .
· El registro de caudales .
· Principales tributarios: Saphy, Choquechaca, Tancarpata Chunchulmayo, Cachimayo, Chocco, Ticapata, Kayra, Huaccotomayo, Huasao, Quispicanchis, Oropesa, Lucre y otros menores que se cargan generalmente en épocas de lluvias intensas .
· Régimen de descarga: irregular y torrentoso. Se distinguen 3 formas de crecimiento:
a.- Estacional progresivo, según el incremento mensual de precipitaciones .
b.- Crecimiento intempestivo extraordinario durante la época lluviosa, con los suelos generalmente saturados, de éste crecimiento, se produce en pocas horas con intensa precipitación.
c.- Crecimiento cíclico, relacionado posiblemente con el fenómeno del Niño.
4.1.3 ANALISIS PLUVIOMETRICO.-
Se han utilizado datos de dos estaciones metereológicas con los que se cuenta en la zona:
Estaciones metereológicas de Kayra y de la UNSAAC.
Se efectúan análisis estadísticos en los módulos anuales, correspondientes a lluvias anuales.
Estaciones metereológicas de Kayra y de la UNSAAC.
Se efectúan análisis estadísticos en los módulos anuales, correspondientes a lluvias anuales.
PROBABILIDADES:
A.- MODULO PLUVIOMETRICO ANUAL PROMEDIO: x
1.- UNSAAC x = 797.17
2.- KAYRA x = 692.38
B.- RANGO: en 26 años
C.- DESVIACION STANDARD: “S”
· Régimen de caudales del río Huatanay 4.71 m3/seg. Promedio.
· Régimen pluvial: las desviaciones de precipitaciones se observan en el cuadro correspondiente al régimen pluvial mensual en los últimos 26 años.
· Meses con desviación Standard alta:
- Mayo 11.18
- Junio 9.35
- Julio 3.47
- Agosto 9.45
Debido a esto es que a veces en meses conocidos como secos pueden ocurrir precipitaciones altas, pero no conllevan mayores peligros (ver cuadro Nº 9)
· Cabe señalar que existe una diferencia notable entre las precipitaciones cercanas a las cabeceras del río Huatanay (Plaza de Armas del Cusco y alrededores), con la estación de la UNSAAC y la estación de Kayra disminuyendo a razón de +- 100 m. constituyendo por esta razón la estación UNSAAC como promedio.
D.- COEFICIENTE DE VARIABILIDAD:
1.- UNSAAC 14.05%
2.- KAYRA 18.06%
De lo anterior podemos concluir que los datos tomados en la estación UNSAAC serían más confiables.
E.- ALGUNAS PROBABILIDADES: En la estación de la UNSAAC (en 26 años) de x s, se deduce:
797.17 + 112.08 = 909.25 mm.
797.17 - 112.08 = 685.09 mm..
Entre 909.25 y 685.25 mm. hay 12 datos,
Lo que indica que en la zona, se pueden producir precipitaciones superiores en 112.08 al valor medio de 797.17 o menores en 112.08 al mismo valor. Además existen 75% y probabilidades que ocurra una precipitación entre mm. y 685.25 mm. al año.
Por lo tanto existen 43% de probabilidades que en la zona ocurran precipitaciones entre 871.89 y 722.45 mm. anuales.
De los datos de la estación de Kayra, se obtienen 75% de probabilidades de que ocurran precipitaciones entre los valores de 817.48 y 567.28 mm.
4.1.4 RESUMEN DE RESULTADOS OBTENIDOS :
797.17 + 112.08 = 909.25 mm.
797.17 - 112.08 = 685.09 mm..
Entre 909.25 y 685.25 mm. hay 12 datos,
Lo que indica que en la zona, se pueden producir precipitaciones superiores en 112.08 al valor medio de 797.17 o menores en 112.08 al mismo valor. Además existen 75% y probabilidades que ocurra una precipitación entre mm. y 685.25 mm. al año.
Por lo tanto existen 43% de probabilidades que en la zona ocurran precipitaciones entre 871.89 y 722.45 mm. anuales.
De los datos de la estación de Kayra, se obtienen 75% de probabilidades de que ocurran precipitaciones entre los valores de 817.48 y 567.28 mm.
4.1.4 RESUMEN DE RESULTADOS OBTENIDOS :
a.- Precipitación promedio anual = 747.77 mm/año.
b.- Precipitación promedio en época lluviosa = 126.69 mm/mes.
c.- Precipitación promedio en época “seca” = 11.41 mm/mes.
d.- Mes de mayor precipitación en los últimos 27 años = Enero con 159.985 mm, promedio.
e.- Mes de menor precipitación pluvial durante los últimos 27 años = Julio con 2.49 mm. promedio.
f.- Meses de mayor variabilidad en precipitaciones: Mayo, Junio, Julio, Agosto y Setiembre.
g.- Meses de mayor precipitación en los últimos 27 años:
- 1995 con 1020.30 mm/año (Estación UNSAAC)
- 1981 con 922.80 mm/año (Estación Kayra)
- 1981 en un valor promedio de las dos estaciones con 908.6 mm.
h.- Caudal promedio anual del río Huatanay = 4.71 m3/seg.
i.- Caudal mínimo (últimos tres años) = 0.21 m3/seg.
j.- Caudal máximo (últimos tres años) = 13.61 m3/seg.
k.- Los meses más calurosos del año son de Octubre a Diciembre con 21ºC de temperatura promedio.
4.2 HIDROGEOLOGIA:
La zona de estudio por su complejidad, tectónica estructural litológica y geomorfológica, presenta una complejidad y diversidad en la distribución del agua subterránea, existiendo todos los tipos de acuíferos, ubicados en diferentes cotas. Ligadas a diversos tipos de rocas por lo que es frecuente encontrar manantiales en areniscas, conglomerados, calizas, evaporitas, materiales cuaternarios y otros. El sistema fundamental en el almacenaje de aguas y las correspondientes descargas en el valle del Huatanay es básicamente estructural y estratigráfico bordeado por los límites de loa cuenca, que son las montañas que rodean el valle (ver plano geomorfológico), cabe indicar además que toda la cuenca está dividida en pequeñas microcuencas (que a lo largo del río Huatanay, que son más de 30). Por la falta aún de datos es que s presenta un mapa hidrogeológico preliminar en la que es posible notar que existen muchas zonas saturadas, a lo largo del valle, debido al drenaje en base a direcciones preferenciales de los suelos cuaternarios. (ver gráfico 13). El control de flujos hidrodinámicos es variado, pudiendo diferenciarse básicamente dos formas:
A.- CONTROL LITOLOGICO ESTRUCTURAL.- En los flancos de valle en los que predominan los mayores acuíferos, ligados a estructuras rocosas fisuradas (capas del Grupo San Jerónimo, por ejemplo) que son los alimentadores principales de los demás flujos.
B.- CONTROL ESTRATIGRAFICO Y SEDIMENTOLOGICO.- Por formaciones cuaternarias, como es el caso de la formación San Sebastián, que por su posición estructural y estar constituido por materiales lagunares, dispuestos generalmente en horizontes dirigidos hacia el cauce principal del río Huatanay constituyen acuitardos evidenciados por una gran cantidad de manantiales en las zonas de Progreso, San Sebastián, Larapa y otros. Los materiales coluvio-aluviales igualmente controlan el movimiento de las aguas subterráneas (sector de San Jerónimo).
4.2.1 UNIDADES HIDROGEOLOGICAS:
La cuenca hidrogeológica del valle del Huatanay presenta rocas del Perno-Triásico (Mitu) hasta formaciones cuaternarias holocénicas, dispuestas en toda la cuenca, en una diversidad de geoformas. La llanura fluvio-aluvial del Huatanay, se encuentra cubierta por materiales cuaternarios (básicamente lagunares), sobre materiales políticos posiblemente impermeables. Entre las unidades hidrogeológicas principales tendríamos las siguientes: (cuadro Nº 11)
1.- GRUPO MITU.- La formación Pisac, compuesta por areniscas, lutitas y molasas, son buenos receptáculos de aguas subterráneas y cuando éstas se asocian a fracturamientos importantes permiten la circulación de las aguas. La formación Pachatusán compuesta por volcánicos permite la circulación de agua a través de su fracturamiento interno, existe algunos afloramientos de agua al sureste y este de la ciudad del Cusco (en las zonas de Huaccoto, Tipón, Huasao, Oropeza).
2.- FORMACION HUAMBUTIO – HUANCANE.- La formación Huancané posee horizontes de areniscas limpias deleznables bastante porosos, por lo que constituyen excelentes reservorios, el inconveniente es de que los espesores son reducidos (<>
1.- GRUPO MITU.- La formación Pisac, compuesta por areniscas, lutitas y molasas, son buenos receptáculos de aguas subterráneas y cuando éstas se asocian a fracturamientos importantes permiten la circulación de las aguas. La formación Pachatusán compuesta por volcánicos permite la circulación de agua a través de su fracturamiento interno, existe algunos afloramientos de agua al sureste y este de la ciudad del Cusco (en las zonas de Huaccoto, Tipón, Huasao, Oropeza).
2.- FORMACION HUAMBUTIO – HUANCANE.- La formación Huancané posee horizontes de areniscas limpias deleznables bastante porosos, por lo que constituyen excelentes reservorios, el inconveniente es de que los espesores son reducidos (<>
3.- FORMACION YUNCAYPATA.- No son buenos reservorios, pero sirven como materiales impermeables para formaciones superiores e intermedios, constituyen los llamados acuícludos locales, por la clasificación y fracturamiento, estos últimos almacenan cantidades considerables de aguas subterráneas, descargando por ejemplo en la actualidad hasta 120 litros en manantiales aforados en la zona de Tambomachay (Apaza D. 1997). Las aguas que dan estas secuencias son generalmente aguas duras.
4.- FORMACION KAYRA.- Catalogado como un acuífero heterogéneo, con algunas secuencias de areniscas feldespáticas porosas, no cementadas, fracturadas, contienen buenos horizontes de acuíferos. En la actualidad arrojan buenos caudales naturales en galerías filtrantes, afloran ampliamente en la zona del Cusco, prácticamente circundando la ciudad.
5.- FORMACION SONCCO.- Presenta niveles superiores bastante productivos de agua subterránea está compuesta por areniscas, las cuales son las más importantes de la cuenca del valle del Cusco. En la zona del sur de la cuenca, es la responsable de las mayores descargas de agua subterránea (Córdoba C. 1982), está condicionado por niveles políticos impermeables. Sus caudales son permanentes con fluctuaciones mínimas. Totalizando las descargas naturales de la formación Soncco en las inmediaciones de la ciudad del Cusco, se tienen alrededor de 190 zonas relativamente constantes (Apaza D. 1997).
6.- DEPOSITOS CUATERNARIOS.- Entre los más importantes acuitardos cuaternarios, podemos distinguir los siguientes: La formación lagunar de San Sebastián, secuencias fluvioglaciáricas antiguas, los materiales fluvio-aluviales recientes. Todos canalizan las aguas procedentes de los acuíferos antes descritos, dependiendo directamente de estos y las precipitaciones temporales. Cabe indicar de que cada uno de estos materiales pueden almacenar cantidades considerables de agua, especialmente en las zonas más bajas de la ciudad, produciendo saturaciones permanentes (que se muestran en el plano hidrogeológico, conocidas también como zonas inundables.
4.2.2 RECARGA Y DESCARGA:
La recarga es estacional, es decir está supeditada a lluvias temporales, por los controles geomorfológicos (planicies, mesetas peniplanicies, y otros) y estructurales, callamientos importantes como las de Tambomachay, Quenqo, Pachatusán, Cusco, Tancarpata, Huancaro y otros sumado a estos el intenso fracturamiento, son los captadores de las aguas de lluvia que en la zona especialmente en la época de crecidas suman a 849 mm. promedio, restando la pérdida de evapotranspiración 523 mm. y escorrentía se tiene un volumen considerable de recarga en el área de 98 Km2. La descarga es a través de flujos residuales permanentes y temporales, así mismo la pérdida constante por evapotranspiración y capilaridad en los suelos. El colector de descarga lo constituye el río Huatanay con los caudales expuestos más adelante. La descarga natural totalizada de todos los acuíferos del valle del Cusco es aproximadamente 800 lts./seg. Además el caudal específico para la ciudad del Cusco es aproximadamente el siguiente:
4.2.3 ALGUNAS CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LOS ACUIFEROS:
Con el propósito de la búsqueda de agua para consumo humano, es que se han estudiado algunas zonas aisladas, de las que se tienen algunos datos, es así por ejemplo en la llanura del río Huatanay (valle del Cusco), en lugares ya urbanizados se han perforado varios pozos pero con los acuíferos poco conocidos. Se menciona que actualmente (Apaza . 1997) un pozo de Ttio, La Florida, viene produciendo 7 Lts./seg. Cada 4 horas/día y otro 8 Lts/día. Los sectores más atractivos serían los paleocanales del río Huatanay que todavía no están estudiados. Igualmente se han efectuado algunas pruebas de los acuíferos más importantes, llegando a los siguientes resultados: Asimismo se obtienen algunos datos de una de las galerías filtrantes más productivas en la localidad de San Jerónimo (al este de la ciudad del Cusco) en el lugar de Marashuayco que ha dado hasta 62 Lts/seg.
JOSE ANGEL
