shapaja

Expediente Técnico
CREACIONDE LA DEFENSA RIBEREÑA PARA PROTECCIONDELA MARGENIZQUIERDA SOBRE EL RIO HUALLAGA EN EL SECTOR
ALTO DE LA LOCALIDAD DE SHAPAJA, DISTRITO DE SHAPAJA - SAN MARTIN - SAN MARTIN
0INDICE
1. INTRODUCCION.............................................................................................................................................. 3
NOMBRE DEL INFORME Y OBJETIVOS ...................................................................................................................... 3
2. COMPONENTE 1: IDENTIFICACIÓN DE LA ZONA EN ESTUDIO .............................................................. 3
3. COMPONENTE 2: NIVELES DEINUNDACIÓN EN EL LUGAR DEL PROYECTO..................................... 6
3.1.- HIDROLOGÍA................................................................................................................................................... 6
3.1.1.- ANÁLISIS HIDROLÓGICO DE LA CUENCA APORTANTE.......................................................................... 6
3.1.1.1. ANÁLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACION HIDROMETEOROLÓGICA...................................... 8
3.1.1.2. PARAMETROS CONSIDERADOS PARA EL COMPORTAMIENTO HIDROMETEOROLOGICO............. 8
3.1.1.3. CARACTERIZACION MORFOMETRICA DE LA CUENCA APORTANTE................................................... 9
3.1.1.3.1. CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS DE LA CUENCA......................................................................... 9
ÁREA Y PERÍMETRO...................................................................................................................................... 9
ÍNDICE DE FACTOR DE FORMA (F) ............................................................................................................. 9
ÍNDICE DE COMPACIDAD - GRAVELIUS (CC.)......................................................................................... 10
RECTÁNGULO EQUIVALENTE ................................................................................................................... 10
PENDIENTE DE LA CUENCA....................................................................................................................... 10
PERFIL LONGITUDINAL Y PENDIENTE DEL CAUCE............................................................................... 10
3.1.1.3.2. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE LAS CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS.................... 10
3.1.2.- CAUDAL MAXIMO DE DISEÑO.................................................................................................................... 14
Función de densidad: .......................................................................................................................................... 15
Estimación de parámetros................................................................................................................................... 15
Factor de frecuencia:........................................................................................................................................... 15
Límites de confianza............................................................................................................................................ 16
Estimación de parámetros:.................................................................................................................................. 16
Límites de confianza:........................................................................................................................................... 17
Estimación de parámetros:.................................................................................................................................. 18
Intervalos de confianza: ...................................................................................................................................... 18
RIESGO DE INUNDACIÓN........................................................................................................................................... 22
3.2.- HIDRAULICA FLUVIAL................................................................................................................................. 23
3.2.1.- RÉGIMEN PERMANENTE BIDIMENSIONAL (2D), MODELAMIENTO CON HEC-RAS ........................... 23
SIMULACION DEL ESCENARIO DE INUNDACIÒN................................................................................................... 24
MODELO MATEMATICO DE SIMULACIÓN EMPLEADO .......................................................................................... 24
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD.................................................................................................................................. 25
CONDICIONES DE CONTORNO.................................................................................................................................. 26
CAUDALES ................................................................................................................................................................... 27
RESULTADOS............................................................................................................................................................... 27
SIMULACIÓN BIDIMENSIONAL .................................................................................................................................. 27

Expediente Técnico
Estudio de Hidrologíae Hidráulica
2
DELIMITACION DE ZONAS DE INUNDACIÓN........................................................................................................... 28
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................................................ 32
CONCLUSIONES.......................................................................................................................................................... 33
RECOMENDACIONES.................................................................................................................................................. 36
5. BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................................. 36
6. ANEXOS......................................................................................................................................................... 36

Expediente Técnico
3
1. INTRODUCCION
NOMBRE DEL INFORME Y OBJETIVOS
El presente informe comprende la obtención de los parámetros hidrológicos e
hidráulicos del río Huallaga, en el tramo de estudio, con la finalidad de
determinar las áreas inundables, como componente de la “Guía Metodológica
para Proyectos de Protección y/o Control de Inundaciones en Áreas Agrícolas
o Urbanas”, aplicado a los proyectos que se ejecuten en dicha unidad
hidrológica, específicamente en el Sector del proyecto.
El objetivo del informe, es analizar los niveles máximos de agua en el río con
fines de estimación de parámetros de diseño y áreas inundables en el marco
de la Guía metodológica – Modulo 1 de Diagnostico de la Situación Actual, con
la finalidad de definir el comportamiento de dichas áreas frente a avenidas en
diferentes escenarios de inundación del sector.
Para ello se emplean las herramientas de sustento técnico a nivel de estudio
definitivo, acorde al avance científico en materia de ingeniería y gestión de
inundaciones.
2. COMPONENTE 1: IDENTIFICACIÓN DE LAZONA EN ESTUDIO
2.1. UBICACIÓN
La ubicación geográfica del tramo analizado corresponde a las siguientes
coordenadas UTM – WGS 84 – Zona 18 SUR.
ESTE : 359186 a 360811 metros.
NORTE : 9272452 a 9272334 metros.
El proyecto se encuentra ubicado políticamente en:
Región : San Martín.
Provincia : San Martin.
Distrito : Shapaja.
Localdiad : Shapaja.
2.2. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Y TRATAMIENTO
- Topográfica: Levantamiento topográfico con Estación total, para la posterior
obtención de un plano a curvas de nivel cada 1.00 metro de elevación,
secciones transversales, pendientes. Obtenidos del levantamiento
topográfico efectuado por el Consultor, sobre ambas márgenes del rio. El
tramo identificado en el PIP viable se levantó 1.70 Km sobre todo el río
Huallaga y riberas en un promedio de 150 m hacia la margen izquierda y 80
m hacia la margen derecha.
- Cartográfica: Carta del IGN (Laguna Sauce: cuadrante 14-k), vistas
satelitales con cotas de referencia del servidor web Google Earth. Todos

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estos datos se encuentran georeferenciados en el sistema UTM – WGS 84
- Zona 18 Sur.
- Hidrometeorológica: se recopiló información de expedientes anteriores para
estructuras de protección y drenaje pluvial, referido a las estaciones
SENAMHI Picota, representativa de la cuenca aportante del rio Huallaga y
de la Estación pluviométrica Picota.
- Geomorfológico e Hidráulica fluvial: rugosidad del lecho y planicies,
procesos fluvio-morfológicos locales (curvaturas, meandros).

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VISTA DE CUENCAAPORTANTE RÍO HUALLAGA Y DISTRITO DE SHAPAJA.
Huánuco
Cerro de Pasco
Cuenca del Río Huallaga

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Fuente: Vista Satelital del sector en estudio. (Fuente: Google Maps).
3. COMPONENTE 2: NIVELES DE INUNDACIÓN EN EL LUGAR DEL PROYECTO
3.1.- HIDROLOGÍA
3.1.1.- ANÁLISIS HIDROLÓGICO DE LACUENCAAPORTANTE
La Amazonía es la selva tropical más extensa del mundo repartidos
entre nueve países sudamericanos. La mayor extensión de la selva
amazónica la poseen Brasil y Perú. El territorio peruano está cubierto
por más de 60% de Amazonía y es una de las áreas con mayor
biodiversidad y endemismo del planeta.
En este extenso territorio, se ubica la cuenca del río Huallaga, la cual es
alargada, predominantemente sigue una dirección suroeste-noreste.
El río Huallaga es el principal afluente del río Marañón por su margen
derecha. Nace en el departamento de Cerro de Pasco, al sur de la
cordillera de Raura, en la laguna de Huascacocha a 4,710 msnm, con
una longitud aproximada de 1,389 Km. En su recorrido, atraviesa los
departamentos de Pasco, Huánuco, San Martín y Loreto, tomando una
dirección general hacia el norte desde sus nacientes hasta el poblado
de Juanjui, a partir de este punto hasta el poblado de Navarro toma una
dirección Noreste, luego hacia el Noroeste hacia la ciudad de
Yurimaguas, y a partir de este lugar toma una dirección Noreste hasta
su desembocadura en el río Marañón. En la zona que corresponde a los
departamentos de Huánuco y San Martín es navegable por deslizadores

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7
y Balsas. Sus aguas son fangosas, en su desembocadura en el río
Huallaga presenta dos brazos debido a la presencia de la isla Mito,
siendo el brazo derecho el canal navegable con un ancho aproximado
de 300 metros.
La velocidad de la corriente varía de 1.3 a 2.1 m/s en el canal. El ancho
del río es variable (400 – 900 m), siendo mayor en las épocas de
avenidas.
Los principales afluentes del río Huallaga, por la margen izquierda, son:
el río Monzón, que desagua frente a Tingo María; el río Chontayacu, el
río Tocache, el río Huallabamba, el río Saposoa, el río Sisa y el río
Mayo, los cuales forman extensos e importantes valles. El río Mayo, el
más importante de todos ellos, tiene una longitud aproximada de 230
km. y en su curso se emplazan las ciudades de Rioja, Moyobamba y
Tarapoto. El río Huallaga por su margen derecha, cuenta un afluente
importante, el río Biavo, que recorre paralelo al Huallaga, en una
longitud aproximada de 180 km. y al río Tulumayo, al norte de Tingo
María.
El comportamiento meteorológico de una cuenca, se halla
estrechamente vinculado al comportamiento evolutivo del río. Si bien la
cuenca del río Huallaga es medianamente extensa y requeriría de un
estudio integral de su meteorología (aspecto difícil de desarrollar por
falta de datos), una evaluación puntual permite de algún modo fijar
patrones de conocimiento del comportamiento meteorológico de la zona
del proyecto (Shapaja), para tratar de encontrar alguna relación entre
parámetros hidrológicos en la zona. La cuenca presenta una gran
variabilidad espacial en las precipitaciones así como en las
temperaturas máximas y mínimas. Las temperaturas máximas más
altas se registran en el Bajo Huallaga, cerca al límite sureste, alrededor
de Yurimaguas, donde en promedio alcanza los 32,4 ºC. Los valores
más bajos de la temperatura máxima se asientan en el Alto Huallaga,
donde las temperaturas máximas pueden alcanzar valores menores a
10 ºC sobre los 4 500 m de altitud.
La temperatura mínima presenta sus valores más altos en el Bajo
Huallaga, superando en promedio los 21 ºC en la zona de Yurimaguas y
Lagunas; en tanto, los valores más bajos están localizados en las partes
altas de la Cuenca, donde la temperatura mínima presenta valores por
debajo de los 0 ºC, en la región Cerro de Pasco y sobre los 4 500
msnm.
Asimismo, las precipitaciones en la cuenca del Huallaga, aumentan del
suroeste al noroeste con valores que fluctúan entre los 800mm/año a 2
500 mm/año. Las zonas de mayores precipitaciones están ubicadas en
el Bajo Huallaga en Yurimaguas y Lagunas, donde las precipitaciones

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8
alcanzan valores poco mayores a 2 500 mm/año. La zona de menores
precipitaciones se ubica en las partes altas de la cuenca en la que
llueve menos de 1,200 mm/año, en la zona de sierra. También es
importante señalar que la variación temporal y espacial de las
temperaturas máximas, mínimas y precipitación en algunos episodios
de El Niño y La Niña ha mostrado ligeras evidencias de sus efectos.
3.1.1.1. ANÁLISIS Y TRATAMIENTO DE LA INFORMACION
HIDROMETEOROLÓGICA
El análisis de la información hidrometeorológica es complejo y
muy difícil de predecir. El tiempo atmosférico nos habla del
estado de las variables atmosféricas, de un determinado
lugar, en un momento determinado. El clima informa sobre
esas mismas variables, promedio, en el mismo lugar, pero en
un periodo temporal mucho más largo.
Sin embargo, como se dijo anteriormente la evaluación de las
variables climáticas y meteorológicas no podrán dar como
resultado los caudales estimados necesarios para efectuar el
balance hídrico respectivo y la posterior viabilidad (o
inviabilidad) hidrológica del proyecto, debido a la falta de
datos a lo largo de la cuenca aportante Huallaga (Cerro de
Pasco-Raura hasta San Martín-Shapaja); por lo que para
generar los caudales a nivel de la zona de estudio, se utilizará
información hidrométrica disponible de la estación HLG-
Picota, cercana al punto de interés.
La cuenca del río Huallaga es muy extensa, siendo la más
grande y en importancia del sistema hidrográfico del río
Marañón, y una de las más importantes de la cuenca del río
Amazonas.
3.1.1.2. PARAMETROS CONSIDERADOS PARA EL
COMPORTAMIENTO HIDROMETEOROLOGICO
Los parámetros considerados para la hidrometeorología a
nivel de cuenca, los define el CONAM de la siguiente forma:
 Precipitación. Distribución temporal y espacial (incluyendo
eventos extremos como altas precipitaciones o sequías).
 Temperatura: distribución temporal y espacial (incluyendo
eventos extremos como altas temperaturas o bajas
temperaturas).
 Humedad Relativa.

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9
 Evapotranspiración potencial.
 Balance hídrico.
Sin embargo, por la gran extensión de la cuenca aportante
(Regiones Cerro de Pasco, Huánuco y San Martín –
Shapaja), necesitaríamos de la gran mayoría de estaciones
meteorológica de toda la red existente del SENAMHI que ésta
tiene en las regiones mencionadas, haciendo el análisis muy
complejo. Además se necesitaría de muchas calibraciones
para el modelamiento hidrológico ya que la cuenca aportante
abarca desde el piso altitudinal de Janca o Cordillera (4,800
msnm) hasta Selva Baja (250 msnm). Es por ello que se
recomienda trabajar con los datos hidrométricos de la
estación más cercana a la zona del proyecto.
3.1.1.3. CARACTERIZACION MORFOMETRICA DE LA CUENCA
APORTANTE
Las características morfométricas e hidrológicas identificadas
en la cuenca (área, perímetro, curva hipsométrica, factor de
forma, índice de Gravelius, pendiente de la cuenca y del
cauce principal, así como densidad de drenaje) fueron
identificadas generando shapefiles de la zona del proyecto
obtenidos de la imagen satelital tipo ASTER de resolución
30x30, a la cual se le generó el DEM a través del software
ERDAS, para finalmente obtener el relieve a esa resolución
mediante el ArcGis 10.1.
3.1.1.3.1.CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS DE LA
CUENCA
 Área y Perímetro
A nivel de la obra proyectada, la zona Cuenca
Aportante tiene un área de 68,296.98 km2
y un
perímetro de 1,831.57Km, los cuales la clasifican
como una gran cuenca colectora.
 Índice de factor de forma (F)
El índice de forma expresa la relación, entre el
ancho promedio de la cuenca y su longitud.
Además, si una cuenca tiene un F menor que otra,
existe menor posibilidad de tener una tormenta
intensa simultánea sobre toda su área. En ese
sentido el cálculo de la relación mencionada

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10
anteriormente dio como resultado un valor de “F”
igual a 0.11 a la Cuenca Aportante río Huallaga.
 Índice de compacidad - Gravelius (CC.)
Si el valor del CC. es igual a 1.0, la cuenca será
de forma circular, y valores mayores a 1.0 de
forma alargada. Las cuencas de forma alargada,
reducen las probabilidades, de que sean cubiertas
en su totalidad por una tormenta, lo que afecta el
tipo de respuesta que se presenta en el río, y para
la cuenca aportante río Huallaga, es igual a 1.98.
 Rectángulo equivalente
El rectángulo equivalente es una transformación
geométrica de la cuenca en un rectángulo de igual
perímetro, convirtiendo las curvas de nivel en
rectas paralelas al lado menor, siendo éstos la
primera y la última curva de nivel. La cuenca
aportante río Huallaga se representa como un
rectángulo de 663.67 Km de lado mayor y 74.56
Km de lado menor.
 Pendiente de la cuenca
El análisis de la pendiente de una cuenca, es uno
de los factores físicos que controla el tiempo del
flujo sobre el terreno, infiltración, contribución en
las aguas subterráneas, e influye en la magnitud
de las avenidas o crecidas. La cuenca aportante
río Huallaga, hasta el nivel de la zona de proyecto
presenta una pendiente aproximada de 2.2113%.
 Perfil longitudinal y pendiente del cauce
En el perfil longitudinal se puede apreciar la
variación en cada tramo del cauce, el cual tiene
una pendiente promedio en la cuenca aportante
río Huallaga a nivel de la obra proyectada de
0.67%, influyendo en la capacidad de erosión y
transporte de sedimentos.
3.1.1.3.2. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS DE LAS
CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS
La cuenca aportante, es de gran tamaño y
cuantitativamente el índice de factor de forma indica

Expediente Técnico
11
que la relación entre ancho y largo es significativa y
el índice de compacidad con valores mayores a
uno, confirman que se trata de una cuenca
alargada cuasi ovalada, en consecuencia con
pocas posibilidades que una tormenta intensa
pueda cubrir toda su área; así también, presenta
caudales picos en las avenidas.
La pendiente de la cuenca igual a 2.2113%
corresponde a una topografía promedio
medianamente ondulada, influyendo ésta en la
dinámica de los flujos en la cuenca, favoreciendo a
la infiltración y contribución a las aguas
subterráneas, e incrementando la magnitud de las
crecidas.
Asimismo, la pendiente media del cauce
corresponde a una topografía promedio poco
empinada, la cual favorece, en general, a la
infiltración en gran parte del área, regulando la
magnitud de los caudales máximos instantáneos
(avenidas), la turbidez del agua y concentración de
sedimentos.
La longitud aproximada del río Huallaga, hasta el
punto de interés es igual a 663.67 km, la que
retarda las descargas aguas abajo ante una
tormenta, y la pendiente del cauce influye en la
capacidad de erosión, velocidad, y capacidad de
transporte, causando mediana sedimentación,
aguas regularmente oxigenadas por presencia de
turbulencia y la formación de playas en su trayecto.

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Resumen de la Morfometría - Cuenca aportante río Huallaga
Fuente: Elaboración propia.
CUENCA APORTANTE
RÍ O HUALLAGA
Km² Area de cuenca aportante 46,609.05
Km. P 1,510.24
CC = 0.28 P / (At)1/2 1.96
Km. LB 642.23
Km. AM = Area cuenca/ LB 72.57
Ff = AM / LB 0.11
Lado Mayor Km. L = Kc (π A)1/2
/2 (1+(1-4/π Kc²)) 625.14
Lado Menor Km. B = At/ L 74.56
m.s.n.m. ∆H 4,774.00
% Sc 2.21130
% I 0.74%
% Im 0.64%
Desnivel total de la cuenca (hasta el punto de interés)
Pendiente media del cauce principal
Pendiente de la Cuenca
Pendiente Media de la Cuenca
Perímetro
RELACIONES
DE
FORMA
FACTOR
DE
CUENCA
Coeficiente de Compacidad
FACTOR
DE
FORMA
Longitud (paralela al curso más largo)
Ancho Medio
Factor de Forma
RECTANGULO EQUIVALENTE
PARAM ETROS U N D N OM EN C LATU RA
Superficie total de la cuenca

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HIDROGRAFÍA DE LA CUENCAAPORTANTE RÍO HUALLAGA
Fuente: Elaboración Propia en base a imagen ASTER, y DEM generada para la Cuenca aportante río Huallaga.
Est. Hidrometrico
HLG - PICOTA
ESTACIÓN HLG-PICOTA

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3.1.2.- CAUDAL MAXIMO DE DISEÑO
El análisis de caudales máximos fue analizado según el método de
Momentos Indirectos, mediante información hidrométrica de la estación
del SENAMHI HLG-PICOTA.
Como el caudal a calcular es el de máxima avenida, considerar los
datos de la estación HLG-Picota es lo más adecuado
Fuente: SENAMHI.
ANALISIS DE INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA
Para el cálculo de caudales se ha realizado el análisis de frecuencias de
eventos hidrológicos máximos, aplicables a caudales de avenida.
Al contar con registros de aforo representativos para el lugar de estudio, se
consideró el siguiente procedimiento:
 Uso de valores de Caudales máximos diarios mensuales.
 Procesamiento de las distribuciones de frecuencia más usuales y
obtención de la distribución de mejor ajuste a los registros históricos.
 Análisis estadístico de caudales máximos para periodos de retorno de
10, 25, 50 y 100 años.
Latitud : 06° 26' Departamento : SAN MARTIN
Longitud : 76° 36' Provincia : PICOTA
Altura : 300 m.s.n.m. Distrito : PICOTA
AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC MAXIMO
2000 5,267.34 7,999.29 7,485.33 9,635.01 4,093.70 7,485.33 3,629.96 3,730.98 3,867.47 4,182.16 4,182.16 6,332.65 9,635.01
2001 8,382.91 9,225.55 8,824.36 6,205.27 5,707.39 2,465.37 2,508.47 2,144.64 2,986.23 4,767.44 4,880.86 9,074.14 9,225.55
2002 5,150.04 7,143.86 6,247.60 8,407.16 6,037.24 3,629.96 6,920.25 2,104.07 3,048.28 5,974.76 8,577.82 8,334.50 8,577.82
2003 6,765.65 8,504.48 7,623.95 8,334.50 6,721.77 5,425.54 3,629.96 5,033.90 3,798.97 6,547.54 6,079.06 8,725.36 8,725.36
2004 6,504.30 5,912.58 6,920.25 5,130.60 5,247.71 4,006.04 3,663.50 2,566.38 4,253.51 5,189.01 7,763.73 6,699.88 7,763.73
2005 5,809.58 6,612.63 6,721.77 8,504.48 7,188.97 4,006.04 2,212.91 2,281.99 1,566.56 6,016.38 5,768.60 7,302.31 8,504.48
2006 9,174.95 7,554.49 8,094.42 7,857.57 4,452.39 3,221.57 2,185.51 2,494.07 3,919.20 4,976.27 11,467.49 9,429.25 11,467.49
2007 10,371.74 6,037.24 9,378.13 6,898.07 6,482.73 3,253.50 3,301.63 2,909.40 3,189.77 5,830.11 7,054.03 7,166.40 10,371.74
2008 7,347.87 8,214.06 7,031.65 7,166.40 4,805.12 4,805.12 2,104.07 2,226.67 2,803.19 5,954.00 8,046.79 6,721.77 8,214.06
2009 7,670.41 8,190.07 8,948.85 8,998.87 6,396.78 3,447.78 3,001.70 3,237.52 2,668.97 2,758.16 5,768.60 6,268.82 8,998.87
2010 5,645.42 9,531.87 6,699.88 6,565.65 5,189.01 4,217.77 4,289.38 2,595.53 2,508.47 2,940.04 4,861.88 4,976.27 9,531.87
2011 5,287.00 7,600.76 6,163.07 7,554.49 6,205.27 3,833.16 5,385.80 3,579.89 3,497.08 5,995.56 4,957.12 8,190.07 8,190.07
2012 9,250.90 7,810.59 6,678.02 8,190.07 4,957.12 2,728.30 2,010.53 1,353.64 2,240.45 5,666.74 2,185.51 5,666.74 9,250.90
INFORMACIÓN METEOROLÓGICA
ESTACION: HLG "PICOTA"
CAUDAL MAXIMO INSTANTANEO MENSUAL EN M3/S
SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA DEL PERU
DIRECCION REGIONAL DE SAN MARTIN

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15
Análisis de Frecuencias
Se basa en diferentes distribuciones de frecuencia usadas en análisis
de eventos hidrológicos máximos. Las distribuciones de frecuencia más
usuales, en el caso de eventos máximos son:
 Distribución de Gumbel.
 Distribución de Log-Normal tipo II.
 Distribución de Levediev (Pearson y Log Pearson Tipo III).
Los parámetros de las distribuciones se calcularon por los métodos de
Momentos y de Máxima Verisimilitud mediante el ajuste de Nash.
a) Distribución de Gumbel
Una familia importante de distribuciones usadas en el análisis de
frecuencia hidrológico es la distribución general de valores
extremos, la cual ha sido ampliamente utilizada para representar
el comportamiento de crecientes y sequías (máximos y
mínimos).
Función de densidad:











 










)
(
exp
)
(
exp
1
)
(
x
x
x
f
En donde  y  son los parámetros de la distribución.
 










 





)
(
exp
exp
)
(
)
(
x
dx
x
f
x
F
Estimación de parámetros




5772
.
0
6



x
s
Donde s
y
x son la media y la desviación estándar
estimadas con la muestra.
Factor de frecuencia:




























1
ln
ln
5772
.
0
6
r
r
T
T
T
K


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16
Donde Tr es el periodo de retorno. Para la distribución Gumbel
se tiene que el caudal para un período de retorno de 2.33 años
es igual a la media de los caudales máximos.
Límites de confianza
Xt  t(1-) Se
n
s
Se



2
1
2
]
1
.
1
1396
.
1
1
[ T
T K
K 



b) Distribución Log Normal Tipo II
Esta distribución es muy usada para el cálculo de valores
extremos por ejemplo Qmáx, Qmín, Pmax, Pmín. Tiene la ventaja que
X>0 y que la transformación Log tiende a reducir la asimetría
positiva ya que al sacar logaritmos se reducen en mayor
proporción los datos mayores que los menores.
0
exp
2
1
)
(
2
)
(
2
1




x
x
x
f y
y
y




y = ln x
Donde,
y : Media de los logaritmos de la población (parámetro
escalar), estimado y .
y : Desviación estándar de los logaritmos de la población,
estimado sy.
Estimación de parámetros:



n
i
i
x
n
y
1
)
ln(
1
2
1
2
1
)
)
(ln(
1
1








 

n
i
i
y y
x
n
s
Puede trabajarse en el campo original y en el campo
transformado.

Expediente Técnico
17
1. Campo transformado: Si se trabaja en el campo
transformado se trabaja con la media y la desviación
estándar de los logaritmos, así:
Ln(XTr) = xTr+KSy
De donde,
XTr = eln (x
Tr)
Con K con variable normal estandarizada para el Tr dado, xy
media de los logaritmos y Sy es la desviación estándar de
los logaritmos.
2. Campo original: Si se trabaja con los X sin transformar el K
se calcula como:
Cv
Cv
Cv
Ln
K
Exp
Kt
T 1
2
)
1
ln(
))
1
(
(
*
2
2
1
2














 



K es la variable normal estandarizada para el Tr dado,
x
s
Cv  es el coeficiente de variación, x media de los datos
originales y s desviación estándar de los datos originales.
Límites de confianza:
En el campo transformado.
T
Tr S
t
X
Ln )
1
(
)
( 


2
1
2
2
1
)
(










 T
y
e
K
n
S
S 

En donde, n número de datos, Se error estándar, KT variable
normal estandarizada.
c) Distribución de Levediev (Log Pearson Tipo III)
Esta distribución ha sido una de las más utilizadas en hidrología.
Como la mayoría de las variables hidrológicas son sesgadas, la
función Gamma se utiliza para ajustar la distribución de
frecuencia de variables tales como crecientes máximas anuales,
Caudales mínimos, Volúmenes de flujo anuales y estacionales,
valores de precipitaciones extremas y volúmenes de lluvia de
corta duración. La función de distribución Gamma tiene dos o
tres parámetros.

Expediente Técnico
18
 





 






 








0
1
0 ˆ
exp
ˆ
1
)
(
x
x
x
x
x
f
Donde,
x0  x   para   0
  x  x0 para   0
 y  son los parámetros de escala y forma, respectivamente, y
x0 es el parámetro de localización.
Estimación de parámetros:



 ˆ
ˆ
;
2
ˆ
;
2
ˆ 0
2









 x
x
Cs
s
Cs
Cs es el coeficiente de asimetría, s
y
x son la media y la
desviación estándar de la muestra respectivamente.
5
4
3
2
2
3
2
6
3
1
6
6
)
1
(
6
)
6
(
3
1
6
)
1
( 
































Cs
Cs
z
Cs
z
Cs
z
z
Cs
z
z
K
Donde z es la variable normal estandarizada
Este valor de K se encuentra tabulado de acuerdo al valor de Cs
calculado con la muestra.
Intervalos de confianza:
Xt  t(1-) Se
Se
S
n



Donde S es la desviación estándar de la muestra, n es el
número de datos y  se encuentra tabulado en función de Cs y
Tr.

Expediente Técnico
19
Pruebas de bondad de ajuste
Para determinar cuál de las distribuciones estudiadas se adaptan mejor
a la información histórica, se tienen diferentes métodos:
 Análisis gráfico
 Método del error cuadrático mínimo
 Test de Kolmogorov – Smirnov
 Test de Chi Cuadrado
En el presente estudio, se aplicó el método del Mínimo error cuadrático.
De acuerdo a esto, el resultado es el siguiente:
Distribución de Caudales máximos, TR105.
Distribución Log-Normal de dos parámetros:
Qmax: 11,602.5 MCS
R2
: 0.9818
Distribución Gumbel o Extrema Tipo I:
Qmax: 12,274.8 MCS
R2
: 0.9991
Distribución Log-Pearson o Gamma de tres parámetros:
Qmax: 12,347.1 MCS
R2
: 0.9995
Seleccionando el mejor ajuste de curva (Nash): 0.999507357
El cual corresponde a la Distribución Log-Pearson o Gamma de tres parámetros:
Qmax: 12,347.1 MCS

Expediente Técnico
20
Qmax: 11,252.6 MCS
R2
: 0.9818
Qmax: 11,694.4 MCS
R2
: 0.9991
Qmax: 11,743.6 MCS
R2
: 0.9995
Qmax: 11,743.6 MCS
Qmax: 10,899.2 MCS
R2
: 0.9818
Qmax: 11,148.1 MCS
R2
: 0.9991
Qmax: 11,182.2 MCS
R2
: 0.9995
Qmax: 11,182.2 MCS

Expediente Técnico
21
ESTIMACION DE CAUDALES MAXIMOS DE DISEÑO EN EL PUNTO DE
INTERES
Generalidades
Este capítulo trata sobre la generación de caudales (m3/s) máximos para la
zona del proyecto, cuya área de la cuenca del Rio Huallaga hasta el punto de
interés es igual a (A) = 68,296.98 km2. Ver Anexo Mapa Cuenca Rio Huallaga.
Método de Transposición de Áreas: Factor de cuenca
Al no disponer de caudales máximos de diseño en el punto de interés se
procede a transferir los caudales hasta el puno de interés en este caso la
localidad de Shapaja, en función de áreas parciales de cuencas.
Tenemos la cuenca del Rio Huallaga desde su naciente hasta la localidad de
Picota y luego hasta la localidad de Shapaja. Hasta la Estación Hidrométrica
Picota, se tiene un área igual a (A) = 56,254.71 km2. Hasta la ubicación de la
localidad de Shapaja, tenemos un área igual a (A1)= 68,296.98 km2, dividimos
el área de la cuenca sin información hidrométrica, entre el área de la cuenca
menor con información hidrométrica, obteniéndose un factor de cuenca igual a
1.20. Luego multiplicamos este factor por los caudales generados en la cuenca
con información hidrométrica, para obtener información de la cuenca sin esta
información.
El procedimiento de cálculo de estos caudales máximos de diseño generados
en la ubicación del punto de interés se presenta a continuación:
Qmax: 10,373.9 MCS
R2
: 0.9818
Qmax: 10,411.6 MCS
R2
: 0.9991
Qmax: 10,430.5 MCS
R2
: 0.9995
Qmax: 10,430.5 MCS

Expediente Técnico
22
Factor de Cuenca:
2
1
AreaC
AreaC
Fc 
Fc =Factor de Cuenca.
1
AreaC =Área de la cuenca mayor Lagunas = 68,296.98 Km²
2
AreaC =Área de la cuenca menor Picota = 56,254.71 Km²
Luego el Fc será:
𝐹𝑐 = 1.1526
Caudales máximos de diseño (Qmáx.) en Shapaja
Luego los caudales máximos de diseño para los diferentes periodos de retorno en la
localidad de Shapaja son:
Qmáx. 10 años =10,430.50 x fc = 12,022.19 m3/s
Qmáx. 25 años = 11,182.20 x fc = 13,196.80 m3/s
Qmáx. 50 años = 11,743.60 x fc = 13,535.67 m3/s.
Qmáx. 105 años = 12,347.10 x fc = 14,231.00 m3/s.
RIESGO DE INUNDACIÓN
La inundación es uno de los desastres más grandes de mayor impacto
económico y humano. El riesgo de inundación, se puede interpretar como el
producto de la amenaza por la vulnerabilidad. La amenaza está relacionada a
la solicitación hidráulica, es decir está determinada por la escala del diseño
hidrológico de las estructuras para el control de agua. De este modo la
probabilidad que un evento ocurra al menos una vez en “n” años sucesivos,
considerando un periodo de retorno (Tr), es conocido como riesgo o falla R y
se representa por:
n
r
T
R )
1
1
(
1 


El presente informe se basa en las recomendaciones expuestas en la Guía
Metodológica, en la cual se define periodos de retorno de 10, 20, 50, 100 y 500
años para obras de defensa de unidades productoras de servicios públicos.

Expediente Técnico
23
Considerando que la estructura proyectada tendrá una vida útil de 50 años, con
un periodo de retorno del caudal de máxima avenida de 105 años, se tiene un
riesgo de falla de la estructura proyectada en su vida útil del 40%.
PERIODO DE
RETORNO
(AÑOS)
VIDA UTIL DE LA
ESTRUCTURA
PROYECTADA
(AÑOS)
RIESGO DE FALLA
DE LA ESTRUCTURA
EN SU VIDA UTIL
CAUDAL DE DISEÑO
(m3/s)
105 50 40.00% 14,231.00
3.2.- HIDRAULICA FLUVIAL
3.2.1.- RÉGIMEN PERMANENTE BIDIMENSIONAL (2D), MODELAMIENTO
CON HEC-RAS
Se puede asumir el flujo del agua en un cauce natural como
bidimensional, es decir, la profundidad y velocidad sólo varían en la
dirección longitudinal y transversal del río o canal, cuyo eje se supone
aproximadamente una línea recta, la velocidad es variable en
cualquier punto de una sección transversal.
Si mantenemos la hipótesis metodológica de un flujo permanente, es
decir que el caudal no varía con el tiempo, pero con una variación
paulatina de la velocidad en el espacio, y por tanto del tirante, al no
modificarse el caudal, el régimen recibe el nombre de gradualmente
variado, y en él se produce una distribución hidrostática de las
presiones. Los perfiles pueden analizarse considerando régimen
supercrítico y subcrítico. Para la estimación de velocidades y calados
se suele aplicar el denominado método de paso estándar (Standard
Step Method), que resuelve la ecuación dinámica del flujo
gradualmente variado igualando la energía en dos secciones
consecutivas mediante un procedimiento cíclico de aproximaciones
sucesivas. Para ellos se empleó el modelo computacional HEC-RAS
(River Analysis System; USACE),
90.00%
PERIODO DE
RETORNO
(AÑOS)
10
VIDA UTIL DE LA
ESTRUCTURA
PROYECTADA (AÑOS)
20
RIESGO DE FALLA DE
LA ESTRUCTURA EN
SU VIDA UTIL
20 20 60.00%
50 20 30.00%
100 20 20.00%
500 20 0.00%

Expediente Técnico
24
El modelo HEC-RAS realiza los cálculos de niveles de agua utilizando
la ecuación de la energía (Ecuación 1.0):
H
g
V
P
Z
g
V
P
Z 






2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1 



(Ecuación 1.0)
Figura: Representación del balance de energía.
Dónde:
Zn + Pn /  (m) Nivel de la superficie libre de agua en los extremos del tramo.
Vn (m)
Velocidad media en la sección mojada en los extremos del
tramo.
1, 2,
Coeficiente de la no-uniformidad de distribución de las
velocidades en la sección mojada.
g = 9.81 m3
/s Aceleración por gravedad
H (m)
Total de pérdidas de energía en el tramo del curso de agua
considerado en el cálculo, de una longitud L.
SIMULACION DEL ESCENARIO DE INUNDACIÒN
MODELO MATEMATICO DE SIMULACIÓN EMPLEADO
Para la aplicación del modelo matemático se ha empleado el Sistema de
Análisis de Ríos del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de los Estados Unidos

Expediente Técnico
25
HEC – RAS versión 5.0 y su aplicación en entorno CAD denominado HEC
export to CAD en la plataforma CIVIL 3D 2016.
Este software realiza cálculos hidráulicos de cursos naturales o artificiales en
flujo unidimensional y bidimensional, y cuenta además con los procedimientos
de cálculo para simular los efectos hidráulicos debido a estructuras hidráulicas.
Se puede manejar una red completa de canales, una localización singular en
un río y es capaz de modelar perfiles en régimen subcrítico, supercrítico o
mixto.
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
La metodología empleada para la elección del “n” de Manning y definición del
cauce principal consistió en el empleo de la fórmula de Cowan, que está en
función del entorno y el tipo de material del lecho y laderas del cauce.
2.0 Coeficiente de rugosidad (Manning) del Tramo - Ecuación de Cowan C.L.:
donde:
n': Coeficiente de Rugosidad de Manning, del tramo estudiado.
n o : Valor básico para un canal recto, uniforme y liso de los materiales comprendidos.
n 1 : Valor agregado para corregir irregularidades de superficie.
n 2 : Valor adicional para corregir variaciones de forma y tamaño de las secciones transversales.
n 3 : Valor agregado para corregir obstrucciones.
n 4 : Valor adicional para la corrección por presencia de vegetación y obstrucciones al flujo.
m: Factor de corrección por sinuosidad del cauce o presencia de meandros.
Tabla Nº01: Valores adoptados para el Método de Cowan
Selección de Valores:
C.P. P.I. P.D.
no 0.024 0.024 0.024
n1 0.008 0.008 0.008
n2 0.005 0.005 0.005
n3 0.008 0.008 0.008
n4 0.001 0.001 0.001
Tierra 0.020
Roca 0.022
Grava Fina 0.024
Grava Gruesa 0.028
Despreciable 0.000
Leve 0.005
Moderado 0.010
Alto 0.020
Gradual 0.000
Aternandose Grad. 0.005
Altrenando Frec. 0.010 - 0.015
Despreciable 0.000
Leve 0.010 - 0.015
Apreciable 0.020 - 0.030
Alto 0.040 - 0.060
Baja 0.005 - 0.010
Media 0.010 - 0.025
Alta 0.025 - 0.050
Muy Alta 0.050 - 0.100
Leve 1.000
Apreciable 1.150
Alta 1.300
m
Material
Grado de
Irregularidad
Variación de las
secciones a lo largo
del tramo
Efecto Relativo de
las Obstrucciones
Densidad de
Vegetación
Frecuencia de
Sinuosidades o
Meandros
no
n1
n2
n3
n4
VALOR
CONDICIONES DEL CAUCE
m
n
n
n
n
n
n o )
(
' 4
3
2
1 





Expediente Técnico
26
CONDICIONES DE CONTORNO
El tramo en análisis se analiza bajo régimen permanente y mixto (subcritico y
supercrítico). Como condiciones de contorno se ha utilizado el criterio de la
Tabla Nº01: Valores adoptados para el Método de Cowan
Tierra 0.020
Roca 0.022
Grava Fina 0.024
Grava Gruesa 0.028
Despreciable 0.000
Leve 0.005
Moderado 0.010
Alto 0.020
Gradual 0.000
Aternandose Grad. 0.005
Altrenando Frec. 0.010 - 0.015
Despreciable 0.000
Leve 0.010 - 0.015
Apreciable 0.020 - 0.030
Alto 0.040 - 0.060
Baja 0.005 - 0.010
Media 0.010 - 0.025
Alta 0.025 - 0.050
Muy Alta 0.050 - 0.100
Leve 1.000
Apreciable 1.150
Alta 1.300
m
Material
Grado de
Irregularidad
Variación de las
secciones a lo largo
del tramo
Efecto Relativo de
las Obstrucciones
Densidad de
Vegetación
Frecuencia de
Sinuosidades o
Meandros
no
n1
n2
n3
n4
VALOR
CONDICIONES DEL CAUCE
Selección de Valores :
C.P. P.I. P.D.
no 0.025 0.020 0.020
n1 0.010 0.010 0.010
n2 0.010 0.010 0.010
n3 0.015 0.015 0.015
n4 0.000 0.010 0.010
m 1.000 1.000 1.000
M.I. M.D.
Resultados :
Elcoeficiente de rugosidad de Manning delcauce principales: 0.060
Elcoeficiente de rugosidad de la Planicie Izquierda es: 0.065
Elcoeficiente de rugosidad de la Planicie Derecha es: 0.065
Protección de Riberas
NO NO
Coef. Manning - Ribera sin Enrocado:
Coef. de Manning - Ribera con Enrrocado:

Expediente Técnico
27
pendiente del flujo de régimen subcrítico, el cual se asemeja al perfil del cauce
del río.
CAUDALES
El presente estudio considera el análisis del flujo en régimen permanente es
decir, el caudal no varía con el tiempo, por ello, los efectos de laminación de
avenidas no son representativos en el modelo. El tramo de longitud a simular,
identificado en el PIP viable, cuenta en total con 1700 m sobre la margen
izquierda del río Huallaga, adyacente a la localidad de shapaja.
RESULTADOS
SIMULACIÓN BIDIMENSIONAL
Los resultados de las simulaciones realizadas, consisten en la descripción de
los valores máximos para los tirantes y velocidades, los cuales corresponden a
las avenidas de 10, 25, 50 y 105 años de periodo de retorno. La determinación
de los niveles de agua que alcanzaría la inundación se muestra en el
isométrico siguiente, con el TR105:
Las secciones del río, se han obtenido por medio de la importación del
archivo de salida del HECRAS con estaciones de control hacia aguas
arriba para cada tramo, haciendo un total de 40 secciones para el tramo
de estudio (Secciones hidráulicas cada 50 m de tramo analizado del río
Huallaga).
Shapaja

Expediente Técnico
28
El perfil hidráulico longitudinal, las secciones transversales, la tabla
resumen del modelamiento y el isométrico se presentan en los anexos
correspondientes.
DELIMITACION DE ZONAS DE INUNDACIÓN
Las zonas inundables por la circulación del caudal correspondiente a las
crecidas de periodo de retorno de 10, 25, 50 y 105 años se muestran en los
Planos correspondientes a una escala de 1:5000.
El resumen de los tramos que se perjudicarían ante una avenida como la del
TR105, se presentan a continuación.
Reach
River
Sta Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev E.G. Elev E.G. Slope
Vel
Chnl Flow Area Top Width
Froude #
Chl
(m3/s) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)
EJE RIO 1900 TR10 12022.19 184.64 204.06 204.59 0.001308 3.4 3824.15 301.12 0.29
EJE RIO 1900 TR 25 12888.6 184.64 204.69 205.24 0.001293 3.47 4013.4 302.2 0.29
EJE RIO 1900 TR 50 13535.67 184.64 205.15 205.71 0.001284 3.51 4151.46 303.22 0.29
EJE RIO 1900 TR 105 14231 184.64 205.63 206.21 0.001276 3.57 4297 304.3 0.29
EJE RIO 1850 TR10 12022.19 183.92 203.91 204.51 0.001354 3.46 3516.61 309.01 0.3
EJE RIO 1850 TR 25 12888.6 183.92 204.53 205.16 0.00135 3.54 3710.75 312.91 0.3
EJE RIO 1850 TR 50 13535.67 183.92 204.98 205.64 0.001345 3.59 3853.1 314.44 0.3
EJE RIO 1850 TR 105 14231 183.92 205.46 206.13 0.00134 3.64 4003.69 316.06 0.3
EJE RIO 1800 TR10 12022.19 183.19 203.99 204.4 0.0008 2.83 4252.09 282.17 0.23
EJE RIO 1800 TR 25 12888.6 183.19 204.62 205.05 0.000814 2.91 4428.96 284.86 0.24
EJE RIO 1800 TR 50 13535.67 183.19 205.07 205.52 0.000823 2.97 4558.74 286.92 0.24
EJE RIO 1800 TR 105 14231 183.19 205.55 206.02 0.000833 3.03 4696.23 289.08 0.24
EJE RIO 1750 TR10 12022.19 183.16 204.04 204.34 0.000532 2.44 4976.55 319.45 0.19
EJE RIO 1750 TR 25 12888.6 183.16 204.66 204.98 0.000541 2.51 5177.37 321.23 0.2
EJE RIO 1750 TR 50 13535.67 183.16 205.12 205.45 0.000547 2.57 5324.21 322.53 0.2
EJE RIO 1750 TR 105 14231 183.16 205.6 205.95 0.000554 2.63 5479.23 323.9 0.2
EJE RIO 1700 TR10 12022.19 182.75 204.04 204.3 0.000499 2.28 5287.66 348.95 0.19
EJE RIO 1700 TR 25 12888.6 182.75 204.67 204.95 0.00051 2.35 5508.47 353.61 0.19
EJE RIO 1700 TR 50 13535.67 182.75 205.12 205.42 0.000519 2.4 5671.14 357.45 0.19
EJE RIO 1700 TR 105 14231 182.75 205.6 205.91 0.00053 2.45 5844.27 362.49 0.19
EJE RIO 1650 TR10 12022.19 182.66 204.01 204.28 0.000474 2.28 5293.66 331.79 0.18
EJE RIO 1650 TR 25 12888.6 182.66 204.64 204.92 0.000482 2.35 5502.14 332.89 0.18
EJE RIO 1650 TR 50 13535.67 182.66 205.1 205.39 0.000487 2.4 5654.1 333.59 0.18

Expediente Técnico
29
EJE RIO 1650 TR 105 14231 182.66 205.58 205.88 0.000492 2.46 5814.17 334.61 0.19
EJE RIO 1600 TR10 12022.19 183.34 203.92 204.25 0.000576 2.51 4820.32 311.31 0.2
EJE RIO 1600 TR 25 12888.6 183.34 204.55 204.89 0.000587 2.59 5015.45 314.84 0.2
EJE RIO 1600 TR 50 13535.67 183.34 205 205.36 0.000594 2.65 5158.71 317.47 0.2
EJE RIO 1600 TR 105 14231 183.34 205.48 205.85 0.000601 2.71 5310.6 320.29 0.21
EJE RIO 1550 TR10 12022.19 182.7 203.82 204.21 0.000765 2.77 4407.59 316.96 0.23
EJE RIO 1550 TR 25 12888.6 182.7 204.44 204.85 0.000773 2.85 4605.69 320.16 0.23
EJE RIO 1550 TR 50 13535.67 182.7 204.89 205.32 0.000778 2.9 4751.01 322.5 0.23
EJE RIO 1550 TR 105 14231 182.7 205.37 205.81 0.000783 2.96 4904.95 324.96 0.23
EJE RIO 1500 TR10 12022.19 183.65 203.76 204.17 0.000777 2.82 4305.22 289.73 0.23
EJE RIO 1500 TR 25 12888.6 183.65 204.38 204.81 0.000786 2.9 4484.72 290.96 0.23
EJE RIO 1500 TR 50 13535.67 183.65 204.83 205.28 0.000791 2.96 4615.75 292.44 0.23
EJE RIO 1500 TR 105 14231 183.65 205.3 205.77 0.000798 3.03 4754.22 294.1 0.24
EJE RIO 1450 TR10 12022.19 182.48 203.77 204.11 0.000597 2.61 4643.65 294.49 0.2
EJE RIO 1450 TR 25 12888.6 182.48 204.39 204.76 0.000609 2.69 4826.65 296.89 0.21
EJE RIO 1450 TR 50 13535.67 182.48 204.84 205.22 0.000618 2.76 4960.43 298.05 0.21
EJE RIO 1450 TR 105 14231 182.48 205.31 205.71 0.000626 2.82 5101.6 299.34 0.21
EJE RIO 1400 TR10 12022.19 180.28 203.74 204.08 0.000654 2.59 4693.49 323.29 0.21
EJE RIO 1400 TR 25 12888.6 180.28 204.36 204.72 0.000666 2.67 4895.4 327.74 0.21
EJE RIO 1400 TR 50 13535.67 180.28 204.81 205.19 0.000675 2.72 5043.94 331.23 0.22
EJE RIO 1400 TR 105 14231 180.28 205.29 205.68 0.000688 2.77 5202.19 335.6 0.22
EJE RIO 1350 TR10 12022.19 179.42 203.78 204.03 0.000422 2.19 5559.5 351.48 0.17
EJE RIO 1350 TR 25 12888.6 179.42 204.41 204.66 0.000427 2.26 5778.53 352.18 0.17
EJE RIO 1350 TR 50 13535.67 179.42 204.86 205.13 0.000432 2.31 5938.01 352.69 0.18
EJE RIO 1350 TR 105 14231 179.42 205.33 205.62 0.000436 2.37 6105.93 353.51 0.18
EJE RIO 1300 TR10 12022.19 180.3 203.79 204 0.000341 2.01 6056.29 367.61 0.16
EJE RIO 1300 TR 25 12888.6 180.3 204.42 204.63 0.000349 2.08 6286.03 369.35 0.16
EJE RIO 1300 TR 50 13535.67 180.3 204.87 205.1 0.000354 2.13 6453.76 370.62 0.16
EJE RIO 1300 TR 105 14231 180.3 205.34 205.58 0.000359 2.18 6630.63 371.94 0.16
EJE RIO 1250 TR10 12022.19 181.22 203.8 203.99 0.000003 1.93 6347.17 373.05 0.15
EJE RIO 1250 TR 25 12888.6 181.22 204.42 204.63 0.000003 2 6580.31 374.93 0.15
EJE RIO 1250 TR 50 13535.67 181.22 204.88 205.09 0.000003 2.05 6750.54 376.31 0.15
EJE RIO 1250 TR 105 14231 181.22 205.35 205.58 0.000003 2.11 6930.18 378.1 0.15

Expediente Técnico
30
EJE RIO 1200 TR10 12022.19 181.9 203.8 203.99 0.000291 1.93 6298.79 362.37 0.14
EJE RIO 1200 TR 25 12888.6 181.9 204.43 204.63 0.000299 2 6525.14 363.59 0.15
EJE RIO 1200 TR 50 13535.67 181.9 204.88 205.09 0.000305 2.05 6690.27 364.68 0.15
EJE RIO 1200 TR 105 14231 181.9 205.35 205.58 0.000311 2.1 6864.22 365.48 0.15
EJE RIO 1150 TR10 12022.19 182.31 203.78 203.99 0.000004 2.04 5988.8 365.25 0.16
EJE RIO 1150 TR 25 12888.6 182.31 204.4 204.62 0.000004 2.11 6216.45 366.29 0.16
EJE RIO 1150 TR 50 13535.67 182.31 204.85 205.09 0.000004 2.16 6382.38 367.05 0.16
EJE RIO 1150 TR 105 14231 182.31 205.33 205.58 0.000004 2.21 6557.08 367.85 0.16
EJE RIO 1100 TR10 12022.19 182.3 203.77 203.99 0.000004 2.08 5864.06 347.97 0.16
EJE RIO 1100 TR 25 12888.6 182.3 204.39 204.62 0.000004 2.15 6080.52 348.9 0.16
EJE RIO 1100 TR 50 13535.67 182.3 204.84 205.09 0.000004 2.2 6238.28 349.62 0.16
EJE RIO 1100 TR 105 14231 182.3 205.31 205.57 0.000004 2.26 6404.37 350.38 0.17
EJE RIO 1050 TR10 12022.19 182.69 203.77 203.98 0.000003 2.04 6011 351.59 0.15
EJE RIO 1050 TR 25 12888.6 182.69 204.39 204.62 0.000003 2.11 6229.68 352.46 0.16
EJE RIO 1050 TR 50 13535.67 182.69 204.84 205.08 0.000003 2.17 6389.01 353.1 0.16
EJE RIO 1050 TR 105 14231 182.69 205.32 205.57 0.000003 2.22 6556.72 353.77 0.16
EJE RIO 1000 TR10 12022.19 182.84 203.77 203.98 0.000003 2.06 5862.73 338.8 0.16
EJE RIO 1000 TR 25 12888.6 182.84 204.39 204.62 0.000004 2.13 6073.56 339.75 0.16
EJE RIO 1000 TR 50 13535.67 182.84 204.84 205.08 0.000004 2.18 6227.21 340.45 0.16
EJE RIO 1000 TR 105 14231 182.84 205.32 205.57 0.000004 2.24 6388.98 341.18 0.16
EJE RIO 950 TR10 12022.19 182.94 203.68 203.98 0.000511 2.39 5046.55 314.02 0.19
EJE RIO 950 TR 25 12888.6 182.94 204.3 204.61 0.000521 2.47 5240.85 315.46 0.19
EJE RIO 950 TR 50 13535.67 182.94 204.75 205.07 0.000528 2.52 5382.54 316.14 0.19
EJE RIO 950 TR 105 14231 182.94 205.22 205.56 0.000535 2.58 5531.75 316.85 0.19
EJE RIO 900 TR10 12022.19 182.46 203.53 203.93 0.000822 2.81 4276.21 294.1 0.23
EJE RIO 900 TR 25 12888.6 182.46 204.14 204.57 0.000827 2.9 4456.57 295.48 0.24
EJE RIO 900 TR 50 13535.67 182.46 204.58 205.03 0.000831 2.96 4588.21 296.48 0.24
EJE RIO 900 TR 105 14231 182.46 205.05 205.52 0.000835 3.02 4727 297.52 0.24
EJE RIO 850 TR10 12022.19 181.99 203.42 203.88 0.000937 3.01 4017.85 282.19 0.25
EJE RIO 850 TR 25 12888.6 181.99 204.03 204.52 0.000944 3.1 4189.96 283.79 0.25
EJE RIO 850 TR 50 13535.67 181.99 204.47 204.98 0.000948 3.16 4315.68 284.95 0.25
EJE RIO 850 TR 105 14231 181.99 204.94 205.47 0.000953 3.23 4448.33 286.17 0.26
EJE RIO 800 TR10 12022.19 180.27 203.36 203.83 0.000915 3.06 3960.92 264.76 0.25
EJE RIO 800 TR 25 12888.6 180.27 203.96 204.47 0.000929 3.16 4121.38 266.58 0.25

Expediente Técnico
31
EJE RIO 800 TR 50 13535.67 180.27 204.4 204.93 0.000939 3.23 4238.68 267.9 0.25
EJE RIO 800 TR 105 14231 180.27 204.86 205.42 0.00095 3.31 4362.56 269.28 0.25
EJE RIO 750 TR10 12022.19 181.51 203.31 203.79 0.000989 3.07 3976.59 286.82 0.26
EJE RIO 750 TR 25 12888.6 181.51 203.92 204.42 0.000992 3.15 4150.75 287.89 0.26
EJE RIO 750 TR 50 13535.67 181.51 204.36 204.88 0.000995 3.21 4277.75 288.66 0.26
EJE RIO 750 TR 105 14231 181.51 204.82 205.36 0.000998 3.28 4411.56 289.47 0.26
EJE RIO 700 TR10 12022.19 181.73 203.3 203.73 0.000827 2.92 4201.2 286.5 0.24
EJE RIO 700 TR 25 12888.6 181.73 203.91 204.36 0.000836 3.01 4375.18 287.52 0.24
EJE RIO 700 TR 50 13535.67 181.73 204.35 204.82 0.000843 3.07 4502.03 288.26 0.24
EJE RIO 700 TR 105 14231 181.73 204.81 205.3 0.00085 3.14 4635.66 289.04 0.24
EJE RIO 650 TR10 12022.19 181.7 203.3 203.68 0.000677 2.75 4458.6 289.5 0.22
EJE RIO 650 TR 25 12888.6 181.7 203.9 204.31 0.000689 2.83 4634.49 290.47 0.22
EJE RIO 650 TR 50 13535.67 181.7 204.34 204.77 0.000698 2.9 4762.71 291.17 0.22
EJE RIO 650 TR 105 14231 181.7 204.81 205.25 0.000707 2.97 4897.76 291.91 0.22
EJE RIO 600 TR10 12022.19 181.55 203.21 203.63 0.000864 2.9 4207.53 302.67 0.24
EJE RIO 600 TR 25 12888.6 181.55 203.81 204.26 0.000868 2.99 4391.63 304.16 0.24
EJE RIO 600 TR 50 13535.67 181.55 204.25 204.72 0.000871 3.04 4526.04 305.1 0.25
EJE RIO 600 TR 105 14231 181.55 204.72 205.2 0.000874 3.11 4667.71 305.98 0.25
EJE RIO 550 TR10 12022.19 182.17 203.15 203.59 0.000805 2.94 4145.28 276.14 0.24
EJE RIO 550 TR 25 12888.6 182.17 203.75 204.22 0.000818 3.03 4312 277.78 0.24
EJE RIO 550 TR 50 13535.67 182.17 204.19 204.68 0.000827 3.1 4433.82 278.97 0.24
EJE RIO 550 TR 105 14231 182.17 204.65 205.16 0.000837 3.17 4562.38 280.22 0.24
EJE RIO 500 TR10 12022.19 182.39 203.11 203.55 0.000805 2.93 4170.17 277.09 0.24
EJE RIO 500 TR 25 12888.6 182.39 203.72 204.18 0.000817 3.03 4337.15 277.99 0.24
EJE RIO 500 TR 50 13535.67 182.39 204.15 204.64 0.000826 3.09 4458.87 278.64 0.24
EJE RIO 500 TR 105 14231 182.39 204.61 205.12 0.000836 3.16 4587.06 279.33 0.24
EJE RIO 450 TR10 12022.19 182.22 203.1 203.5 0.000675 2.81 4358.79 267.74 0.22
EJE RIO 450 TR 25 12888.6 182.22 203.7 204.13 0.000692 2.91 4519.85 268.51 0.22
EJE RIO 450 TR 50 13535.67 182.22 204.14 204.59 0.000704 2.98 4637.21 269.08 0.22
EJE RIO 450 TR 105 14231 182.22 204.6 205.07 0.000716 3.05 4760.79 269.67 0.23
EJE RIO 400 TR10 12022.19 180.58 203.06 203.47 0.000712 2.84 4342.75 284.99 0.22
EJE RIO 400 TR 25 12888.6 180.58 203.66 204.09 0.000726 2.93 4514.55 285.98 0.23
EJE RIO 400 TR 50 13535.67 180.58 204.1 204.55 0.000736 3 4639.83 286.71 0.23
EJE RIO 400 TR 105 14231 180.58 204.56 205.03 0.000746 3.07 4771.83 287.47 0.23

Expediente Técnico
32
EJE RIO 350 TR10 12022.19 182.15 202.91 203.41 0.000944 3.14 3825.29 245.44 0.25
EJE RIO 350 TR 25 12888.6 182.15 203.5 204.04 0.000962 3.25 3971.04 246.62 0.26
EJE RIO 350 TR 50 13535.67 182.15 203.93 204.5 0.000975 3.32 4077.42 247.6 0.26
EJE RIO 350 TR 105 14231 182.15 204.39 204.98 0.000988 3.4 4189.64 248.68 0.26
EJE RIO 300 TR10 12022.19 183.24 202.8 203.36 0.001039 3.31 3670.3 250.52 0.27
EJE RIO 300 TR 25 12888.6 183.24 203.39 203.99 0.001053 3.41 3818.26 251.54 0.27
EJE RIO 300 TR 50 13535.67 183.24 203.82 204.44 0.001063 3.49 3926.17 252.29 0.27
EJE RIO 300 TR 105 14231 183.24 204.27 204.92 0.001073 3.57 4039.91 253.07 0.28
EJE RIO 250 TR10 12022.19 180.9 202.84 203.28 0.000781 2.95 4167.19 274.88 0.23
EJE RIO 250 TR 25 12888.6 180.9 203.44 203.9 0.000796 3.05 4330.83 276.46 0.24
EJE RIO 250 TR 50 13535.67 180.9 203.87 204.35 0.000807 3.12 4450.36 277.61 0.24
EJE RIO 250 TR 105 14231 180.9 204.32 204.83 0.000819 3.19 4576.54 278.82 0.24
EJE RIO 200 TR10 12022.19 181.41 202.87 203.22 0.000564 2.68 4625 265.04 0.2
EJE RIO 200 TR 25 12888.6 181.41 203.46 203.84 0.000583 2.78 4782.64 265.66 0.21
EJE RIO 200 TR 50 13535.67 181.41 203.89 204.29 0.000597 2.86 4897.44 266.11 0.21
EJE RIO 200 TR 105 14231 181.41 204.35 204.77 0.000611 2.93 5018.29 266.58 0.21
EJE RIO 150 TR10 12022.19 181.49 202.73 203.18 0.000764 2.97 4115.62 269.41 0.23
EJE RIO 150 TR 25 12888.6 181.49 203.32 203.8 0.000784 3.07 4275.29 273.05 0.24
EJE RIO 150 TR 50 13535.67 181.49 203.75 204.25 0.000797 3.15 4392.76 275.7 0.24
EJE RIO 150 TR 105 14231 181.49 204.2 204.72 0.000811 3.22 4517.47 278.48 0.24
EJE RIO 100 TR10 12022.19 181.41 202.69 203.14 0.00084 2.98 4151.72 300.78 0.24
EJE RIO 100 TR 25 12888.6 181.41 203.28 203.76 0.000852 3.07 4330.39 304.09 0.24
EJE RIO 100 TR 50 13535.67 181.41 203.71 204.21 0.00086 3.13 4461.6 306.51 0.25
EJE RIO 100 TR 105 14231 181.41 204.17 204.68 0.000867 3.2 4600.69 309.04 0.25
EJE RIO 50 TR10 12022.19 176.76 202.59 203.09 0.001001 3.2 4036.3 338.74 0.26
EJE RIO 50 TR 25 12888.6 176.76 203.18 203.71 0.001001 3.28 4238.32 339.04 0.26
EJE RIO 50 TR 50 13535.67 176.76 203.62 204.16 0.001001 3.33 4385.44 339.26 0.26
EJE RIO 50 TR 105 14231 176.76 204.07 204.63 0.001001 3.39 4540.28 339.48 0.26
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Expediente Técnico
33
CONCLUSIONES.
Con respecto a la hidrología:
 De acuerdo a la recopilación de información hidrológica, para el diseño de las
estructuras de protección para las UPSP tal como los tramos descritos, un
evento máximo para el proyecto: “CREACION DE LA DEFENSA RIBEREÑA
PARA PROTECCION DE LA MARGEN IZQUIERDA SOBRE EL RIO
HUALLAGA EN EL SECTOR ALTO DE LA LOCALIDAD DE SHAPAJA,
DISTRITO DE SHAPAJA - SAN MARTIN - SAN MARTIN” quedaría definido
con una avenida de 105 años de periodo de retorno. Otras avenidas de 10, 25
y 50 años analizadas, representan información importante para la
determinación de las obras menores y toma de decisiones con criterios de
diseño relacionados, también para el proyecto.
 La simulación corresponde a eventos máximos, donde la cuenca alta y media
logre activarse, generando los caudales pico descritos anteriormente.
 Los caudales generados para los diferentes tipos de tiempo de retorno, según
el ajuste de distribución por el método de momentos indirectos y mínimos
cuadrados, y el cálculo de la avenida de diseño, son los siguientes:
Perido de Q Generado
Retorno
(Años)
(m3/s)
TR10 12022.19
TR 25 12888.60
TR 50 13535.67
TR 105 14231.00
Con respecto al análisis hidráulico:
 Se obtuvo una declividad del tramo de estudio de 0.0008 m/m, de acuerdo al
método de Taylor – Schwartz. Se observa que el valor corresponde a una
pendiente de cauce muy baja, en relación directa con la erosionabilidad del
lecho del mismo.
 De acuerdo a la ecuación de Cowan, se obtuvieron los valores de rugosidad
del cauce del tramo en estudio, los cuales son:
El coeficiente de rugosidad de Manning del cauce principal es: 0.060
El coeficiente de rugosidad de la Planicie Izquierda es: 0.065
El coeficiente de rugosidad de la Planicie Derecha es: 0.065

Expediente Técnico
34
 El ancho estable del río Huallaga en el tramo de estudio, es de 362.06 m,
según los métodos descritos a continuación:
 La profundidad de socavación general se calculó mediante la ecuación
empírica de Licht Van Levediev, la cual resultó de 2.80 m a nivel del lecho del
río, y 1.73 m a nivel de la ribera de la margen izquierda, zona donde se
proyecta construir el dique de tierra compactada y enrocado. El estudio
recomienda una profundidad de cimentación y/o protección a la erosión de 3.00
m y 1.80 m respectivamente.
 De acuerdo a las velocidades medias generadas en los cálculos del
modelamiento con el HEC-RAS, para un caudal de periodo de retorno de 105
años se tienen valores que llegan a alcanzar los 2.99 m/s, en la zona de
inundaciones del tramo en estudio.
 El parámetro de la velocidad deberá servir para determinar la calidad de la
protección de la capa superficial por medio de recubrimientos con materiales
resistentes a dichas velocidades y de control de erosión.
 De acuerdo al número de Froude para una avenida de 105 años de periodo de
retorno en el tramo en estudio, éste alcanza valores por debajo a 0.29; esto
nos indica que el cauce presenta una superficie de agua con bajas
ondulaciones, es decir un flujo subcrítico.
Con respecto a la topografía:
 La topografía recopilada y accesible en los tramos del proyecto, corresponden
a secciones bien definidas en todo el tramo identificado como potencial
inundable, haciendo un total de 1,700 m de tramo con necesidades de
protección a las inundaciones.
Con respecto a los resultados:
Caudal de Diseño: 14,231.0 m3
/s
Método K1 Fb Fs n K m B (m)
Petits - - - - - - 529.664
Simons - Henderson 4.200 - - - - - 501.034
Blench - Altunin - 0.800 0.300 - - - 352.599
Manning - Strickler - - - 0.045 16.000 0.500 64.924
Resultados: El ancho estable no erosionable se calcula como la media armonica de los resultados obtenidos
en cada método empírico analizado:
Seccion estable del tramo en estudio: 362.06 m El ancho efectivo y real del río es de 330.00 m en promedio a lo largo del dique proyectado.
Se observa que el ancho real y el teórico casi coinciden, (Cauce en equilibrio, no erosivo)

Expediente Técnico
35
 La protección de las riberas de la quebrada, identificadas con el modelamiento
hidráulico es de alta importancia para la protección de las unidades
productoras de servicio público (UPSP) adyacentes a estas, debido a que se
trata de la zona urbanizada del sector, así como áreas de cultivo. Por ello los
resultados del presente informe proporcionan los parámetros de tirantes y
velocidades que se originarían ante avenidas máximas para así tomar medidas
correspondientes respecto al correcto diseño de la infraestructura necesaria de
protección. Esta resultó ser de 1,700 m en total, del modelamiento hidráulico.
 Dichas avenidas máximas generaran la INUNDACION de la RIBERA y
TERRAZA FLUVIAL de la margen izquierda, adyacente a la localidad de
Shapaja, y el consecuente colapso de las unidades productoras de servicio
público identificadas. Los valores de inundación directa servirán de referencia
en el desarrollo del Estudio Definitivo. Para los eventos de 105 años de periodo
de retorno, se obtienen tramos predispuestos a la inundación, las cuales se
presentan a continuación:
Reach River Sta Profile Q Total Min Ch El W.S. Elev E.G. Elev E.G. Slope Vel Chnl Flow Area Top Width
Froude #
Chl
(m3/s) (m) (m) (m) (m/m) (m/s) (m2) (m)
EJE RIO 1900 TR 105 14231 184.64 205.63 206.21 0.001276 3.57 4297 304.3 0.29
EJE RIO 1850 TR 105 14231 183.92 205.46 206.13 0.00134 3.64 4003.69 316.06 0.3
EJE RIO 1800 TR 105 14231 183.19 205.55 206.02 0.000833 3.03 4696.23 289.08 0.24
EJE RIO 1750 TR 105 14231 183.16 205.6 205.95 0.000554 2.63 5479.23 323.9 0.2
EJE RIO 1700 TR 105 14231 182.75 205.6 205.91 0.00053 2.45 5844.27 362.49 0.19
EJE RIO 1650 TR 105 14231 182.66 205.58 205.88 0.000492 2.46 5814.17 334.61 0.19
EJE RIO 1600 TR 105 14231 183.34 205.48 205.85 0.000601 2.71 5310.6 320.29 0.21
EJE RIO 1550 TR 105 14231 182.7 205.37 205.81 0.000783 2.96 4904.95 324.96 0.23
EJE RIO 1500 TR 105 14231 183.65 205.3 205.77 0.000798 3.03 4754.22 294.1 0.24
EJE RIO 1450 TR 105 14231 182.48 205.31 205.71 0.000626 2.82 5101.6 299.34 0.21
EJE RIO 1400 TR 105 14231 180.28 205.29 205.68 0.000688 2.77 5202.19 335.6 0.22
EJE RIO 1350 TR 105 14231 179.42 205.33 205.62 0.000436 2.37 6105.93 353.51 0.18
EJE RIO 1300 TR 105 14231 180.3 205.34 205.58 0.000359 2.18 6630.63 371.94 0.16
EJE RIO 1250 TR 105 14231 181.22 205.35 205.58 0.000003 2.11 6930.18 378.1 0.15
EJE RIO 1200 TR 105 14231 181.9 205.35 205.58 0.000311 2.1 6864.22 365.48 0.15
EJE RIO 1150 TR 105 14231 182.31 205.33 205.58 0.000004 2.21 6557.08 367.85 0.16
EJE RIO 1100 TR 105 14231 182.3 205.31 205.57 0.000004 2.26 6404.37 350.38 0.17
EJE RIO 1050 TR 105 14231 182.69 205.32 205.57 0.000003 2.22 6556.72 353.77 0.16
EJE RIO 1000 TR 105 14231 182.84 205.32 205.57 0.000004 2.24 6388.98 341.18 0.16
EJE RIO 950 TR 105 14231 182.94 205.22 205.56 0.000535 2.58 5531.75 316.85 0.19
EJE RIO 900 TR 105 14231 182.46 205.05 205.52 0.000835 3.02 4727 297.52 0.24
EJE RIO 850 TR 105 14231 181.99 204.94 205.47 0.000953 3.23 4448.33 286.17 0.26
EJE RIO 800 TR 105 14231 180.27 204.86 205.42 0.00095 3.31 4362.56 269.28 0.25
EJE RIO 750 TR 105 14231 181.51 204.82 205.36 0.000998 3.28 4411.56 289.47 0.26
EJE RIO 700 TR 105 14231 181.73 204.81 205.3 0.00085 3.14 4635.66 289.04 0.24
EJE RIO 650 TR 105 14231 181.7 204.81 205.25 0.000707 2.97 4897.76 291.91 0.22
EJE RIO 600 TR 105 14231 181.55 204.72 205.2 0.000874 3.11 4667.71 305.98 0.25
EJE RIO 550 TR 105 14231 182.17 204.65 205.16 0.000837 3.17 4562.38 280.22 0.24

Expediente Técnico
36
EJE RIO 500 TR 105 14231 182.39 204.61 205.12 0.000836 3.16 4587.06 279.33 0.24
EJE RIO 450 TR 105 14231 182.22 204.6 205.07 0.000716 3.05 4760.79 269.67 0.23
EJE RIO 400 TR 105 14231 180.58 204.56 205.03 0.000746 3.07 4771.83 287.47 0.23
EJE RIO 350 TR 105 14231 182.15 204.39 204.98 0.000988 3.4 4189.64 248.68 0.26
EJE RIO 300 TR 105 14231 183.24 204.27 204.92 0.001073 3.57 4039.91 253.07 0.28
EJE RIO 250 TR 105 14231 180.9 204.32 204.83 0.000819 3.19 4576.54 278.82 0.24
EJE RIO 200 TR 105 14231 181.41 204.35 204.77 0.000611 2.93 5018.29 266.58 0.21
EJE RIO 150 TR 105 14231 181.49 204.2 204.72 0.000811 3.22 4517.47 278.48 0.24
EJE RIO 100 TR 105 14231 181.41 204.17 204.68 0.000867 3.2 4600.69 309.04 0.25
EJE RIO 50 TR 105 14231 176.76 204.07 204.63 0.001001 3.39 4540.28 339.48 0.26
RECOMENDACIONES
 Establecer los planes y programas de gestión de inundaciones a nivel de
cuenca, esto incluye la participación y voluntad de los usuarios en general. Tal
como se presenta el escenario actual, el problema de inundaciones en la
cuenca del río Huallaga requiere un plan conjunto para la prevención y
mitigación de desastres, zonificación de áreas, determinación de puntos
críticos y un sistema de alerta temprana, por consiguiente, seria factible la
aplicación de la metodología descrita en el presente informe a nivel de cuenca
hidrográfica.
5. BIBLIOGRAFÍA
(1) Hidrología Aplicada. Ven Te Chow – Editorial Mc Graw Hill, 1994.
(2) Modelación Hidráulica de Ríos, Canales, Puentes y alcantarillas con HEC-RAS.
Instituto para la Mitigación de Efectos del Fenómeno del Niño – IMEFEN –
Universidad Nacional de Ingeniería – FIC, 2003.
(3) MARTIN VIDE, Juan, Ingeniería de Ríos, 2004.
6. ANEXOS
A. HIDROLOGÍA DE EVENTOS MÁXIMOS A NIVEL DE LA CUENCA
APORTANTE DEL TRAMO IDENTIFICADO EN EL PIP VIABLE.
B. HIDRÁULICA FLUVIAL DEL TRAMO EN ESTUDIO.
C. RESULTADOS DEL MODELO.

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