asignación final individual

International Institute for Geo-Information Sciences and Earth

Observation

Universidad Mayor de San Simón

Cochabamba - Bolivia

3 de Diciembre de 2009

Responsable: Ing. Pamela Flores Ayaviri

“DETERMINACIÓN DE INDICADORES PLUVIMÉTRICOS DE

AÑOS HÚMEDOS, SECOS Y NORMALES PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO”

Maestría en Ciencias de la Geo-Información y Observación

de la Tierra, mención Evaluación en Recursos Hídricos

Asesor: Ing. Maria René Sandoval Gómez MSc Lic. Stephan Dalence Martinic MSc

Asignación Final Individual

ii

ACLARACION

El presente documento describe el proceso de trabajo de grado (asignación final)

realizado a la culminación del programa de maestría realizada en la Universidad

Mayor de San Simón, Centro de Levantamientos Aeroespaciales y Aplicaciones

SIG para el Desarrollo Sostenible de los Recursos Naturales (CLAS).

Los criterios expresados en este documento corresponden a puntos de vista del

autor y no necesariamente a enfoques del CLAS.

iii

AGRADECIMIENTOS

Al CLAS, por acogerme en sus aulas y a mis

Profesores por sus enseñanzas en mi formación

Académica y profesional.

Un especial agradecimiento a la Ing. Ma. René

Sandoval MSs. y Lic. Stephan Dalence MSc., por

sus valiosas orientaciones.

Al personal del SENAMHI de la Regional Oruro, por

permitirme durante mi permanencia en ésa Institución,

escudriñar la información existente.

iv

A mis padres: LUZMILA Y EGBERTO

y mis hermanos EGBERTO Y LENNY

v

El señor hace todo lo que quiere, lo mismo en el cielo que en la

tierra, lo mismo en el mar que en sus profundidades. Levanta

las nubes desde el extremo del mundo, hace los relámpagos

que anuncian la lluvia y de sus depósitos saca al viento.

Salmo 135: v 6-7

vi

Hoja de aprobación del perfil de proyecto de grado.

Elaborado por:

Ing. Pamela Flores Ayaviri

Responsable

Asesorado por:

Ing. Maria René Sandoval Gómez MSc.

Asesor CLAS

Lic. J. Stephan Dalence Martinic MSc.

Asesor CLAS

Autorizado por:

Lic. J. Stephan Dalence Martinic MSc. Coordinador Académico

vii

RESUMEN

Oruro es una de las regiones altiplánicas con escasos recursos hidrológicos, sin

embargo su área rural está densamente poblada y dependen en su sobre vivencia

del éxito de su agricultura a secano, a pesar de que las instituciones Regionales y

Nacionales, hacen enormes esfuerzos por emprender la agricultura bajo riego,

éstas requieren del conocimiento profundo del Clima y la Hidrología regional,

aspectos que no se profundizaron.

Esta Tesis tiene el propósito de llenar en parte ese vacío, que hacía falta para

planificar adecuadamente el uso de los recursos Hidrológicos de las diferentes

cuencas.

En este sentido se ha requerido la información de lluvias, generada por 22

Estaciones Hidrometeorológicas distribuidas en el Departamento de Oruro, se

procesaron y corrigieron a nivel anual, para obtener indicadores muy valiosos.

Se lograron determinar mapas con las Isoyetas de las precipitaciones Medias,

Isoyetas de la distribución de las lluvias en los años secos y húmedos e

Isomáximas para diferentes periodos de retorno, para aclarar las variaciones de la

pluviosidad. Asimismo, se ha llegado a la conclusión de que existen tres Zonas

Hidrológicas con rangos de pluviosidad bien definidos: La zona Occidental, Central

y zona Oriental, que permiten visualizar mas objetivamente los criterios para la

planificación.

Sin duda ésta Tesis despertará inquietudes en lectores especializados por la

importancia de la Ciencia del Agua y una reflexión profunda, por las Autoridades y

Profesionales sobre la imperiosa necesidad de fortalecer el SENAMHI que es la

Institución encargada de registrar y recopilar la información de lluvias. Debemos

reflexionar que el futuro de las regiones depende en este caso, de cuanto nos

dediquemos al conocimiento de nuestra Hidrología.

viii

TABLA DE CONTENIDOS I. Introducción .................................................................................................................. 1

1.1 Antecedentes ................................................................................................................ 2 1.2 Justificación .................................................................................................................. 2 1.3 Planteamiento del problema de investigación ............................................................... 3

II. Objetivos ....................................................................................................................... 3

2.1 Objetivo General ........................................................................................................... 3 2.2 Objetivos específicos .................................................................................................... 3

III. Marco Teórico ............................................................................................................ 4

3.1 Generalidades ............................................................................................................... 4 3.2 Conceptos de hidrología y recursos hidráulicos ............................................................ 4 3.3 Estadística aplicada a la Hidrología .............................................................................. 4

3.3.1 Leyes de distribución .............................................................................................. 4 3.3.2 Aplicación de la ley de distribución de Gumbel ....................................................... 5

3.4. Corrección de series de precipitaciones mediante el método de dobles acumuladas ... 5 3.4.1 Uso del método de dobles acumuladas en series pluviométricas ........................... 6

3.5 Definición de sequías .................................................................................................... 7 3.6 Definición de años húmedos ......................................................................................... 8 3.7 Precipitación media ....................................................................................................... 8

3.7.1 Formas de Precipitación ......................................................................................... 8 3.7.2 Medición de la precipitación ................................................................................... 9

3.8 Series hidrológicas ........................................................................................................ 9 IV. Marco metodológico ................................................................................................. 9

4.1 Tipo de investigación .................................................................................................... 9 4.2 Enfoque metodológico de la investigación .................................................................. 10 4.3 Fuente de la información ............................................................................................. 12 4.4 Variables ..................................................................................................................... 12 4.5 Análisis de la información ............................................................................................ 13

4.5.1 Generalidades ...................................................................................................... 13 4.5.2 Descripción del área de Estudio ........................................................................... 13 4.5.3 Distribución de las Estaciones Hidrometeorológicas ............................................ 13 4.5.4 Registro de la información generada por SENAMHI ............................................. 15 4.5.5 Consistencia interna de los datos ......................................................................... 17 4.5.6 Corrección de las series de Precipitaciones ......................................................... 18 4.5.7 Estudio del comportamiento de años Secos ......................................................... 20 4.5.8 Estudio del comportamiento de años Húmedos ................................................... 21 4.5.9 Determinación de Isomáximas ............................................................................. 21 4.5.10 Trazado de las Isoyetas e Isomáximas ............................................................... 21

V. Resultados y discusión .............................................................................................. 21

5.1. Generalidades ............................................................................................................ 21

ix

5.2. Análisis de Consistencia ............................................................................................ 21 5.3. Determinación de precipitaciones anuales y medias anuales ..................................... 25 5.4 Trazado de la Isoyetas Medias Anuales ...................................................................... 25 5.5 Series anuales para el estudio de las sequías ............................................................ 26

5.5.1 Indicadores de Frecuencia de años secos ........................................................... 27 5.6 Series anuales para estudio de años húmedos ........................................................... 28

5.6.1 Indicadores de Frecuencia de años húmedos ...................................................... 30 5.7 Estudio de las variaciones de las intensidades máximas ........................................... 31

5.7.1 Trazado de las isomáximas .................................................................................. 32 VI. Conclusiones ........................................................................................................... 35 VII. Recomendaciones ................................................................................................... 36 VIII. Referencias bibliográficas ...................................................................................... 37

IX. ANEXOS

LISTA DE FIGURAS

Figura Nº 4.1: UBICACIÓN DEL DEPARTAMENTO DE ORURO ........................................ 13 Figura Nº 4.2: UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LAS ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS DEL DPTO. DE ORURO ......................................................... 14 Figura Nº 4.3: REGISTRO DE INFORMACIÓN CON LOS QUE CUENTA ORURO ............ 16 Figura Nº 4.4: CONFORMACIÓN DE GRUPOS AFINES DE LAS ESTACIONES DE ORURO ................................................................................................................................ 17 Figura Nº 4.5: UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ELEVACIÓN DE LAS ESTACIONES ............ 18 Figura Nº 4.6: UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y SEPARACIÓN ENTRE ESTACIONES ......... 19 Figura Nº 4.7: RECTA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE HUAYLLAMARCA COMPARADA CON CHUQUIÑA ............................................................ 20 Figura Nº 4.8: RECTA DE CORRELACIÓN LINEAL DE LA ESTACIÓN DE HUAYLLAMARCA COMPARADA CON CHUQUIÑA ............................................................ 20 Figura Nº 5.1: GRÁFICA DE LA CURVA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE ORURO CON EL GRUPO I Y RELACIÓN CON LOS GRUPOS II (HUAYLLAMARCA, CHOQUECOTA Y CORQUE) Y V (PAZÑA) ......................................................................... 23 Figura Nº 5.2: GRÁFICA DE LA CURVA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE TODOS SANTOS CON EL GRUPO III, Y RELACIÓN CON EL GRUPO IV (COIPASA) Y GRUPO II (TURCO) .......................................................................................................... 24 Figura Nº 5.3: ISOYETAS DE PRECIPÌTACIONES MEDIAS DEL DEPARTAMENTO DE ORURO (1976-2006) [mm] ................................................................................................... 26 Figura Nº 5.4: VARIACIÓN DE VALORES “S” DE AÑOS SECOS ....................................... 26 Figura Nº 5.5: ISOYETAS DEL AÑO MÁS SECO DEL DEPARTAMENTO DE ORURO (1983) [mm] ......................................................................................................................... 27 Figura Nº 5.6: LEY DE DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL PARA AÑOS SECOS ...................... 28 Figura Nº 5.7: VARIACIÓN DE “H” PARA AÑOS HÚMEDOS .............................................. 28 Figura Nº 5.8: ISOYETAS AÑO HÚMEDO 1984 PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO [mm] ...................................................................................................................... 29 Figura Nº 5.9: ISOYETAS AÑO HÚMEDO 1985 PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO [mm] ...................................................................................................................... 30 Figura Nº 5.10: AJUSTE MEDIANTE LA DISTRIBUCIÓN GUMBEL APLICADO A AÑOS HÚMEDOS ........................................................................................................................... 31

x

Figura Nº 5.11: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=2 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 32 Figura Nº 5.12: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=5 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 33 Figura Nº 5.13: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=10 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 33 Figura Nº 5.14: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=25 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 34 Figura Nº 5.15: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=50 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 35 Figura Nº 5.16: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=100 AÑOS [mm] ............................................................................................................... 36

LISTA DE CUADROS CUADRO Nº 4.1: ENFOQUE METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN.......................... 10 CUADRO Nº 4.2: DESCRIPCIÓN DE VARIABLES .............................................................. 12 CUADRO Nº 4.3: DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO ................................................................................................................................ 15 CUADRO Nº 4.4: REGISTRO DE INFORMACIÓN DE CADA ESTACIÓN EN EL DPTO. DE ORURO .......................................................................................................................... 16 CUADRO Nº 5.1: RESUMEN DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS EN EL DPTO. DE ORURO ................................................................................................................................ 22 CUADRO Nº 5.2: RESULTADOS DEL T-STUDENT PARA LAS ESTACIONES DE ORURO Y TODOS SANTOS ................................................................................................ 24 CUADRO Nº 5.3: RESUMEN DE LAS PRECIPITACIONES PROMEDIO ANUALES DE CADA ESTACIÓN ................................................................................................................ 25 CUADRO Nº 5.4: PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS PARA T=2, 5, 10, 25, 50, 100 y 500 AÑOS ......................................................................................................................... 31

LISTA DE ABREVIACIONES

AASANA Administración Autónoma para Servicios de Aeropuertarios y Navegación

AT Estación Automática AF Estación de Aforo COORDEOR Corporación Desarrollo de Oruro CO Estación Climatológica Ordinaria EMAS Estación Meteorológica automática Satelital LM Estación Limnimétrica P Pluviométrica SENAMHI Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SENADECI Servicio Nacional de Defensa Civil

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IX. ANEXOS

ANEXO Nº 1: RESUMEN DE PRECIPITACIONES CORREGIDAS A NIVEL ANUAL DEL

DEPARTAMENTO DE ORURO

ANEXO Nº 2: PRECIPITACIONES ANUALES DEL DEPARTAMENTO DE ORURO PARA

LA DETERMINACIÓN DE LOS AÑOS SECOS

ANEXO Nº 3: PRECIPITACIONES ANUALES DEL DEPARTAMENTO DE ORURO PARA

LA DETERMINACIÓN DE LOS AÑOS HÚMEDOS

ANEXO Nº 4.1: AJUSTE GUMBEL APLICADOA A LA SERIE “S” DE AÑOS SECOS

ANEXO Nº 4.2: AJUSTE GUMBEL APLICADO A “2n” VALORES DE AÑOS SECOS

ANEXO Nº 5.1: AJUSTE GUMBEL APLICADOA A LA SERIE “H” DE AÑOS HUMEDOS

ANEXO Nº 4.2: AJUSTE GUMBEL APLICADO A “2n” VALORES DE AÑOS HÚMEDOS

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“DETERMINACIÓN DE INDICADORES PLUVIMÉTRICOS DE AÑOS HÚMEDOS,

SECOS Y NORMALES PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO”

I. Introducción

El departamento de Oruro, está caracterizado por contar con un clima árido, con bajas precipitaciones y temperaturas extremas muy frías que repercuten en la escasa productividad agrícola. A pesar de ello, requiere desarrollarse en torno a la agricultura produciendo la alimentación suficiente para su población, pese a que en el momento la minería es su principal actividad. A pesar de ello la Prefectura ha emprendido proyectos de aprovechamientos de recursos hídricos, lo que es positivo desde en punto de vista social, económico y regional, pese a estos sacrificios emprendidos se han podido establecer los siguientes aspectos, que en la realidad están dificultando su notable avance:

- Falta de una planificación del aprovechamiento de los recursos hídricos potenciales del Departamento.

- Dispersión de esfuerzos en la realización de proyectos con estudios hidrológicos, con resultados diversos, difíciles de juzgar, desde la óptica de la hidrología y metodologías de cálculo existentes para la evaluación.

Estas dificultades pueden ser subsanadas, si se contara con “Indicadores Hidrológicos”, que muestren en un mapa las variaciones de las precipitaciones medias anuales. Lo que permitiría fácilmente determinar a quienes evalúan proyectos, si los trabajos realizados tienen sentido hidrológico. Por otra parte en la planificación agrícola, para seleccionar, el tipo de cultivo se requiere contar con la frecuencia de las variaciones que tiene los años húmedos, secos y medios, lo que facilitaría a los proyectistas aconsejar a los agricultores sobre la programación anual de la producción agrícola. En la visita realizada el SENAMHI1, se pudo evidenciar la existencia de información hidrológica que aún no ha sido utilizada para determinar éstos indicadores y que lo ven con muy buenos ojos la realización de un trabajo como el que se propone. Asimismo, en las visitas a la Prefectura, Alcaldía, no se pudieron observar mapas hidrológicos que permitan a las personas orientarse sobre la hidrología de la zona de su interés. Debido a la gran importancia de la Hidrología en la evaluación de los Recursos Hidrológicos, en las últimas décadas los países han dado mucha cobertura al inventario y registro de parámetros hidro-climatológicos, lo que conlleva en la

1 SENAMHI, Servicio Nacional de Hidrología y Meteorología. Realiza vigilancia meteorológica y coadyuva al

sistema de Defensa Civil en la prevención de desastres

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realidad a una inversión en los costos de operación de las Estaciones de registro. En el País el SENAMHI es la entidad rectora de las actividades meteorológicas, climatológicas, hidrológicas, además de coadyuvar al sistema de Defensa Civil en la prevención de desastres a causa de fenómenos hidrológicos. No obstante debido a limitaciones económicas, las redes hidrometeorológicas en el departamento de Oruro son escasas pero suficientes para un trabajo como el que se pretende realizar. Por otra parte los fenómenos naturales se presentan en todas las regiones de Bolivia, éstos en algunos casos pueden ser catalogados como eventos extremos, como las sequías e inundaciones, aspecto que interesa al departamento de Oruro.

1.1 Antecedentes En el departamento, si bien existe una red de levantamiento de datos, no se han hecho los esfuerzos necesarios para regionalizarlos. Existe un mapa de isoyetas publicado por el Instituto Geográfico Militar el año 1985, citado a manera de diagrama por Montes De Oca (1997) (Citado por Román, 2007) Existen registros de sequías en el sistema TDPS (Titicaca-Desaguadero-Poopó y Salar de Coipasa), donde se identificando 12 grandes sequías. (Según Justiniano, 2005). El Viceministerio de Defensa Civil, en su reporte de “Eventos y familias afectadas por Sequías” los años 1999-2003, menciona que éste fenómeno hidrológico, ocasionó un total de 110331 familias afectadas en Bolivia. Asimismo, menciona que el total de familias afectadas por inundaciones llegó a un total de 18632. (VII Foro internacional de perspectivas climáticas del Oeste de América del Sur, expositor Orlando Sanjines, 2007). En un reporte de la “Cantidad de familias damnificadas por departamento, debido a eventos destructivos el año 2005”, muestra que en el Departamento de Oruro 613 familias fueron afectadas por Sequías y 395 por inundaciones, siendo el Departamento menos afectado por inundaciones. (VII Foro internacional de perspectivas climáticas del Oeste de América del Sur, expositor Orlando Sanjines, 2007). Los años 2002-2003 en la parte suroeste del departamento de Oruro las precipitaciones fueron superiores al 40% de sus normales (Reporte del SENADECI2)

1.2 Justificación En el departamento de Oruro desde 1984 hasta 1986 el SENAMHI en convenio con la Ex CORDEOR3 implementó 21 estaciones Básicas Hidrometeorológicas, las

2 SENADECI, Servicio Nacional de Defensa civil

3 CORDEOR, Corporación de Desarrollo de Oruro (Institución que actualmente no existe)

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mismas que fueron ubicadas en diferentes provincias del departamento, de las cuales a la fecha no todas las instalaciones cumplen con pleno funcionamiento.

La información registrada es procesada en las regionales mediante el paquete computacional SISMET4; por otra parte el acceso tiene limitaciones en cuanto a costos se refiere, además de que las regionales no manejan la información de estaciones meteorológicas de otros departamentos que son necesarias para conocer fenómenos hidrológicos. Por esta razón, este trabajo pretende evaluar la información existente para emprender diagnósticos hidrológicos y determinar indicadores hidrológicos para una mejor planificación del uso de los recursos hídricos.

1.3 Planteamiento del problema de investigación

En los proyectos para el diseño de obras hidráulicas, agricultura, disponibilidad del recurso hídrico, se requieren del conocimiento de: i) las precipitaciones medias anuales, medias mensuales, máximas diarias, ii) las crecidas máximas extraordinarias, iii) periodos de sequía y húmedos; para tal efecto, los indicadores hidrológicos son de suma importancia y cabe resaltar el departamento de Oruro no cuenta con la información suficiente.

II. Objetivos

2.1 Objetivo General - Determinar la variación de precipitaciones de los años secos, húmedos y

normales en el departamento de Oruro

2.2 Objetivos específicos

- Analizar la consistencia de las precipitaciones anuales de las 22 estaciones en el Departamento de Oruro.

- Corrección y rellenado de datos a nivel anual. - Determinar las Isoyetas de precipitaciones: medias, de años secos y

húmedos. - Determinar las Isomáximas de precipitaciones diarias para diferentes periodos

de retorno.

4 SISMET (Sistema Meteorológico) software desarrollado por el SENAMHI, donde se concentra toda la

información registrada por las estaciones hidrometeorológicas.

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III. Marco Teórico

3.1 Generalidades Se incluyen conceptos, relaciones matemáticas y metodologías del tratamiento de la información hidrológica para fundamentalmente realizar las correcciones, y los análisis de las precipitaciones mensuales y anuales a nivel del área del departamento de Oruro. 3.2 Conceptos de hidrología y recursos hidráulicos Las ciencias Hídricas están relacionados con las aguas de la tierra: su distribución y circulación, sus propiedades físicas y químicas, su interacción con el ambiente y con los seres vivos y en particular con los seres humanos. Puede considerarse que la hidrológica abarca todas las ciencias Hídricas. En una forma más estricta, puede definirse como el estudio del ciclo Hidrológico, es decir, la circulación ininterrumpida del agua entre la tierra y la atmósfera. El conocimiento Hidrológico se aplica al uso y control de los recursos hidráulicos en los continentes del Planeta; El agua oceánica son del dominio de la ingeniería oceánica y de las ciencias marinas Los cambios en la distribución, la circulación o la temperatura de las aguas en la tierra pueden tener efectos de largo alcance; los glaciares fueron una manifestación de tal efecto. Las actividades humanas pueden causar algunos cambios como por ejemplo los seres humanos aran el suelo, irrigan cultivos, fertilizan tierras, deforestan bosques, bombean aguas subterráneas construyen presas, arrojan desechos en ríos y lagos, y hacen muchas otras cosas constructivas o destructivas que afectan la circulación y la calidad del agua en la naturaleza. (Ven Te Chow, R. Maidment, Larry. Mays, 1994)

3.3 Estadística aplicada a la Hidrología

En hidrología se trabaja con informaciones hidrometeorológicas; estas informaciones pueden consistir de datos de precipitación, caudales, temperatura, evaporación, etc. Por lo general, se cuenta solo con una muestra5 de los datos de esa población, es decir, nunca se puede disponer de la totalidad de los datos. Pero cuando estos datos se organizan en forma compacta y fácil de utilizar, se convierte en una herramienta de gran utilidad a la hora de tomar decisiones. (Heras, 1977) 3.3.1 Leyes de distribución Existen numerosas leyes de distribución que se ajustan, más o menos aceptablemente, a variables hidrológicas. Además de las leyes estadísticas, en la práctica suelen utilizarse ajustes gráficos, dibujando únicamente la serie de valores, ordenados de menor a mayor, y encajando gráficamente la ley de distribución, que

5 Muestra, se refiere a un posible resultado de algún experimento. Aún cuando un experimento, no es posible

determinar con seguridad su resultado, si se puede definir un resultado posible de ocurrir.

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es el mejor de los métodos entre todos y sirve para contrastar si las leyes de distribución que se están empleando encajan a la dispersión de puntos de las variables. En la práctica este método da muy buenos resultados, y principalmente porque las variables hidrológicas no se ajustan en algunos casos bien a leyes estadísticas. De todas formas se recomienda utilizar ambos métodos.

La distribución normal tiene la ventaja de ser función directa de los valores x y , característicos de la muestra de datos disponibles; su principal inconveniente para aplicarla a fenómenos hidrológicos es su simetría, debido a la cual da valores negativos y frecuencias demasiado altas para valores muy altos y muy bajos. La ley de distribución de Goodrich cuando se analiza valores medios, No debe utilizarse para el estudio de valores mínimos probables, por presuponer que, aunque se parta de un valor mínimo de poca probabilidad, pueden existir otros valores menores. La ley de distribución de Gumbel tiene como ventaja fundamental la facilidad de su aplicación, pero es excesivamente rígida al depender únicamente de dos parámetros. Esta ley se ajusta bastante bien a distribución de valores extremos. (Heras, 1977) En el presente trabajo se utilizó la ley de distribución de Gumbel, para la serie de años secos y húmedos.

3.3.2 Aplicación de la ley de distribución de Gumbel La ley de Gumbel es de gran aplicación y su uso se considera satisfactorio en distribuciones de variables aleatorias que sean extremos-máximos ó mínimos- de un determinado fenómeno que se produce en el tiempo.

Esta variable aleatoria, , con distribución de Gumbel, tiene por función de distribución F(x):

)(

)(Pr)(uxeexobxF

En donde y u son parámetros que se determinan en función al número de datos. (Heras, 1977)

3.4. Corrección de series de precipitaciones mediante el método de dobles acumuladas

La teoría de la curva de dobles acumulaciones se basa en el hecho de que, representando en unos ejes coordenados las parejas de puntos definidos por las acumulaciones sucesivas de dos series de valores en el mismo periodo, la curva resultante es una línea recta, si los valores de las dos series son proporcionales; la

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pendiente de la recta representa la constante de proporcionalidad entre las dos series, o sea, permanece sensiblemente constante. Si se produce un cambio en la pendiente de la curva de dobles acumulaciones es que se ha ocurrido una variación en la constante de proporcionalidad de las dos variables o que la proporcionalidad no es constante en el proceso acumulativo. Estos cambios se pueden apreciar con mayor exactitud si se escogen las escalas de las abscisas y ordenadas de tal forma que la recta tenga una pendiente próxima a los 45º. Para definir mejor la comparación, las acumulaciones de una de las variables se pueden comparar con las acumulaciones de un “grupo” de variables afines, para lo cual se calcula una variable”tipo”, media aritmética de las que forman el grupo, pues esta variable tipo está menos afectada por los errores que puedan existir en alguna de las variables que la forman. En general, y con objeto de poder utilizar las mismas comparaciones, se establecen éstas empezando por los datos más antiguos, puesto que de este modo se pueden seguir acumulando datos modernos en los futuros estudios. De todas formas, puede establecerse también la comparación empezando por los últimos datos conocidos. El número de estaciones que deben incluirse en la estación tipo es función de la densidad de datos y, en teoría se aconseja que no tenga menos de diez estaciones. Si esta formada por menos de diez estaciones, se debe comprobar la garantía de cada estación comparándola con el tipo y eliminando sucesivamente aquellas estaciones con datos erróneos, aunque en la práctica la estación tipo pueda tener hasta un número mínimo de tres estaciones básicas. Los cambios de pendiente formados por menos de 5 puntos no se consideran como representativos. En caso contrario, y como norma general, indican errores del tipo sistemático. En la práctica, si el cambio de pendiente es muy evidente se puede considerar como representativos los formados por un mínimo de tres puntos. (Heras, 1977) 3.4.1 Uso del método de dobles acumuladas en series pluviométricas Se sitúan sobre un mapa las estaciones pluviométricas con el número asignado a cada una de ellas y su altura, el número de datos originales y una estimación de la media de estos datos. Para distribuirlas en grupos afines, se tienen en cuenta los siguientes criterios:

- Los grupos deben tener de 3 a 10 estaciones - La media de las estaciones de cada grupo debe ser similar - Cada grupo deberá tener al menos, una serie de años suficientemente

extensa (Del orden de 25 años como mínimo, en caso de no existir series extensas pueden tomarse series de 10 años)

- La altura de las estaciones del grupo deben ser similar - Las estaciones deben estar relativamente próximas.

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Los órdenes de magnitud aceptables para los dos últimos puntos dependen, fundamentalmente, de la densidad de la red: en general la diferencia de altitud no debe ser mayor de 200 m. y la distancia no debe sobrepasar los 50 Km. Siempre que sea posible, el ideal es no sobrepasar el 50% de las cifras máximas citadas. Teóricamente, en cada grupo, para aplicar correctamente el método de la curva de dobles acumulaciones, es conveniente comparar cada una de ellas con una estación tipo o “modelo”, media aritmética de todas o parte de las estaciones que constituyen el “modelo” se diluyen en éste (sobre todo los errores accidentales) y destacan más los de la estación que se compara. (Heras, 1977) En la práctica principalmente por la no homogeneidad de las series, se suele considerar en principio, como estación “tipo” ó “modelo”, aquélla de serie más extensa y la más representativas a efectos, principalmente, de situación geográficas, siendo en este caso necesario contrastar la garantía de esta estación. Finalmente deben contrastarse los valores medios de todas las estaciones por correlación altitud-precipitación en zonas climatológicas afines, que puedan no coincidir con los núcleos considerados para establecer los grupos. En cualquier caso, no es recomendable el empleo de este método de dobles acumuladas en zonas de mucha altitud, aunque en la práctica se utiliza, contrastándose posteriormente por los métodos de correlación altitud-precipitación y anomalías. (Heras, 1977)

3.5 Definición de sequías En términos generales se puede considerar como la insuficiente disponibilidad de agua en una región la cual no cubre la demanda de agua requerida por los diferentes sectores sociales. (Justiniano, 2005) Son varias las definiciones del término sequía:

- Es un periodo cuya precipitación se encuentra por debajo de 1 plg. En 48 horas.

- Un periodo largo de días con precipitación menor que una cantidad pequeña especificada.

- Un periodo de fuertes vientos, bajas precipitaciones, altas temperaturas, y una inusual humedad relativa baja.

- Un día en el cual la cantidad de humedad disponible disminuyó a un porcentaje bajo de la capacidad total disponible.

- Cantidad de precipitación mensual o anual menor que un particular, porcentaje establecido como normal.

- Una condición donde se pueda establecer que la cantidad de precipitación es insuficiente para cubrir las necesidades de las actividades humanas.

- Periodo prolongado y anormal de deficiencia de humedad. (Justiniano, 2005)

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3.6 Definición de años húmedos

Año húmedo se presenta cuando las precipitaciones y los caudales están muy por encima de lo normal.

3.7 Precipitación media La precipitación, es toda forma de humedad que originándose en las nubes, llega hasta la superficie del suelo; de acuerdo a esta definición la precipitación puede ser en forma de: lluvias, granizadas, garúas, nevadas. Desde un punto de vista de la ingeniería hidrológica, la precipitación es la fuente primaria del agua de la superficie terrestre, y sus mediciones y análisis, forman el punto de partida de los estudios concernientes al uso y control del agua. (Villón, 2002) 3.7.1 Formas de Precipitación La forma de precipitación, requiere la elevación de una masa de agua en la atmósfera, de tal manera que se enfríe y parte de su humedad se condense. Atendiendo al factor que provoca la elevación del aire en la atmósfera, la precipitación se clasifica en:

- Precipitación de convección: En tiempo caluroso, se produce una abundante evaporación a partir de la superficie del agua, formando grandes masa de vapor de agua, que por estar mas calientes, se elevan sufriendo un enfriamiento de acuerdo a la adiabática seca o húmeda. En el curso de su ascenso, se enfrían según el gradiente adiabático seco (1ºC/100m), o saturado (0.5ºC/100m).

Las masas de vapor se acumulan en los puntos llamados células de convección. A partir de este punto, estas masas pueden seguir elevándose hasta llegar a las grandes alturas, donde encuentran condiciones que provocan la condensación y la precipitación. Generalmente viene acompañada de rayos y truenos.

Son precipitaciones propias de las regiones tropicales donde las mañanas son muy calurosas, el viento es calmo y hay una predominancia de movimiento vertical del aire.

- Precipitación Orográfica: Se producen cuando el vapor de agua que se

forma sobre la superficie de agua es empujada por el viento hacia las montañas, aquí las nubes siguen por las laderas de las montañas, y ascienden a grandes alturas, hasta encontrar condiciones para la condensación y la consiguiente precipitación.

- Precipitación Ciclónica: Se produce cuando hay el encuentro de dos masa

de aire, con diferente temperatura y humedad, las nubes mas calientes son violentamente impulsadas a las partes más altas, donde pueden producirse la

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condensación y precipitación. Están asociadas con el paso de ciclones o zonas de baja presión.

Todas estas formas de originarse las lluvias, en la naturaleza se presentan combinadas, de modo que una lluvia determinada puede provenir de cualquiera de las formas o de la combinación de ellas. En nuestro medio, la nubosidad viene de las vertientes del Pacífico y del Atlántico, y tiene las características de precipitaciones orográficas. (Villón, 2002) 3.7.2 Medición de la precipitación La precipitación se mide en términos de altura de lámina de agua, y se expresa comúnmente en milímetros. Esta altura de lámina de agua, indica la altura del agua que se acumularía en una superficie horizontal, si la precipitación permaneciera donde cayó. Los aparatos de medición, se basan en la exposición a la intemperie de un recipiente cilíndrico abierto en su parte superior, en el cual se recoge el agua producto de la lluvia u otro tipo de precipitación, registrando su altura. Los aparatos de medición, se clasifican de acuerdo con el registro de las precipitaciones, en pluviómetros y pluviógrafos. 3.8 Series hidrológicas Tiene mucha importancia la conformación de las series hidrológicas para conocer a partir de ella, las variabilidades de la hidrología en una zona. Según Rafael Heras, 1977 en su libro “Hidrología y recursos Hidráulicos”,se recomienda contar con registros de por lo menos 23 años, es decir, registros que puedan captar los fenómenos de extremas, que se presentan cada 7, 13, 17, 23 años respectivamente, y que tienen estricta relación con las erupciones solares, cuyas radiaciones llegan con esa frecuencia y provocan mayor o menor cantidad de vapor de agua que ocasionan, las precipitaciones en las cuencas también con esas intensidades, éste aspecto ha sido corroborado por las observaciones realizadas al sol mediante el SKYLAB6 de los Estados Unidos, ambas recomendaciones son concordantes. Por ésta razón en esta Tesis, se ha tratado de lograr series de 31 años que se acomoda perfectamente con las recomendaciones. IV. Marco metodológico

4.1 Tipo de investigación

La investigación es de carácter descriptivo por cuanto describe el comportamiento de la lluvia, tanto espacial como temporalmente. Asimismo, la investigación es de carácter exploratorio, por lo que los resultados deben ser verificados en las distintas zonas hidrológicas del Departamento de Oruro.

6 SKYLAB, Satélite lanzado por los EEUU, que se encarga de observar las erupciones solares.

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4.2 Enfoque metodológico de la investigación

Los resultados esperados estarán basados en los registros de las 22 estaciones meteorológicas del Departamento de Oruro. Se analizará las series de datos desde 1976 al 2006 de cada estación, correlacionando las mismas en función a la altitud, distancia entre estaciones y semejanza en la pluviosidad. Se hará uso de la geoestadística, para el análisis de la información hidrológica, como también para la generación de mapas espaciales que representen la variabilidad de la pluviosidad. Por otra parte se tocarán con mayor énfasis lo relacionado con las ISOMÀXIMAS de precipitaciones diarias para diferentes periodos de retorno. En el siguiente cuadro, se resume la metodología a seguir, para determinar los indicadores hidrológicos.

Cuadro Nº 4.1: ENFOQUE METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN

Variable Variación Metodología Mapas finales

Precipitación Media Anual

Se realizará un análisis de consistencia interna en base a la curva de doble masa, con referencia a una estación base (estación con mayor registro histórico y características físico geográficas similares). El relleno de los datos faltantes se realizará mediante el método de regresión múltiple, utilizando la herramienta computacional Excel. Utilizando la herramienta computacional ILWIS (integrated Land and Water Información System, versión 3.3) y según las coordenadas de las estaciones, se generará un mapa de puntos. La regionalización de la lluvia se realizará mediante los métodos más adecuados de interpolación y distribución espacial.

Isoyetas de precipitaciones medias anuales


Se realizará un análisis de consistencia interna en base a la curva de doble masa, con referencia a una estación base (estación con mayor registro histórico y características físico geográficas similares). El relleno y extensión de los datos faltantes se realizará mediante el método de regresión múltiple, utilizando la herramienta computacional Excel. Se determinará los años secos a la serie de precipitaciones de (1943-2007), tomando en cuenta la siguiente metodología propuesta por Heras, Rafael,

“Hidrología y Recursos Hidráulicos”. Se asignará los valores de “S” a la serie conformada de la siguiente manera: 1º Se asignará un valor de 3S al año más seco, para cada una de las estaciones. 2º Se asignará un valor de 2S al año más seco después de 3S.

Isoyetas de precipitaciones de años secos

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3º Por último se asignará S al año mas seco después de 2S. Una vez conformada la serie de años con P mínimas, se ajustará a una ley de distribución estadística. Finalmente, utilizando la herramienta computacional ILWIS (integrated Land and Water Información System, versión 3.3) y según las coordenadas de las estaciones, se generará un mapa de puntos. La regionalización de la precipitación de años mínimos se realizará mediante los métodos más adecuados de interpolación y distribución espacial.


Se realizará un análisis de consistencia interna en base a la curva de doble masa, con referencia a una estación base (estación con mayor registro histórico y características físico geográficas similares). El relleno y extensión de los datos faltantes se realizará mediante el método de regresión múltiple, utilizando la herramienta computacional Excel. Se determinará los años húmedos a la serie de precipitaciones de (1943-2007), tomando en cuenta la siguiente metodología propuesta por Heras, Rafael,

“Hidrología y Recursos Hidráulicos”. Se asignará los valores de “H” a la serie conformada de la siguiente manera: 1º Se asignará un valor de 3H al año más húmedo, para cada una de las estaciones. 2º Se asignará un valor de 2H al año más húmedo después de 3H. 3º Por último se asignará H al año mas húmedo después de 2H. Una vez conformada la serie de años con P máximas extremas, se ajustará a una ley de distribución estadística. Finalmente, utilizando la herramienta computacional ILWIS (integrated Land and Water Información System, versión 3.3) y según las coordenadas de las estaciones, se generará un mapa de puntos. La regionalización de la precipitación de años húmedos se realizará mediante los métodos más adecuados de interpolación y distribución espacial.

Isoyetas de precipitaciones

de años húmedos

Precipitación Máxima en

24 hr

Se realizará una extracción de las P máx diarias para los registros anuales del SENAMHI para cada estación. Serán sorteados a una ley de distribución, para ello se utilizará la ley de distribución de Gumbel

7, de donde se obtendrán precipitaciones

máximas diarias para diferentes periodos de retorno. Una vez conformada las precipitaciones máximas diarias para diferentes periodos de retorno, utilizando la herramienta computacional ILWIS (integrated Land and Water Información System, versión 3.3) y según las coordenadas de las estaciones, se generará un mapa de puntos para cada periodo de retorno. La

Isomáximas para diferentes

periodos de retorno

7 La ley de Gumbel o ley de valores extremos, se utiliza generalmente para ajustar a una expresión matemática,

las distribuciones empíricas de frecuencia de precipitaciones máximas anuales y diarias. (Hidrología Estadística ,

Máximo Villón Bejar.)

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regionalización de las precipitaciones máximas diarias se realizará mediante los métodos más adecuados de interpolación y distribución espacial.

4.3 Fuente de la información

El registro de 22 estaciones hidrometeorológicas serán proporcionados por el SENAMHI regional Oruro.

4.4 Variables Las variables que intervienen para la obtención de los indicadores se resumen en el siguiente cuadro:

Cuadro Nº 4.2: DESCRIPCIÓN DE VARIABLES

Objetivo

específico Variable Definición conceptual

Definición operacional

Definición instrumental

Determinación de isoyetas medias anuales

Precipitación

Es toda forma de humedad que originándose en las nubes, llega hasta la superficie del suelo

Mensual y Anual

Registros históricos, con pluviómetros, pluviógrafos ó registros históricos

Determinación mapas de isoyeta para los años húmedos

Precipitación


Anual


Determinación de isoyeta para los años secos

Precipitación


Anual


Determinación de isomáximas para diferentes periodos de retorno.

Precipitación


Máximas en 24 Horas


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4.5 Análisis de la información

4.5.1 Generalidades Se realizaron las correcciones de las precipitaciones a niveles anuales, el rellenado de datos y en algunos casos el análisis de la información mensual. Se utilizaron los métodos de dobles acumuladas y correlación lineal en la corrección de series de lluvias. 4.5.2 Descripción del área de Estudio La posición geográfica en la que se enmarca el presente estudio abarca el departamento de Oruro que se encuentra ubicado en el sector centro - occidental de Bolivia, limitada al Norte con el departamento de La Paz, al Este con los departamentos de Cochabamba y Potosí, al sur con el departamento de Potosí y al Oeste con la República de Chile. Se ubica entre los 17º55’ y 20º15’ de latitud Sur y los 67º27’ y 69º39’ de longitud Oeste. El área de estudio cubre un área aproximada de 55588 km2 (Figura Nº 4.1) Oruro pertenece al altiplano boliviano, en la zona prevalecen las zonas llanas con elevaciones cercanas a 3700 m.s.n.m. Así también existen áreas de montaña que llegan a 6500 m.s.n.m. Geográficamente está comprendida de cuencas endorreicas, las cuales no tienen un punto de salida. La cuenca a la que pertenece Oruro es llamada Lacustre.

Figura Nº 4.1: UBICACIÓN DEL DEPARTAMENTO DE ORURO

4.5.3 Distribución de las Estaciones Hidrometeorológicas A continuación se puede ver el departamento de Oruro, con la ubicación de las respectivas estaciones Hidrometeorológicas, tomadas en cuenta en este trabajo. (Figura Nº 4.2). En el Cuadro Nº 4.3 se puede ver el tipo y ubicación de cada una de éstas estaciones.

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Eucaliptus Condoriri

Chuquiña Chillca

Oruro

Huay llamarca

Sajama

Cosapa

Choquecota

TurcoCorque

Huachacalla

Todos Santos

Coipasa

Salinas de G.

Mendoza

Andamarca

Ucumasi

San MartínQuillacas

Challapata

Tacagua

Pazña

DISTRIBUCIÓN DE ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS

EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO

Fuente: Elaboración propia

Figura Nº 4.2: UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LAS ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS DEL DPTO. DE ORURO

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Cuadro Nº 4.3: DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO

Nº ESTACIÓN PROVINCIA TIPO ELEVACION

(m.s.n.m) LONGITUD

W LATITUD S

1 Huachacalla Litoral CO 3746 68º15’26,3” 18º47’14,8”

2 Challapata Avaroa AT – CO 3715 66º46’24,6” 18º53’52,6”

3 Choquecota Carangas CO 3867 67º53’55,8” 18º05’48,9”

4 Condoriri Cercado CO - AT 3865 67º14’11,6” 17º32’24,6”

5 Corque Carangas CO 3929 67º40’42,8” 18º20’38,2”

6 Andamarca Carangas CO – AT 3734 67º30’22,7” 18º46’19,6”

7 Pazña Poopó CO – AT 3708 66º55’47,9” 18º35’58”

8 Chillca Cercado CO 4000 66º48’50” 17º50’13”

9 Chuquiña Saucari AT – AF – LM 3726 67º27’50,8” 17º47’13”

10 Huayllamarca Carangas CO 3873 67º56’16,3” 17º49’56,2”

11 Oruro Cercado CO – EMAS 3702 67º04’41,6” 17º58’17,2”

12 Quillacas Avaroa AT – CO 3696 66º57’35,3” 19º13’49,3”

13 Todo Santos Atahuallpa CO 3805 68º42’55” 19º00’28”

14 Turco Sajama EMAS - CO 3841 68º10’15,7” 18º10’52”

15 Ucumasi L. Cabrera P 3764 67º25’20,8” 19º07’43,9”

16 S. de G. Mendoza L. Cabrera EMAS 3718 67º40’02” 19º38’50,4”

17 Eucaliptos Cercado AT 3728 67º37’00” 17º36’50”

18 Cosapa Sajama CO 3906 68º42’15,9” 18º10’27,8”

19 San Martín L. Cabrera CO 3712 67º35’57,4” 19º16’30,6”

20 Sajama Sajama AT 4220 68º59’ 18º08’

21 Coipasa Atahuallpa P 3680 68º16’ 19º16’

22 Tacagua Avaroa CO 3740 66º44’ 18º49’ Fuente: Adaptación de la información proporcionada por SENAMHI-Oruro.

4.5.4 Registro de la información generada por SENAMHI

Se pudo ver que las estaciones en su mayoría cuentan con información mayor a los 10 años de observación. (Fig. Nº 4.3). En el Cuadro Nº 4.4, se puede observar el registro de cada Estación, si bien algunas estaciones cuentan con registros largos, se debe resaltar que ésta información está fragmentada. En este trabajo sólo se trabajó con una serie de 31 años (1976-2006)

- 16 -


Figura Nº 4.3: REGISTRO DE INFORMACIÓN CON LOS QUE CUENTA ORURO

Cuadro Nº 4.4: REGISTRO DE INFORMACIÓN DE CADA ESTACIÓN EN EL DPTO. DE ORURO

Nº ESTACIÓN PROVINCIA TIPO ELEV.

(m.s.n.m) RANGO DE INF. AñOS

1 Huachacalla Litoral CO 3746 1973-2002 29

2 Challapata Avaroa AT - CO 3715 1987-2005 10

3 Choquecota Carangas CO 3867 1991-2004 14

4 Condoriri Cercado CO - AT 3865 1964-2006 33

5 Corque Carangas CO 3929 1976-2004 22

6 Andamarca Carangas CO – AT 3734 1975-2006 23

7 Pazña Poopó CO – AT 3708 1945-2005 44

8 Chillca Cercado CO 4000 1986-2006 19

9 Chuquiña Saucari AT – AF – LM 3726 1951-2006 52

10 Huayllamarca Carangas CO 3873 1995-2006 17

11 Oruro Cercado CO – EMAS 3702 1943-2006 63

12 Quillacas Avaroa AT – CO 3696 1973-2006 31

13 Todo Santos Atahuallpa CO 3805 1975-2006 32

14 Turco Sajama EMAS – CO 3841 1975-2006 21

15 Ucumasi L. Cabrera P – LM – AF 3764 1975-2006 29

16 S. de G. Mendoza L. Cabrera EMAS 3718 1947-2006 59

17 Eucaliptos Cercado AT 3728 1953-2001 44

18 Cosapa Sajama CO 3906 1975-2006 27

19 San Martín L. Cabrera CO 3712 1975-2006 28

20 Sajama Sajama AT 4220 1975-1985 11

21 Coipasa Atahuallpa P 3680 1976-1996 20

22 Tacagua Avaroa CO 3740 1942-1985 34 Fuente: Adaptación de la información proporcionada por SENAMHI-Oruro.

- 17 -

Las estaciones cuentan con registros importantes, pero en algunos casos, sólo tienen valor para conocer las variaciones de los fenómenos de extremas. En el presente trabajo, dada que la información es aún incompleta, debido a que muchas estaciones no hicieron llegar reportes, o en su caso no fueron aún transcritos, se utilizó la información del periodo de los años 1976-2006, es decir un total de 31 años. En las estaciones que no cuentan con éste rango de años, fue necesario rellenar hasta contar con los 31 años previstos para este estudio.

4.5.5 Consistencia interna de los datos Las 22 Estaciones Hidrometeorológicas de Oruro fueron agrupadas en cinco (5) grupos, se tomó en cuenta que las estaciones estén ubicadas en una misma zona climatológica, además que la separación entre estaciones no este a distancias demasiado alejadas. Para conocer la consistencia en la información de las precipitaciones a nivel anual, Se graficó la pareja de valores acumulados entre estaciones de cada grupo (I, II, III, IV, V) para ver la relación entre estos sub-grupos de estaciones, y además la relación con los demás grupos. Los mismos mediante el método de correlación lineal nos mostraron la tendencia y homogeneidad entre estaciones.


Figura Nº 4.4: CONFORMACIÓN DE GRUPOS AFINES DE LAS ESTACIONES DE ORURO

- 18 -

4.5.6 Corrección de las series de Precipitaciones En el proceso de la detección de errores y la aplicación de las metodologías para efectuar la corrección y el rellenado de datos, fue muy importante considerar la ubicación de las Estaciones respecto a las coordenadas geográficas y la altitud sobre el nivel del mar, ya que la precipitación varía con la altitud y la continentalidad. En las Figuras 4.5 y 4.6, se pueden observar la ubicación de las estaciones y la separación de las estaciones, que fueron muy útiles para emprender las correcciones como la homogenización.

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ELEVACIONES DE LAS ESTACIONES

HIDROMETEOROLÓGICAS

Sajama4220 msnm

Cosapa3906msnm

Turco3841msnm

Choquecota3867msnm

Huayllamarca3873 msnm

Chuquiña3726 msnm

Eucaliptus3728 msnm

Condoriri3865 msnm

Oruro3702 msnm

Chillca4000 msnm

Corque3929 msnm

Huachacalla3746 msnm

Todos Santos3805 msnm

Andamarca3740 msnm

Pazña3708 msnm

Tacagua3740 msnm

Challapata3715 msnmUcumasi

3764 msnm

Coipasa3680 msnm

San Martín3712 msnm

Quillacas3696 msnm

Salinas3718 msnm


Figura Nº 4.5: UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ELEVACIÓN DE LAS ESTACIONES

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SEPARACIÓN ENTRE ESTACIONES

HIDROMETEOROLÓGICAS

Sajama

CosapaTurco

Choquecota

Huayllamarca Chuquiña

Eucaliptus Condoriri

Oruro

Chillca

Corque

Huachacalla

Todos

Santos

Andamarca

Pazña

Tacagua

Challapata

Ucumasi

Coipasa San MartínQuillacas

Salinas

92.5

Km

89 Km

32.5 Km

55Km

32.5

Km

67

.5 K

m

56.5 Km

120 Km

72 K

m

75 Km

34 Km

30 Km

55 Km

56 K

m

85 Km

85 Km56

Km

62.5 Km

72

.5 K

m

73.5 Km

50 Km42.5 Km

57.5

Km

21

Km

53.5 Km

32.5 Km

54 K

m

55.5 Km

98 Km

71Km

88.5

Km

89 Km

40

Km

57

Km

41

.5 K

m26 K

m

76.5 Km

35 K

m

37.5 Km

64 Km66

Km

41.5

Km

67.5 Km

50 Km

10

1 K

m

16.5 Km

50 Km

71.5 Km

117 Km

64.5 Km


Figura Nº 4.6: UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y SEPARACIÓN ENTRE ESTACIONES

Para corregir, se ha utilizado la combinación del método de la correlación lineal con el método de las dobles acumuladas, metodología que consintió básicamente en establecer:

a) La recta de dobles acumuladas, para detectar desviaciones b) Realizar la corrección usando el método de correlación lineal para establecer

la tendencia midiendo el ajuste con el coeficiente “R” de correlación lineal c) Corrección, rellenado y extensión de datos. d) Comprobaciones básicas de la tendencia final, mediante la gráfica de dobles

acumuladas y el coeficiente de correlación lineal. En las Figuras 4.7 y 4.8, se puede observar un ejemplo del proceso de corrección realizado entre las estaciones de Chuquiña-Huayllamarca, donde se puede observar claramente el buen ajuste que se logra mediante ésta metodología.

- 20 -

Figura Nº 4.7: RECTA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE HUAYLLAMARCA COMPARADA CON

CHUQUIÑA

Figura Nº 4.8: RECTA DE CORRELACIÓN LINEAL DE LA ESTACIÓN DE HUAYLLAMARCA COMPARADA CON

CHUQUIÑA

4.5.7 Estudio del comportamiento de años Secos Para el estudio de los indicadores de las variaciones de años con precipitaciones mínimas extremas, fue necesario agrupar las series hidrológicas, en una tabla incluida en el Anexo Nº 2 “Precipitaciones Anuales para la determinación de los años secos”. A partir de la cual fueron estudiados los comportamientos de los años secos. Tal como se muestra en la tabla del ANEXO Nº 2, la determinación de los años secos se realizaron, asignando valores de “S” de la siguiente manera:

1º Se asignó un valor de 3S al año más seco, para cada una de las estaciones. 2º Se asignó un valor de 2S al año más seco después de 3S. 3º Por último se asignó S al año mas seco después de 2S.

- 21 -

4.5.8 Estudio del comportamiento de años Húmedos

Para el estudio de los indicadores de las variaciones de los años húmedos, es decir de años con precipitaciones máximas extremas, fue necesario agrupar las series hidrológicas, en una tabla incluida en el ANEXO Nº 3 “Precipitaciones Anuales para la determinación de los años húmedos”. A partir de la cual fueron estudiados los comportamientos de los años húmedos. Para la determinación los años húmedos en Oruro, se procedió mediante el siguiente criterio:

1º Se asignó un valor de 3H al año más húmedo de la serie, esto para cada una de las estaciones. 2º Se asignó 2H al año más húmedo, después de 3H. 3º Por último se asignó H al año más húmedo seguido a 2H

4.5.9 Determinación de Isomáximas

Para estudiar las variaciones de las precipitaciones máximas, se cotejó de la información existente en el SENAMHI las precipitaciones máximas para 24 horas, se ajustaron a la ley de distribución de Gumbel para ver el comportamiento en los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100 y 500 años. Con ellas se preparó las Isomáximas

4.5.10 Trazado de las Isoyetas e Isomáximas

Para el trazado de las Isoyetas e Isomáximas se ha seguido la misma metodología. Utilizando el ILWIS versión 3.3, con el modelo de interpolación Moving Average/Linear Decrease, se elaboraron los mapas que se encuentran incluidos en el acápite de resultados. V. Resultados y discusión

5.1. Generalidades La información corregida y complementada fue agrupada en series representativas, para que representen la pluviometría del departamento de Oruro, en consecuencia a partir de estas series se obtuvieron varios indicadores, como la precipitación media del departamento de Oruro, la frecuencia de los años secos, de los años húmedos, las Isoyetas e Isomáximas.

5.2. Análisis de Consistencia Los resultados del análisis de consistencia se muestran en el Cuadro Nº 5.1.

- 22 -

Cuadro Nº 5. 1: RESUMEN DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS EN EL DPTO. DE ORURO

Nº ESTACIONES Coef. R^2 Dist. [Km]

ΔElev. [m.s.n.m.]

1 ORURO CONDORIRI 0.9950 50.6 163 Si

2 ORURO EUCALIPTUS 0.9950 --- 26 Sí

3 ORURO CHUQUIÑA 0.9932 45.7 24 Si

4 ORURO PAZÑA 0.9931 71.2 2 Sí

5 CONDORIRI HUAYLLAMARCA 0.9959 81.1 8 Si

6 CONDORIRI CHILLCA 0.9977 55.6 135 Si

7 EUCALIPTUS CHUQUIÑA 0.9869 21 2 Si

8 CHOQUECOTA CORQUE 0.9806 35.9 62 Sí

9 CHOQUECOTA HUAYLLAMARCA 0.9861 --- 6 Sí

10 CORQUE HUAYLLAMARCA 0.9962 --- 56 Sí

11 CHUQUIÑA HUAYLLAMARCA 0.9981 50.4 147 Sí

12 HUAYLLAMARCA TURCO 0.9945 45.8 32 Si

13 CORQUE COSAPA 0.9878 --- 23 Si

14 SAJAMA TURCO 0.9782 --- 379 Si

15 HUACHACALLA TODOS SANTOS 0.9851 54 59 Si

16 SALINAS COIPASA 0.9332 75.7 38 Si

17 SALINAS SAN MARTÍN 0.9805 41.8 6 Si

18 SALINAS QUILLACAS 0.9908 87.4 22 Si

19 SAN MARTÍN ANDAMARCA 0.9899 56.5 22 Si

20 TODOS SANTOS COIPASA 0.9913 51.2 125 Si

21 HUACHACALLA ANDAMARCA 0.963 78.9 12 Si

22 CORQUE ANDAMARCA 0.9938 50.7 195 Si

23 PAZÑA CHALLAPATA 0.9885 36.9 7 Si

24 PAZÑA TACAGUA 0.9396 50 32 Si

Además se ha podido establecer las estaciones de Oruro y Todos Santos como estaciones Bases. La Figura Nº 5.1, muestra la pareja de valores acumulados de la estación de Oruro Vs el grupo I, II y V, Permite ver que La estación de Oruro tiene mucha consistencia en su información, considerando que los datos fueron registrados por AASANA.

- 23 -

ANALISIS DE CONSISTENCIA

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Sun E-B (EST. DE ORURO)

Su

m E

-C

ORURO-CONDORIRI R^2=0,999 ORURO-CHILLCA R^2=0,9937 ORURO-EUCALIPTUS R^2=0,995

ORURO-CHUQUIÑA R^2=0,9932 ORURO-CHOQUECOTA R^2=0,9969 ORURO-CORQUE R^2=0,9902

ORURO-HUAYLLAMARCA R^2=0,9986 ORURO-PAZÑA R^2=0,9942


Figura Nº 5.1: GRÁFICA DE LA CURVA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE ORURO (AASANA), CON EL

GRUPO I Y RELACIÓN CON LOS GRUPOS II (HUAYLLAMARCA, CHOQUECOTA Y CORQUE) Y V (PAZÑA)

Asimismo la comparación efectuada a la estación de Todos Santos Vs el Grupo III permite establecer que esta estación es muy confiable en sus registros (Ver Figura. Nº 5.2)

- 24 -

ANALISIS DE CONSISTENCIA GRUPO III

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

ESTACIÓN BASICA TODOS SANTOS

ES

TAC

IÓN

CO

MP

AR

AD

A

TODOS SANTOS -HUACHACALLA R^2=0,9851 TODOS SANTOS -COSAPA R^2=0,9796

TODOS SANTOS- SANJAM R^2=0,9602 TODOS SANTOS -COIPASA R^2=0,9913

TODOS SNATOS -TURCO R^2=0,9886


Figura Nº 5.2: GRÁFICA DE LA CURVA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE TODOS SANTOS CON EL GRUPO III, Y RELACIÓN CON EL GRUPO IV (COIPASA) Y GRUPO II (TURCO)

Para su verificación fue necesario realizar el análisis T-Student, cuyos resultados afirmaron que ambas estaciones son consistentes.

Cuadro Nº 5.2: RESULTADOS DEL T-STUDENT PARA LAS ESTACIONES DE ORURO Y TODOS SANTOS

ORURO

Valor crítico de "t" se obtiene de la tabla "T de Student" Z= 1.699 tc= 0.8

F(Z)= 0.950 = tt

Comparando el tc con el tt, se tiene Como Tc<tt, entonces 0.8<0.95

X1=X2 estadísticamente no requiere realizar proceso de corrección

TODOS SANTOS

Valor crítico de "t" se obtiene de la tabla "T de Student" Z= 1.771 tc= 0.2

F(Z)= 0.950 = tt

Comparando el tc con el tt, se tiene Como Tc<tt, entonces 0.2<0.95

X1=X2 estadísticamente no requiere realizar proceso de corrección

- 25 -

5.3. Determinación de precipitaciones anuales y medias anuales

Después de efectuar las correcciones de las precipitaciones anuales, mediante el método de Dobles Acumuladas, los resultados fueron agrupados en la tabla del ANEXO Nº 1, “Resumen de las precipitaciones a nivel anual del departamento de Oruro”, en la tabla de éste Anexo se pueden observar las precipitaciones promedio de cada estación, para el periodo de los años 1976-2006, y las precipitaciones promedios de cada año para Oruro. Los resultados de ésta tabla, se utilizaron regionalizar la lluvia, a partir del cual existen conclusiones importantes respecto a los indicadores de pluviosidad. En el Cuadro Nº 5.3, se puede observar los resultados de las precipitaciones promedio anuales para cada estación, para el periodo 1976-2006, después de efectuar las correcciones.

Cuadro Nº 5.2: RESUMEN DE LAS PRECIPITACIONES PROMEDIO ANUALES DE CADA ESTACIÓN

Estación Long.W Lat. S Elev. P anual prom.

ORURO 67º04'41,6" 17º58'17,2" 3702 msnm 404.6

CHUQUIÑA 67º27'50,8" 17º47'13" 3726 msnm 323.3

CONDORIRI 67º14'11,6" 17º32'24,6" 3865 msnm 408.1

PAZÑA 66º55'47,9" 18º35'58" 3708 msnm 384.9

SALINAS 67º40'02" 19º38'50,4" 3718 msnm 284.3

TACAGUA 66º44' 18º49' 3740 msnm 351.6

COIPASA 68º16' 19º16' 3680 msnm 230.0

SAJAMA 68º59' 18º08' 4220 msnm 333.0

T.SANTOS 68º42'55" 19º00'28" 3805 msnm 247.2

TURCO 68º10'15,7" 18º10'52" 3841 msnm 416.0

CHILLCA 66º48'50" 17º50'13" 4000 msnm 395.3

HUAYLLAMARCA 67º56'16,3" 17º49'56,2" 3873 msnm 341.4

CHOQUECOTA 67º53'55,8" 18º05'48,9" 3867 msnm 452.2

HUACHACALLA. 68º15'26,3" 18º47'14,8" 3746 msnm 336.6

COSAPA 68º42'15,9" 18º10'27,8" 3906 msnm 404.2

CORQUE 67º40'42,8" 18º20'38,2" 3929 msnm 405.9

CHALLAPATA 66º46'24,6" 18º53'52,6" 3715 msnm 409.5

QUILLACAS 66º57'35,3" 19º13'49,3" 3696 msnm 398.0

S.MARTÍN 67º35'57,4" 19º16'30,6" 3712 msnm 321.6

ANDAMARCA 67º30'22,7" 18º46'19,6" 3734 msnm 422.1 Fuente: Elaboración propia

5.4 Trazado de la Isoyetas Medias Anuales Se ha preparado el mapa de las ISOYETAS MEDIAS para el departamento de Oruro, el intervalo entre Isoyetas es 10 mm. Para la interpolación las precipitaciones, fue empleando el S.I.G. ILWIS versión 3.3, utilizando el modelo de interpolación Moving Average/Linear Decrease.

- 26 -

Figura Nº 5.3: ISOYETAS DE PRECIPÌTACIONES MEDIAS DEL DEPARTAMENTO DE ORURO (1976-2006) [mm]

5.5 Series anuales para el estudio de las sequías En la Figura Nº 5.4, se pueden observar las variaciones de años secos. Se estableció que el año 1983 se presentó una sequía extrema en el departamento de Oruro.

VARIACIÓN DE S (AÑOS SECOS)

0

10

20

30

40

50

60

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

TIEMPO (AÑOS)

"S"

Figura Nº 5.4: VARIACIÓN DE VALORES “S” DE AÑOS SECOS

- 27 -

En la Figura Nº 5.5 se puede ver la variabilidad de la pluviosidad para el año más seco de la serie:

Figura Nº 5.5: ISOYETAS DEL AÑO MÁS SECO DEL DEPARTAMENTO DE ORURO (1983) [mm]

Se puede ver que la zona occidental fue la mas afectada por éste fenómeno, con precipitaciones por debajo de los 100 mm/año, que no alcanzan a la media normal de 364 mm.

5.5.1 Indicadores de Frecuencia de años secos Para conocer la frecuencia con que se presentan los años Secos se ajustó los valores de “S” a la ley de Distribución de Gumbel, cuyos resultados fueron:

- 28 -

AJUSTE A LA LEY DE DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL

0

100

200

300

400

500

600

0.0

0

0.0

5

0.1

0

0.1

5

0.2

0

0.2

5

0.3

0

0.3

5

0.4

0

0.4

5

0.5

0

0.5

5

0.6

0

0.6

5

0.7

0

0.7

5

0.8

0

0.8

5

0.9

0

0.9

5

1.0

0

F'(x)

X [

mm

]

Figura Nº 5.6: LEY DE DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL PARA AÑOS SECOS

De la gráfica podemos establecer que una sequía con características similares a la que se presentó el año 1983, con una precipitación promedio de 160 mm, es probable que pueda ser superada o igualada cada 50 años. Para mayores detalles ver ANEXO Nº 4. 5.6 Series anuales para estudio de años húmedos En la Figura Nº 5.7, se pueden ver la variación de “H” para los años húmedos.

VARIACIÓN DE "H" (AÑOS HUMEDOS)

0

10

20

30

40

50

1976

1979

1982

1985

1988

1991

1994

1997

2000

2003

2006

TIEMPO (AÑOS)

"H"

. Figura Nº 5.7: VARIACIÓN DE “H” PARA AÑOS HÚMEDOS

Se pudo ver que los años 1984-1985, se presentaron dos años húmedos en el departamento. La Figura Nº 5.8 y 5.9, muestra la variación de la pluviosidad en los años húmedos (1984-1985)

- 29 -

Figura Nº 5.8: ISOYETAS AñO HÚMEDO 1984 PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO [mm]

Donde se puede ver que las precipitaciones sobrepasaron las normales, por encima de los 700 mm. Asimismo que las provincias más afectadas por éste fenómeno fueron Nor Carangas y San Pedro de Totora (Zona Nor Occidental del mapa).

- 30 -

Figura Nº 5.9: ISOYETAS AñO HÚMEDO 1985 PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO [mm]

Se puede evidenciar que en ambos años que las provincias de Nor Carangas y San Pedro de Totora (Zona Nor Occidental del mapa), fueron las más afectadas por inundaciones.

5.6.1 Indicadores de Frecuencia de años húmedos Para conocer la frecuencia con que se presentan los años Húmedos se ajustó los valores de “H” a la ley de Distribución de Gumbel, cuyos resultados se encuentran a continuación:

- 31 -

AJUSTE A LA LEY DE DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL

0

500

1000

1500

0.0

0

0.0

5

0.1

0

0.1

5

0.2

0

0.2

5

0.3

0

0.3

5

0.4

0

0.4

5

0.5

0

0.5

5

0.6

0

0.6

5

0.7

0

0.7

5

0.8

0

0.8

5

0.9

0

0.9

5

1.0

0

F'(x)

X [

mm

]

Figura Nº 5.10: AJUSTE MEDIANTE LA DISTRIBUCIÓN GUMBEL APLICADO A AÑOS HÚMEDOS

Para ver mas detalles ver ANEXO Nº 5.

5.7 Estudio de las variaciones de las intensidades máximas

En el Cuadro Nº 5.4 se muestra el resumen de las precipitaciones máximas para 24 horas.

Cuadro Nº 5.3: PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS PARA T=2, 5, 10, 25, 50, 100 y 500 AÑOS

ESTACION Elev. X Y T(años)

2 5 10 25 50 100 500

HUACHACALLA 3746 msnm 578268.976 7922527.702 25.93 44.90 57.47 73.34 85.11 96.80 123.81

ANDAMARCA 3734 msnm 657438.193 7923727.129 33.08 44.78 52.52 62.31 69.57 76.78 93.43

CHUQUIÑA 3726 msnm 662803.328 8032719.148 24.79 33.99 40.08 47.78 53.49 59.16 72.25

TODO SANTOS 3805 msnm 529965.688 7898287.704 23.28 32.13 37.98 45.39 50.88 56.33 68.92

SALINAS 3718 msnm 639733.194 7826997.509 35.19 81.58 112.29 151.09 179.88 208.45 274.48

SAN MARTIN 3712 msnm 647193.384 7868131.489 29.43 42.12 50.53 61.15 69.03 76.86 94.93

CONDORIRI 3865 msnm 687185.067 8059819.106 29.11 45.53 56.41 70.14 80.34 90.45 113.83

CHOQUECOTA 3867 msnm 616514.371 7998744.101 39.98 66.05 83.31 105.12 121.29 137.35 174.46

HUAYLLAMARCA 3873 msnm 612551.898 8028050.936 28.26 44.26 54.86 68.24 78.18 88.03 110.81

TURCO 3841 msnm 587669.629 7989578.942 23.34 38.64 48.77 61.57 71.06 80.48 102.26

EUCALIPTUS 3728 msnm 657480.656 8064518.012 36.48 59.08 74.04 92.94 106.96 120.88 153.04

COSAPA 3906 msnm 531260.437 7990495.424 32.62 65.22 86.80 114.07 134.30 154.38 200.78

ORURO 3702 msnm 703508.257 8011920.4 26.90 38.28 45.82 55.34 62.41 69.42 85.62

CORQUE 3929 manm 639627.855 7971254.289 50.00 72.61 87.57 106.48 120.51 134.43 166.60

PAZÑA 3708 msnm 718424.318 7942233.313 30.67 39.87 45.96 53.65 59.36 65.03 78.12

QUILLACAS 3696 msnm 714468.759 7872425.247 26.87 34.33 39.27 45.51 50.13 54.73 65.35

UCUMASI 3764 msnm 665925.898 7884165.579 29.97 48.64 61.01 76.63 88.22 99.72 126.31

CHALLAPATA 3715 msnm 734528.34 7908988.292 30.05 35.88 39.75 44.63 48.25 51.84 60.15

CHILLCA 4000 msnm 731685.195 8026499.799 23.88 28.70 31.90 35.93 38.93 41.90 48.77

- 32 -

5.7.1 Trazado de las isomáximas

Las Isomáximas se constituyen en un importante indicador de pluviosidad, y por tanto de las crecidas máximas extraordinarias. A continuación se muestran los mapas de las Isomáximas para diferentes periodos de retorno:

Figura Nº 5.11: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=2 AÑOS [mm]

- 33 -



- 34 -



- 35 -


Los resultados obtenidos muestran que las zonas que dan origen a las crecidas máximas extraordinarias se encuentran en las zonas Nor occidental y sur, abarcando las provincias de San pedro de Totora, Sajama y parte de la provincia de Ladislao Cabrera. VI. Conclusiones La distribución de las estaciones de registro de precipitaciones del Dpto de

Oruro, fueron suficientes para la identificación de tres zonas hidrológicas concretas, con rangos definidos en la variación de las precipitaciones de: 270-350 mm (Zona Sur y Occidente); 350-390 mm (Zona Central) y 380-400 mm (Zona Oriental).

Fue necesario recurrir al método de correlación múltiple para rellenar los datos

de las lluvias de los meses que no cuentan con registros, debido a las lagunas en algunas estaciones, sin embargo se pudo constatar que no es posible en todos los casos, el rellenado de datos a nivel mensual ya que reduce la confiabilidad de los resultados. Por tanto en este trabajo se realizó

- 36 -

excepcionalmente en las estaciones de Huachacalla, Salinas, San Martín y Quillacas, en cuyos registros sólo existían uno (1) y hasta dos (2) meses faltantes para completar la precipitación total del año.

Se determinó que el año de mayor sequía en el departamento de Oruro,

corresponde al año 1983 con una precipitación promedio de 154.5 [mm/año. Asimismo se presentaron sequías prolongadas en los periodos de los años 1989-1992, 1998 y los años 2003-2004.

No se cuenta con un registro que nos indique, la frecuencia de sequías en el departamento de Oruro, pero sin embargo se tienen referencias de que durante los años 1982/1983, hubieron sequias en el altiplano, tal como indican los antecedentes. Asimismo los años 1988/1989 y 1997/1998, el dpto. de Oruro, fue afectado por sequias debido a bajas precipitaciones lo que valida los resultados obtenidos en el presente trabajo.

En cuanto a los años húmedos, se tiene referencias que los años 1984/1985

fueron años con precipitación promedio de 580-600 mm/año, que sobrepasan las precipitaciones medias anuales de 364 mm/año. Se pudo observar en los resultados que después de un año seco viene casi siempre un año húmedo.

De los resultados de las Isomáximas, se concluye que en las provincias

Sajama y Ladislao Cabrera (Occidente del Dpto. de Oruro), se presentan mayores precipitaciones máximas extraordinarias comparada con otras zonas. Cabe hacer notar que estas provincias son de menor precipitación media anual (270 a 350 mm/año).

VII. Recomendaciones Existe en el momento la tendencia de instalar Estaciones Automáticas y

Satelitales, si bien ésta representa el uso de la tecnología de punta, se recomienda que paralelamente a éstas Estaciones deben existir necesariamente una Estación Climatológica Ordinaria ó Convencional a fin de evitar que las interrupciones en el registro afecten la continuidad de los datos, esto debido que las Estaciones Automáticas y Satelitales al ser equipos electrónicos sufren interrupciones por falta de energía o deterioro de alguno de sus elementos electrónicos.

Para que los registros y los reportes sean confiables, se considera muy

importante que los observadores al menos en las 22 Estaciones reportadas por el SENAMHI, puedan trabajar a tiempo completo con una razonable remuneración.

En lo que respecta al procesamiento de datos, se debe tener mucho cuidado

en el empleo de la correlación múltiple en el rellenado de datos. A pesar de ser una poderosa arma matemática, su empleo debe ser confiada a los

- 37 -

entendidos en la hidrología, dado que pueden cometerse grandes equivocaciones en el rellenado de datos.

VIII. Referencias bibliográficas

1. Benítez, Alberto, “Captación de aguas subterráneas” 1963, Editorial DOSSALT S.A., Madrid-España

2. 8. Flores, Rocha Egberto, “Estudio Hidrológico Cuenca del río Urmiri-

Pazña”, 1990, Mayo, Corporación de Desarrollo de Oruro-Proyecto BOL- 86/023.

3. Heras, Rafael, “Hidrología y Recursos Hidráulicos” 1973, Ministerio de Obras Públicas de Madrid –España

4. Linsley-Kohler-Paulus, “Hidrología para Ingenieros” 1977, Julio, McGraw Hill

Inc., USA., impreso en Colombia

5. Máximo Villón Béjar, “Hidrología Estadística”, 2002, Enero, Lima-Perú

6. Máximo Villón Béjar, “Hidrología Aplicada”, 2001, Enero, Lima-Perú

7. Montes de Oca I, “Geografía y Recursos Naturales de Bolivia”, 1997, La Paz, Bolivia

8. Spiegel, Murria R., “Estadística”, 1979, McGraw – Hill Boock, company Inc.

USA, impreso en México.

9. Ven Te Chow-Maidment, David R.- Mays, Larry W., “Hidrología Aplicada” 1994, McGraw-Hill Interamericana S.A., Santa Fé de Bogotá Colombia

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TABLA DE CONTENIDOS I. Introducción .................................................................................................................. 1

1.1 Antecedentes ................................................................................................................ 2 1.2 Justificación .................................................................................................................. 2 1.3 Planteamiento del problema de investigación ............................................................... 3

II. Objetivos ....................................................................................................................... 3

2.1 Objetivo General ........................................................................................................... 3 2.2 Objetivos específicos .................................................................................................... 3

III. Marco Teórico ............................................................................................................ 4

3.1 Generalidades ............................................................................................................... 4 3.2 Conceptos de hidrología y recursos hidráulicos ............................................................ 4 3.3 Estadística aplicada a la Hidrología .............................................................................. 4

3.3.1 Leyes de distribución .............................................................................................. 4 3.3.2 Aplicación de la ley de distribución de Gumbel ....................................................... 5

3.4. Corrección de series de precipitaciones mediante el método de dobles acumuladas ... 5 3.4.1 Uso del método de dobles acumuladas en series pluviométricas ........................... 6

3.5 Definición de sequías .................................................................................................... 7 3.6 Definición de años húmedos ......................................................................................... 8 3.7 Precipitación media ....................................................................................................... 8

3.7.1 Formas de Precipitación ......................................................................................... 8 3.7.2 Medición de la precipitación ................................................................................... 9

3.8 Series hidrológicas ........................................................................................................ 9 IV. Marco metodológico ................................................................................................. 9

4.1 Tipo de investigación .................................................................................................... 9 4.2 Enfoque metodológico de la investigación .................................................................. 10 4.3 Fuente de la información ............................................................................................. 12 4.4 Variables ..................................................................................................................... 12 4.5 Análisis de la información ............................................................................................ 13

4.5.1 Generalidades ...................................................................................................... 13 4.5.2 Descripción del área de Estudio ........................................................................... 13 4.5.3 Distribución de las Estaciones Hidrometeorológicas ............................................ 13 4.5.4 Registro de la información generada por SENAMHI ............................................. 15 4.5.5 Consistencia interna de los datos ......................................................................... 17 4.5.6 Corrección de las series de Precipitaciones ......................................................... 18 4.5.7 Estudio del comportamiento de años Secos ......................................................... 20 4.5.8 Estudio del comportamiento de años Húmedos ................................................... 21 4.5.9 Determinación de Isomáximas ............................................................................. 21 4.5.10 Trazado de las Isoyetas e Isomáximas ............................................................... 21

V. Resultados y discusión .............................................................................................. 21

- 39 -

5.1. Generalidades ............................................................................................................ 21 5.2. Análisis de Consistencia ............................................................................................ 21 5.3. Determinación de precipitaciones anuales y medias anuales ..................................... 25 5.4 Trazado de la Isoyetas Medias Anuales ...................................................................... 25 5.5 Series anuales para el estudio de las sequías ............................................................ 26

5.5.1 Indicadores de Frecuencia de años secos ........................................................... 27 5.6 Series anuales para estudio de años húmedos ........................................................... 28

5.6.1 Indicadores de Frecuencia de años húmedos ...................................................... 30 5.7 Estudio de las variaciones de las intensidades máximas ........................................... 31

5.7.1 Trazado de las isomáximas .................................................................................. 32 VI. Conclusiones ........................................................................................................... 35 VII. Recomendaciones ................................................................................................... 36 VIII. Referencias bibliográficas ...................................................................................... 37

IX. ANEXOS

LISTA DE FIGURAS

Figura Nº 4.1: UBICACIÓN DEL DEPARTAMENTO DE ORURO ........................................ 13 Figura Nº 4.2: UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LAS ESTACIONES HIDROMETEOROLÓGICAS DEL DPTO. DE ORURO ......................................................... 14 Figura Nº 4.3: REGISTRO DE INFORMACIÓN CON LOS QUE CUENTA ORURO ............ 16 Figura Nº 4.4: CONFORMACIÓN DE GRUPOS AFINES DE LAS ESTACIONES DE ORURO ............................................................................................................................................. 17 Figura Nº 4.5: UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y ELEVACIÓN DE LAS ESTACIONES ............ 18 Figura Nº 4.6: UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y SEPARACIÓN ENTRE ESTACIONES ......... 19 Figura Nº 4.7: RECTA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE HUAYLLAMARCA COMPARADA CON CHUQUIÑA ............................................................ 20 Figura Nº 4.8: RECTA DE CORRELACIÓN LINEAL DE LA ESTACIÓN DE HUAYLLAMARCA COMPARADA CON CHUQUIÑA ............................................................ 20 Figura Nº 5.1: GRÁFICA DE LA CURVA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE ORURO CON EL GRUPO I Y RELACIÓN CON LOS GRUPOS II (HUAYLLAMARCA, CHOQUECOTA Y CORQUE) Y V (PAZÑA) ......................................................................... 23 Figura Nº 5.2: GRÁFICA DE LA CURVA DE DOBLES ACUMULADAS DE LA ESTACIÓN DE TODOS SANTOS CON EL GRUPO III, Y RELACIÓN CON EL GRUPO IV (COIPASA) Y GRUPO II (TURCO).............................................................................................................. 24 Figura Nº 5.3: ISOYETAS DE PRECIPÌTACIONES MEDIAS DEL DEPARTAMENTO DE ORURO (1976-2006) [mm] ................................................................................................... 26 Figura Nº 5.4: VARIACIÓN DE VALORES “S” DE AÑOS SECOS ....................................... 26 Figura Nº 5.5: ISOYETAS DEL AÑO MÁS SECO DEL DEPARTAMENTO DE ORURO (1983) [mm] ......................................................................................................................... 27 Figura Nº 5.6: LEY DE DISTRIBUCIÓN DE GUMBEL PARA AÑOS SECOS ...................... 28 Figura Nº 5.7: VARIACIÓN DE “H” PARA AÑOS HÚMEDOS .............................................. 28 Figura Nº 5.8: ISOYETAS AÑO HÚMEDO 1984 PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO [mm] ..................................................................................................................................... 29 Figura Nº 5.9: ISOYETAS AÑO HÚMEDO 1985 PARA EL DEPARTAMENTO DE ORURO [mm] ..................................................................................................................................... 30

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Figura Nº 5.10: AJUSTE MEDIANTE LA DISTRIBUCIÓN GUMBEL APLICADO A AÑOS HÚMEDOS ........................................................................................................................... 31 Figura Nº 5.11: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=2 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 32 Figura Nº 5.12: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=5 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 33 Figura Nº 5.13: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=10 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 33 Figura Nº 5.14: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=25 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 34 Figura Nº 5.15: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=50 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 35 Figura Nº 5.16: ISOMÁXIMAS DE PRECIPITACIONES MÁXIMAS EN 24 HR PARA T=100 AÑOS [mm] .......................................................................................................................... 36

LISTA DE CUADROS CUADRO Nº 4.1: ENFOQUE METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN.......................... 10 CUADRO Nº 4.2: DESCRIPCIÓN DE VARIABLES .............................................................. 12 CUADRO Nº 4.3: DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO ................................................................................................................................ 15 CUADRO Nº 4.4: REGISTRO DE INFORMACIÓN DE CADA ESTACIÓN EN EL DPTO. DE ORURO ................................................................................................................................ 16 CUADRO Nº 5.1: RESUMEN DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS EN EL DPTO. DE ORURO ............................................................................................................................................. 22 CUADRO Nº 5.2: RESUMEN DE ESTACIONES HOMOGÉNEAS EN EL DPTO. DE ORURO ............................................................................................................................................. 24 CUADRO Nº 5.3: RESUMEN DE LAS PRECIPITACIONES PROMEDIO ANUALES DE CADA ESTACIÓN ................................................................................................................ 25 CUADRO Nº 5.4: PRECIPITACIONES MÁXIMAS DIARIAS PARA T=2, 5, 10, 25, 50, 100 y 500 AÑOS ........................................................................................................................... 31

LISTA DE ABREVIACIONES

AASANA Administración Autónoma para Servicios de Aeropuertarios y Navegación

AT Estación Automática AF Estación de Aforo COORDEOR Corporación Desarrollo de Oruro CO Estación Climatológica Ordinaria EMAS Estación Meteorológica automática Satelital LM Estación Limnimétrica P Pluviométrica SENAMHI Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SENADECI Servicio Nacional de Defensa Civil

asignación final individual

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