perfil embalse chillan_2012

Comisión Nacional de Riego División de Estudios y Desarrollo

Estudio de Perfil Proyecto “Mejoramiento del Sistema de Riego en Río Chillán, Embalse Esperanza”. 1

CCOOMMIISSIIÓÓNN NNAACCIIOONNAALL DDEE RRIIEEGGOO

ESTUDIO DE PERFIL

““CCOONNTTRRUUCCCCIIOONN EEMMBBAALLSSEE DDEE RRIIEEGGOO EENN RRÍÍOO CCHHIILLLLÁÁNN””

RREEGGIIÓÓNN DDEELL BBIIOO BBIIOO

2012



Tabla de contenido

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 3 2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ........................................................................................... 3

2.1. UBICACIÓN AREA DE ESTUDIO .................................................................................................. 4

3. DIAGNOSTICO (SITUACION ACTUAL) ................................................................................ 6 3.1. ANTECEDENTES GENERALES DEL ÁREA BENEFICIADA. ............................................................. 6

3.2. BENEFICIARIOS DEL ESTUDIO ................................................................................................... 7

3.3. DESCRIPCION DE LA SITUACION ACTUAL. ................................................................................ 8

3.4. OFERTA DE AGUA ...................................................................................................................... 9

3.5. REVISIÓN INFRAESTRCTURA DE RIEGO EXISTENTE ................................................................. 10

4. DESCRIPCION DE LA SITUACION SIN PROYECTO. .............................................................. 12 5. DESCRIPCION DE LA SITUACION CON PROYECTO. ............................................................ 13

5.1. NUEVA DEMANDA DE AGUA. ................................................................................................. 13

5.2. INFRAESTRUCTURA DE RIEGO ................................................................................................ 15

5.2.1. MEJORAMIENTO CANALES Y BOCATOMAS. ...................................................................... 16

5.2.2. CONDUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AGUAS EN CANALES ANTIGUOS, QUE PUEDEN

MEJORAR SU INFRAESTRUCTURA O UNIFICARSE. ............................................................. 17

5.2.3. EMBALSE DE REGULACIÓN ................................................................................................ 18

5.2.4. PRESUPUESTO DE OBRAS .................................................................................................. 21

5.3. ASPECTOS AGROECONOMICOS .............................................................................................. 29

6. EVALUACION ECONOMICA. .......................................................................................... 33 7. CONCLUSIONES FINALES .............................................................................................. 35



1. INTRODUCCIÓN

El presente Estudio de Perfil corresponde al análisis de la idea de proyecto para la construcción de un embalse en el Río Chillán, provincia de Ñuble. Este proyecto contempla por un lado aumentar la disponibilidad hídrica y seguridad para riego en la microcuenca del Río Chillán, mediante la regulación a través de un embalse para riego de almacenamiento superficial y/o acumulación subterránea complementaria y sus obras anexas, además el mejoramiento de la red de canales matrices y sus derivados cuando corresponda. Para este análisis a nivel de perfil se deberán estimar las demandas hídricas asociadas a la explotación agropecuaria además de la oferta hídrica disponible en la microcuenca del Río Chillán, de tal manera de establecer los flujos agroeconómicos que indiquen la rentabilidad teórica a nivel conceptual, en los términos y requisitos establecidos para esta etapa del proyecto.

En la posterior etapa de Prefactibilidad se deberá incorporar el concepto de multipropósito para la obra de embalse que considera principalmente los requerimientos para el uso agrícola y la implementación de la Hidrogeneración eléctrica asociada al proyecto de riego, además de otros usos como Agua Potable, demanda del Sector Minero, demanda para uso industrial, Turismo, entre otros. Adicionalmente se deberá evaluar la interacción de la utilización del recurso hídrico superficial con la disponibilidad hídrica subterránea, las posibilidades de eventuales recargas artificiales de los acuíferos existentes y el uso-conjunto de las aguas superficiales y subterráneas. Asimismo, se analizará las alternativas de aprovechamientos hidroeléctricos que presente el proyecto.

El Río Chillán, tiene su área de influencia de riego en la Octava Región del Biobío, Provincia de Ñuble y en el uso de sus aguas, involucra principalmente a las comunas de Pinto y Coihueco, y en menor grado a Chillán, y Chillán Viejo, abarcando una superficie actualmente regada cercana a 3.110 hectáreas con alta seguridad, utilizando los recursos permanentes del rio Chillan correspondientes a los Derechos de Aprovechamientos de Agua de los propios regantes, recurso que de ser regulado y distribuido con alta eficiencia podría llegar a bastecer unas 8.788 ha adicionales con una seguridad del 85%.

Para efectos del dimensionamiento de la obra de acumulación se han considerado principalmente los Derechos de Aprovechamientos de Agua de los regantes del Río Chillán, que en total equivale a unas 1112,87 acciones repartidas alícuotamente a aproximadamente 2000 usuarios, a partir de la disponibilidad y caudales presentes en el Río, para diferentes años hidrológicos. Cabe mencionar que existen derechos asignados a la DOH que son captados aguas abajo de la zona propuesta para la ubicación del embalse, sin embargo y para efectos del dimensionamiento del muro de embalse se han considerado solo los derechos de los regantes.

2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

El desarrollo del regadío del valle del Río Chillán actualmente presenta notorias deficiencias producidas por una baja seguridad en la disponibilidad hídrica que afecta directamente el desarrollo agrícola de unas 8.788 ha de secano pertenecientes principalmente a las comunas de Pinto y Coihueco, además de la parte alta de la comuna de Chillán, superficie que en escenarios de mayor seguridad hídrica podría usarse para incorporar cultivos permanentes de mayor rentabilidad. En años normales a secos los caudales medios son cercanos a los 5 m3/s lo que permite regar hasta 3.110 ha con seguridad del 85%, situación que limita el desarrollo de cultivos multianuales y rentables. Los recursos hídricos existentes en



el valle que provienen principalmente de la pluviometría y acumulación nival, no están mayormente regulados, alcanzando caudales de hasta los 25 m3/s en los períodos y meses más lluvioso, según se indica en la estadística fluviométrica proporcionada por la DGA (ver Anexo A).

Sumado a lo anterior, se debe considerar que la actual condición de los canales mayormente de tierra y la extensa longitud de la red existente de unos 474 km aproximadamente en su totalidad (ver Anexo B), no reúnen las necesarias características hidráulicas para un uso eficiente de la conducción y distribución del recurso.

Esta situación ha impedido, que el Valle del Río Chillán, no desarrolle todo su potencial productivo, por tanto es de necesidad prioritaria construir obras de riego, que a lo menos contemple obra de regulación que de seguridad de riego; como también un mejoramiento tanto de la infraestructura de bocatomas (individuales o unificaciones), canales (de conducción y distribución) desde el embalse a los predios, secciones de control y aforos, sistemas de riego, que permitan aumentar la eficiencia de riego; considerando todos los aspectos legales de la propiedad y organización con respecto al uso de agua que permitan potenciar el recurso y aumentar el potencial agro-económico de la zona.

Por todo lo anterior, el problema queda entonces definido como “Carencia de seguridad de riego y deficiencia en la disponibilidad de agua de riego para los productores silvoagropecuario del Valle del Río Chillan de la Región del Bíobío”.

2.1. UBICACIÓN AREA DE ESTUDIO

El área de estudio comprende la microcuenca hidrográfica del Río Chillan inserta en la subcuenca de Ñuble bajo, en la gran unidad hidrográfica del Río Itata, en la provincia de Nuble, VIII Región de Chile central y comprende principalmente las comunas de Pinto y Coihueco, y en menor medida las Comunas de Chillán y Chillán viejo . El Río Chillán se extiende desde los Nevados de Chillan, hasta el Valle Central, entre los 3.200 y los 55 msnm, con una longitud aproximada de 105km, desemboca sus aguas al Río Nuble.

Imagen 1 Ubicación General Zona de Estudio

Fuente: Extraído de informe entregado por la JVRCH.



La zona propuesta para ubicar el embalse se localiza aproximadamente a 40 km hacia el sureste de la ciudad de Chillán, en la localidad de Esperanza. Para apreciar mejor la ubicación de la zona de influencia que tendría el embalse proyectado en Río Chillán, se entrega la siguiente imagen, a través de la cual se puede diferenciar claramente que este proyecto, desde el punto de vista estratégico para la región, se complementa con los proyectos de embalses: Punilla y Lonquén.

Imagen 2 Áreas de Influencia de Proyectos en la Zona.

Fuente: elaboración propia.

Con relación a la zona del Río Chillan, se puede señalar que los terrenos agrícolas fluctúan entre tierras de secano y bajo riego, además la falta de regulación de los recursos hídricos y las grandes pérdidas de agua en la red de canales afectan fuertemente el desarrollo agropecuario del valle. Los productores se tienen que adecuar a las condiciones hidrológicas de cada año y no pueden aprovechar los periodos de abundancia del recurso.

Área de influencia Embalse en Río Chillán (Esperanza)

Área de influencia Embalse Punilla

Área de influencia Embalse Lonquén



3. DIAGNOSTICO DE SITUACION ACTUAL

3.1. ANTECEDENTES GENERALES DEL ÁREA BENEFICIADA.

La parte superior de la microcuenca del Río Chillán se localiza dentro de la cordillera de los Andes con una cobertura característica de hielo y nieve, bosque nativo y escasas plantaciones forestales, que se extiende hasta el sector de Esperanza, a 570 m de altitud, donde el Río se estrecha y da inicio a la parte de menor pendiente. Las partes media y baja están localizadas en el valle central donde predomina la actividad agrícola (remolacha, trigo, cereales, viñedos y frutales) y las actividades forestales. El clima es mediterráneo, con un periodo estival de casi cinco meses de duración (noviembre-marzo). La parte media y baja de la cuenca presenta temperaturas máximas medias de 28 °C durante el mes de enero, siendo este el mes más cálido. La temperatura mínima media es en julio de. 3,5 °C. Durante el periodo invernal (junio-agosto) se concentran más del 50 % de las precipitaciones, con un promedio de 1.025 mm por año. El Río Chillan en períodos de intensa pluviometría presenta caudales promedios del orden de 20 a 25 m3/s, sin embargo, existen fuertes variaciones y puede llegar a valores inferiores a 3 m3/s (ver Anexo A), durante la época estival. Estas mínimas de caudal no es una condición natural, puesto que ocurren principalmente por la extracción del agua para fines de riego y secundariamente, para provisión de agua potable (Debéis et al. 2005). Estos mismos autores señalan que sobre el seguimiento anual de 10 variables físico-químicas, es posible definir que las aguas del Río Chillan son de buena calidad, a excepción de las estaciones aguas abajo, que reciben el impacto de las aglomeraciones urbanas.

Dentro de la cuenca del Río Chillan, existen 22.250 ha aproximadamente con potencial agrícola, y que en cierta medida son explotadas por la industria forestal, agropecuaria, entre otras, con la distribución por comuna como se indica en la tabla 1.

Tabla 1 Superficie en el área de riego del Río Chillan.

Total explotaciones Explotaciones Superficie

con tierra informantes Regada total

Número Superficie (ha) Número Superficie (ha) (ha)

Total país 275.908 30.424.040 119.281 8.528.978 1.093.993

Provincia Ñuble 29.701 765.296 11.050 310.471 87.377

Comuna Chillán 1.889 31.981 618 17.199 6.450

Comuna Coihueco 2.479 84.832 1.602 40.811 13.471

Comuna Chillán Viejo 499 17.196 104 4.179 687

Comuna Pinto 1.196 41.256 328 6.322 1.641

Totales 6.063 175.266 2.652 68.511 22.249

Fuente: CENSO Agropecuario, 2007.



Actualmente, la superficie regada con alta seguridad, y que se abastece con los recursos hídricos del Río Chillán y esteros no regulados, corresponde a unas 3.110 ha principalmente ubicadas en las comunas de Pinto y Coihueco, y en menor grado la comuna de Chillán, de acuerdo a la distribución predial indicada en tabla 2. El agua utilizada para la agricultura corresponde específicamente a derechos consuntivos permanentes y que son de propiedad de la Junta de Vigilancia y regantes del Río Chillán.

Esta superficie se distribuye en los diferentes estratos prediales como se aprecia en la tabla siguiente. A nivel de perfil se ha estimado que a través de un embalse que pudiera acumular 137 Hm3 se podrían incorporar al riego unas 8.788 ha con seguridad del 85%.

Tabla 2 Distribución de los agricultores con riego actual en la zona de estudio.

SUPERFICIE TOTAL N° EXPLOTACIONES

Menos de 1 Há 19,86 641

De 1 a menos de 5 Há 141,74 1055

De 5 a menos de 10 Há 158,51 388

De 10 a menos de 20 Há 260,48 313

De 20 a menos de 50 Há 560,81 317

De 50 a menos de 100 Há 1.968,61 245

total 3.110,00 2959

Fuente censo agropecuario 2007.

3.2. BENEFICIARIOS DEL ESTUDIO

El número de beneficiarios directos del estudio se estima en unos 2000 usuarios que en conjunto poseen un total de 1112,87 acciones de agua, valor que se deberá validar en la próxima etapa del proyecto. La mayor cantidad de estos agricultores poseen explotaciones agrícolas en la comuna de Pinto y de Coihueco, y en menor medida en las comunas de Chillán y Chillán viejo. La distribución de habitantes por comuna, desagregada por hombres y mujeres, es la que se muestra en la siguiente tabla, y nos indica que de los 2000 usuarios existiría una equivalencia entre cantidad de beneficiarios hombres y mujeres.

Tabla 3 Distribución de la población en el área de estudio

comuna población hombres mujeres

Pinto 10.977 51% 49%

Coihueco 22.354 52% 48%

Chillan 176.709 48% 52%

Chillan Viejo 29.961 50% 50%

total 240.001 50% 50% Fuente elaboración propia en base al INE, 2011.



En cuanto a la composición de la población en término del número de personas que viven en el ambiente rural y en la ciudad, se tiene que 77% de la población vive en la ciudad y el 23% restante de la población es rural (fuente CASEN,2009). Respecto a la composición de la fuerza laboral se deduce, a partir de la encuesta CASEN 2009, que el sector silvoagropecuario representa el 6,2% de la fuerza laboral, a nivel específico los ocupados representan el 14,6% de los ocupados de la zona y no presenta desocupados ni inactivos. En cuento al nivel de pobreza en las comunas antes mencionadas se puede señalar que la zona urbana presenta menores índices de pobreza que la zona rural teniendo 17,63% y 21,74% respectivamente. 3.3. DESCRIPCION DE LA SITUACION ACTUAL.

3.3.1. DEMANDA DE AGUA

Para identificar la demanda de agua actual se ha recurrido a la literatura de evapotranspiración potencial del profesor Santibáñez U. Chile, además de la publicación “Cálculo y Cartografía de la Evapotranspiración Potencial en Chile”; CIREN-CNR 1997. Se estableció proporcionalidad de los diferentes cultivos existentes en la cuenca y posteriormente se realizó una depuración de la información del Censo Agropecuario 2007, a nivel de microdatos, para corroborar y determinar la superficie total. A partir del patrón de cultivos predominantes identificados en la zona de estudio, se establecieron las demandas hídricas por evapotranspiración de los cultivos, con lo cual se obtuvieron valores de demanda hídrica por cultivo para la superficie actualmente regada de aproximadamente 21 Hm3 aproximadamente, según se indica en tabla 4. Esta demanda correspondiente a las 3.110 ha regadas actualmente con una seguridad de hasta 85%, sin considerar las eficiencias de riego y de conducción de agua actuales, que es cubierta anualmente con los recursos permanentes del rio Chillan, correspondientes a los derechos de aprovechamiento de agua de los propios regantes.

Tabla 4 Demanda Hídrica por Especies en Situación Actual.

Fuente: Elaboración propia.



En la siguiente tabla se presentan antecedentes de la superficie regada en la cuenca y de los sistemas de riego utilizados a nivel de en el país, provincia y comunas en el área de riego del Río Chillan, según censo agropecuario.

Tabla 5 Sistemas de riego por comunas.

PAÍS, REGIÓN, PROVINCIA Y

COMUNA

Total explotaciones Explotaciones Total SISTEMA DE RIEGO

COMUNA con tierra informantes superficie

Gravitacional

Mecánico mayor

Goteo Micro aspersió

n

Total país Número Superficie (ha)

Número

Superficie (ha)

regada (ha)

(ha) Mayor (ha)

y cinta (ha)

microyet (ha)

Total país 275.908 30.424.040

119.281 8.528.978 1.093.993

25.361 247.460 209.335

38.125

PROVINCIA ÑUBLE 29.701 765.296 11.050 310.471 87.377 1.614 3.790 3.047 742

Comuna Chillán 1.889 31.981 618 17.199 6.450 27 376 292 85

Comuna Coihueco 2.479 84.832 1.602 40.811 13.471 121 714 563 151

Comuna Chillán Viejo

499 17.196 104 4.179 687 8 176 96 80

Comuna Pinto 1.196 41.256 328 6.322 1.641 52 71 71 0

Total Comunas 6.063 175.266 2.652 68.511 22.249 207 1.337 1.021 316

Fuente: censo agropecuario 2007.

3.4. OFERTA DE AGUA

Los recursos hídricos existentes en el Río Chillán provienen principalmente de la pluviometría y acumulación nival, alcanzando caudales máximos del orden de 60 m3/s en los períodos más lluviosos o niveles muy bajos de caudal del orden de los 3 m3/s en períodos de escasas lluvias, según se indica en la estadística fluviométrica de caudales medios mensuales proporcionada por la DGA en la Estación Esperanza entre los años 1939 y 19941 (ver Anexo A). A través del gráfico que se muestra a continuación, se puede apreciar que los promedios de caudales medios mensuales oscilan entre 5 m3/s hasta 28 m3/s aproximadamente, lo que indica claramente que el Río dispone de un caudal invernal, que no se está regulado, y que llega al mar en el periodo en que no se utiliza, a diferencia de los períodos más escasos donde los caudales disminuyen notoriamente.

1 La consultora deberá realizar una actualización de la información disponible.



Gráfico 1 Estadística del Río chillan promedio entre los años 1939 y 1994.

A partir del gráfico anterior se puede deducir que la mayor concentración de caudales correspondientes a los meses entre mayo y octubre se producen principalmente por la pluviometría existente en la zona, sin embargo los meses de noviembre y abril corresponderían a períodos de transición con caudales mixtos a partir de aportes nivales y pluviales, a diferencia del período entre diciembre a marzo que correspondería a caudales cuya fuente es netamente nival producto del derretimiento de las concentraciones de nieve que se acumulan mayormente en el volcán Chillán. Para determinar los niveles reales de agua que proceden de fuentes nivales es necesario poseer estadísticas reales y actualizadas de niveles de acumulación, además de la utilización de modelos nivo-pluviales que permitan determinan una escorrentía asociada en el tiempo, metodología que necesariamente podría desarrollarse en la posterior etapa de prefactibilidad de esta iniciativa.

3.5. REVISIÓN INFRAESTRCTURA DE RIEGO EXISTENTE

La actual infraestructura de riego existente en la zona de proyecto es de antigua data, encontrándose un número importante de bocatomas en mal estado y otras ubicadas a una cota muy elevada respecto de los niveles normales de agua en el rio, lo que provoca problemas de captación del agua. El sistema de canales de riego existentes en la zona corresponde a una extensa red de conducción totalizando unos 474 km de recorrido para canales matrices, según se indica en Anexo B. Junto a lo anterior en Anexo C se incluye el Diagrama Unifilar con el detalle de la red hídrica del valle del Rio Chillán.

Existen tramos de Río en que el agua deja de escurrir y desaparece, para posteriormente reaparecer en menor cantidad aguas abajo del problema, por lo que se presume habría una conexión directa entre el escurrimiento superficial y el acuífero existente bajo la caja del rio, situación que se deberá estudiar y analizar para plantear las soluciones técnicas.

Caudal

m3/s



Imagen 3 y 4 Situación actual de Bocatoma y Canales de Riego


PÉRDIDAS DE CONDUCCIÓN DE AGUA EN CANALES

Según datos entregados por la Junta de Vigilancia del rio Chillán y contenidos en Anexo B, en la zona agrícola de influencia del Río Chillán existen unos 52 canales de riego de los cuales en la actualidad se trabaja solo con 41 de estos, que en su totalidad suman unos 474 km de recorrido para canales matrices y de 664 km incluyendo a los derivados y subderivados. Prácticamente la totalidad de los canales se encuentran en condición natural de tierra, lo que conlleva a niveles altos de permeabilidad y perdidas en la conducción de agua.

A partir de un cálculo realizado a nivel de perfil, utilizando la metodología de Moritz, se estimaron niveles de pérdidas de caudal tanto para una longitud promedio de canales matrices como también para el canal matriz que presenta la mayor longitud en recorrido de la red, según se indica a continuación:

CASO I: Considerando una longitud de recorrido promedio para canales matrices, se obtuvo:

CASO II: Considerando unos de los canales matrices que presentan unas de las mayores longitudes en su recorrido, se obtuvo:



En donde;

Los niveles de pérdidas por kilometro son similares en ambos casos sin embargo las pérdidas en la totalidad del recorrido de un canal matriz promedio alcanzaría un 40% del caudal total conducido y más acentuadamente para un canal con una longitud de unos 25 km, las pérdidas serian prácticamente el 100% del caudal captado, en la situación que no existan saques de agua en su recorrido.

En la actual dotación de canales, se requiere una revisión de su trazado y sección, además de estudios de suelo, trazado, adecuaciones de secciones en Río y canales, analizar deficiencias y proponer eventuales mejoramientos de algunos tramos de estos canales.

BOCATOMAS DE CANALES DEFICIENTES O NULAS

La actual dotación de bocatomas en el Río Chillán ha disminuido con el tiempo debido a que, algunas de etas han ido perdido su real función y operatividad producto de descensos en los niveles normales del agua en el Rio lo que ha producido que algunas bocatomas queden colgadas sin poder captar eficientemente la dotación de agua que les corresponde. Esta problemática se debe principalmente a excesivas y no regulada extracciones de áridos en el lecho del Río lo que ha producido los desniveles entre bocatomas y agua, sumado a lo anterior existen tramos del Río en donde ocurre una interacción directa entre el escurrimiento superficial y el acuífero existente bajo la caja del Río, lo que afecta anualmente la captación del agua por los diferentes canales que la usan.

4. DESCRIPCION DE LA SITUACION SIN PROYECTO.

Por definición, esta situación se construye en base a una optimización de la situación actual, lo que involucra dos aspectos aumento de la eficiencia y cambio productivo. Lo anterior se realiza por medio de programa en riego y servicio de asistencia técnica, con el propósito de implementar sistemas de tecnificación para lograr mayor eficiencia en el riego, gestiones que son apoyadas por diferentes instituciones del estado como son CNR, INDAP, CORFO, entre otras.



En el territorio actualmente se riegan 3.110 ha con un 85% de seguridad de riego, condiciones optimas de producción que se mantendrán en la situación con proyecto. Por ello los flujos agroeconómicos son iguales que los presentados posteriormente en la situación con proyecto.

Por lo anterior se concluye que esta superficie no genera nuevos beneficios para el proyecto.

Adicionalmente existen 8.788 ha de secano en la envolvente del proyecto que actualmente no producen beneficio para la zona, las cuales en situación con proyecto serán incorporadas al riego con seguridad del 85%.

5. DESCRIPCION DE LA SITUACION CON PROYECTO.

Principalmente en esta etapa se consulta el dimensionamiento un embalse de regulación estacional de unos 137 Hm3 emplazado en el Río Chillán aguas arriba del pueblo de Pinto en el sector de Esperanza, volumen calculado en base a la estadística fluviométrica entregada por la DGA (Anexo A) y de la máxima capacidad de acumulación del valle, según análisis en Google Earth PRO, antecedentes que fueron implementados en un Modelo Hidrológico de simulación (ver planilla en carpeta digital de la iniciativa), el cual ha concluido que para una acumulación de 137 Hm3 se podrían incorporar al riego unas 8.788 ha con seguridad del 85%. Junto a lo anterior, se consulta el mejoramiento de la red de canales matrices equivalente a unos 160 km aproximadamente, que involucra tramos críticos en canales matrices y unificaciones de bocatomas.

5.1. NUEVA DEMANDA DE AGUA.

El cálculo de la demanda de agua con proyecto se realizó en base a un aumento de la superficie regada a partir de una nueva distribución para el mismo patrón de cultivos existente en la zona de estudio, totalizando una superficie de unos 8.788 ha que serian regadas con una seguridad del 85%, a través de la construcción de n embalse en cabecera del Río Chillán, y principalmente con los derechos de agua de los propios regantes del valle. Para la estimación de la demanda se consideraron coeficientes de cultivo construidos a partir de la publicación Estudio Riego y Drenaje FAO 56 “Evapotranspiración del cultivo”; guía vigente, y la precipitación obtenida del Atlas Agroclimático de Chile; U. Chile.

En la tabla que se muestra a continuación, se presenta la distribución de los diferentes rubros por estrato de productores con la demanda anual por evapotranspiración, sin considerar las eficiencias de riego y de conducción de agua actuales, equivalente a unos 77 Hm3.



Tabla 6 Demanda Hídrica por Especies en Situación Futura.

La definición de los estratos es la siguiente:

Estrato 1: productores que tienen una superficie menor a 1 hectárea, se caracterizan por destinar su producción a la subsistencia, el perfil del productor son los que atiende PRODESAL de las respectivas comunas.

Estrato 2: productores que tienen una superficie entre 1 a 5 ha, se caracteriza por tener una incipiente orientación a mercado, es decir según sus niveles de producción de cada temporada ingresan al mercado para vender los remanentes que se originan por no consumo propio.

Estrato 3: productores que tienen una superficie entre 5 a 10 ha, se caracteriza por tener una orientación al mercado.

Estrato 4 productores que tienen una superficie entre 10 a 20 ha, su orientación es al mercado local para abastecer a la comuna a la cual pertenecen principalmente.

Estrato 5 productores que tienen una superficie entre 20 a 50 ha, su orientación es al mercado nacional y tienen un mayor nivel de tecnologías.

Estrato 6: productores que tiene una superficie superior a las 50 hectáreas, con una clara orientación comercial con vista a la agroindustria y a mercados internacionales.



Tabla 7 Distribución de los rubros en hectáreas para los diferentes estratos.


5.2. INFRAESTRUCTURA DE RIEGO

A través de la junta de Vigilancia del Río Chillán se han obtenido antecedentes de utilidad para comenzar a dimensionar la infraestructura necesaria que otorgue la mejor solución para el abastecimiento del agua en forma eficiente para el área agrícola del Río Chillán. El esquema global de las obras civiles propuestas en términos generales corresponde a un embalse de regulación estacional de unos 137 Hm3 emplazado en el Río Chillán aguas arriba del pueblo de Pinto en el sector de Esperanza, además del mejoramiento de la red de canales matrices equivalente a unos 160 km aproximadamente, que involucra tramos críticos en canales matrices y unificaciones de bocatomas, con el propósito de otorgar mayor eficiencia a la captación y conducción del agua. El emplazamiento de las bocatomas y canales de riego se ubica a ambos lados del rio Chillán regando superficie tanto de la comuna de Pinto como Coihueco y en menor grado la comuna de Chillán.

En la siguiente imagen se puede apreciar una vista general de la ubicación de las bocatomas de la red de canales principales además de la zona de emplazamiento del embalse en estudio:



Imagen 5 Bocatomas de Canales en Río Chillán

Fuente: material entregado por la JVRCH.

5.2.1. Mejoramiento Canales y Bocatomas.

Actualmente los canales del sistema de riego del Río Chillán presentan las mismas características hidráulicas de cuando fueron construidos; bocatomas deterioradas y a cotas mas elevadas que el eje hidráulico, trazados de canales en condición de terreno natural sin revestir, muchos puntos del trazado presenta bloqueos debido a la abundante vegetación existente en la zona y algunos puntos colapsados, entre otras características que afectan la efectiva conducción del agua.

Los niveles de perdida de agua en el sistema de canales del Río Chillan tiene directa relación con las características actuales de conducción, que por tratarse de canales en estado natural de tierra estas pérdidas podrían ser del orden de 40% del caudal de porteo e incluso mayores valores en algunos casos puntuales. Es necesario evaluar las actuales condiciones de conducción y perdidas de agua en los extensos tramos que posee la red de canales principales y derivados, que por su condición natural presentan altos niveles de infiltración y longitudes que pueden mejorarse a través de nuevos trazados y unificaciones.

Bocatomas de canales deficientes o nulas.

Existen tramos en el Río en que el agua deja de escurrir y desaparece, para posteriormente reaparecer en menor cantidad aguas abajo, esto se puede producir por la existencia de acuíferos someros que están



conectados directamente el escurrimiento superficial. Es recomendable estudiar en una etapa posterior las características de los acuíferos presentes en el Río para ver la interacción que existe entre agua subterránea y superficial con el propósito de evaluar las condiciones hidrogeológicas en el valle completo y específicamente en los sitios posibles para embalse el recurso hídrico.

5.2.2. Conducción y distribución de aguas en canales antiguos, que pueden mejorar su infraestructura o unificarse.

En el estudio “Mejoramiento de la eficiencia en la conducción y operación de aguas de riego en los canales de las cuencas Itata, Maule y Mataquito”; CIREN-DOH2001, se realizó un programa de reconocimiento de canales el cual propone alternativas de mejoramiento enfocadas a la unificación de bocatomas con el propósito de optimizar la captación, conducción y operación de los sistemas de distribución del aguas en el Río Chillán, según se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 8 Distribución del sistema de canales.




De la información entregada por el estudio antes mencionado se considera el mejoramiento de aproximadamente 160 km de canales, que equivale a un 30 % aproximado de los 474 KM de longitud tota de canales matrices del sistema de riego del Río Chillán, según se indica en Anexo B, y dentro de los cuales se consideran unificaciones, construcción y/o mejoramiento de bocatomas, obras de distribución y revestimientos.

5.2.3. Embalse de Regulación

A partir de un Modelo de Simulación Hidrológica desarrollado por la CNR a nivel de perfil, se ha determinado una capacidad estimada de acumulación para el embalse de regulación equivalente a unos 137 Hm3, basado en la estadística de caudales medios registrados en la estación Esperanza en Río Chillán, proporcionados por la DGA (Anexo A), estimaciones de eficiencia de conducción y aplicación de agua en el terreno, y de la máxima capacidad de acumulación del valle, según análisis en Google Earth PRO, antecedentes que fueron implementados en un Modelo Hidrológico de simulación (ver planilla en carpeta digital de la iniciativa), el cual ha concluido que para una acumulación de 137 Hm3 se podrían regar las actuales 3.110 ha más las 8.788 ha incorporadas al riego con seguridad del 85%.

Falta de seguridad de riego en la cuenca

Actualmente no existe, en el Río Chillan, una obra de regulación estacional que acumule el recurso hídrico de invierno antes que este se infiltre o se evacué directamente al mar. En período de invierno la pluviometría intensa produce nivel de escurrimiento superficial de agua del orden de 20 a 25 m3/s, caudales de gran magnitud que podrían acumularse para mejorar la disponibilidad de agua para riego en época estival, entre otros usos.

Variación del caudal del Río en la temporada de riego

El Río Chillán posee un régimen Pluvio-nival y el mayor porcentaje del agua en la cuenca ocurre en los meses de abril a noviembre, lo cual no coincide con la demanda de agua de los productos agrícolas que se producen en la zona, a lo anterior se suma una situación de mucha variabilidad en las entregas de agua para satisfacer la temporada de riego. Desde la estadística entregada por la DGA (Anexo A) se observa que en época estival, por ejemplo en el mes de enero, los caudales medios pueden variar entre 3 a 14 m3/s aproximadamente.

Emplazamiento del Muro de Embalse en el Río Chillán

En esta etapa de perfil se ha considerado un sitio posible de emplazamiento de embalses de acumulación de agua estacional, a partir de un estudio que solicito en 1982 la Junta de Vigilancia del Río Chillan a la Universidad de Concepción, Facultad de Agronomía, el cual indica que el lugar optimo para el emplazamiento es el sector Esperanza en el mismo Río.

En el presente estudio se ha realizado un análisis simplificado de las capacidades embalsables considerando la demanda hídrica de cultivos, topografía del sector propuesto, y se han calculado diferentes dimensiones geométricas del muro. La cuenca dispone de la capacidad de embalse planteada en este ejercicio de unos 137 millones de metros cúbicos de agua embalsada. La cota máxima del muro propuesto es de 630 msnm, y la cota fondo 515 msnm, lo que da una altura de muro de unos 115 m., las



coordenadas UTM HUSO 19 son 257897.04 m E y 5923970.81 m N, mediante análisis a través de imagen satelital de Google Earth, imagen 2011.

En las siguientes imágenes se grafica la ubicación del muro de embalse modelado en Google Earth Pro, herramienta utilizada para estimar la capacidad del valle para almacenar agua, además del dimensionamiento el muro.

Imagen 6 Emplazamiento Muro


Cota fondo Muro

515 msnm

Cota Coronamiento

630 msnm

Area Inundada

266 Ha



En la tabla siguiente se muestra la relación entre diferentes niveles de altura sobre el nivel del mar y la cantidad de agua embalsada lo que permite generar la curva cota v/s volumen según se muestra en el grafico posterior. Estos valores son calculados para el emplazamiento propuesto en el sector de esperanza.

Tabla 9 Curvas de nivel y volumen acumulado


Gráfico 1 Relación altura v/s volumen embalsable.

CURVA LLENADO DEL EMBALSE

0

20.000.000

40.000.000

60.000.000

80.000.000

100.000.000

120.000.000

140.000.000

160.000.000

180.000.000

525 535 545 555 565 575 585 595 605 615 625

COTA EMBALSE (m)

VO

LU

ME

N A

LM

AC

EN

AD

O

EM

BA

LS

E (

m3)




5.2.4. PRESUPUESTO DE OBRAS

a. Embalse de Regulación: La obra principal propuesta corresponde a un embalse de regulación estacional de unos 137 Hm3 como volumen útil, emplazado en el Río Chillán aguas arriba del pueblo de Pinto en el sector de Esperanza, esta obra se proyecta preliminarmente con un muro CFRD de una altura aproximada de 110 m y unos 800 m de longitud, para satisfacer la demanda hídrica de la superficie a regar en situación futura con 85% de seguridad. El área inundada se estima en 266 ha.

Imagen 7 Emplazamiento sector la Esperanza.


Imagen 8 Vista general sector la Esperanza.


Muro de embalse

Esperanza

Volumen acumulado

137 Hm3

Embalse

Río Chillán



Estimación de Costos Embalse de Regulación:

Tabla 1 Costos embalse


b. Canal de Entrega

Con el propósito de conducir eficientemente el recurso hídrico desde el embalse hasta la red de canales principales, y evitar al máximo las perdidas en dicho tramo, se ha proyecto preliminarmente un canal de entrega de una longitud de 5000 m, según el detalle que a continuación se menciona; Estimación de Costos Canal de Entrega Para el canal de entrega se consideró sección rectangular y su inicio corresponde en la descarga del muro de embalse. El tipo de revestimiento corresponde a hormigón armado y los parámetros geométricos de cubicación son los que se mencionan a continuación:



REVESTIMIENTO

Dimensión Tramo

L (m) 5.000

b (m) 3,50

H (m) 1,80

e (m) 0,20

er (m) 0,15

d (m) 5,00

r(m) 0,05

Tt (m) 0,30

Tl (m) 0,30


Los costos involucrados en las diferentes partidas del mejoramiento de la red de canales son los siguientes:

Tabla 2 Costo canales de entrega.




c. Canales Principales

Se ha considerado además el mejoramiento del sistema de distribución a través de la modernización de los canales matrices existentes en el sector, lo cuales poseen puntos de captación directamente en el Río Chillán. En su totalidad los canales principales o matrices poseen un recorrido de 474 km según detalle en Anexo 1, sin embargo para efectos del cálculo de costos a nivel de perfil se ha priorizado una extensión de canales según se especifica en el numeral 5.2.3., los puntos siguientes se detallan las partidas y costos involucrados. Estimación de Costos Canales Principales

Para los canales principales se consideró sección rectangular según las condiciones de porteo que se necesita en el Río Chillán, con revestimiento de hormigón armado con malla de retracción doble. Los parámetros geométricos de cubicación son los que se mencionan a continuación:


REVESTIMIENTO

Dimensión Tramo

L (m) 160.000

b (m) 1,50

H (m) 1,20

e (m) 0,15

er (m) 0,15

d (m) 5,00

r(m) 0,05

Tt (m) 0,30

Tl (m) 0,30



Los costos involucrados en las diferentes partidas del mejoramiento de la red de canales son los siguientes:

Tabla 3 Costos canales principales.


d. Bocatomas A partir de la información generada en el estudio “Mejoramiento de la eficiencia en la conducción y operación de aguas de riego en los canales de las cuencas Itata, Maule y Mataquito”; CIREN-DGA 2001, y para efectos de esta evaluación a nivel de perfil, se han considerado la propuesta de alternativas de mejoramiento enfocadas a la unificación de bocatomas y mejoramiento de bocatomas individuales, de acuerdo a la tabla 8, de tal manera de estimar los costos involucrados en dicho mejoramiento.

En la estimación de costos se han considerado un total de 15 bocatomas a mejorar, dentro de las cuales 7 de estas corresponden a proyectos de Unificación y las restantes corresponden a bocatomas de canales individuales que requieren mejoramiento. Cabe mencionar que este programa de mejoramiento debe ser revisado y actualizado en la próxima etapa del proyecto a partir de las condiciones hidráulicas que condicionan la buena funcionalidad de captación de las bocatomas.



Tabla 13 Distribución del sistema de canales.

Imagen 9 Esquemas de prediseños de Bocatomas.

Fuente: Extraído de estudio de prefactibilidad CNR.



e. Expropiaciones Los costos asociados a expropiaciones en el sector donde se proyectan las obras corresponden principalmente a terrenos con un uso comercial de tipo forestal y en menor cantidad de uso habitacional rural, en el área de ubicación del embalse. El detalle de costos se menciona en el cuadro siguiente:

Tabla 4 Costos de expropiaciones.




f. Resumen de costos de Obras Civiles A partir de los precios privados de obras civiles se ha determinado el valor de la inversión a precios sociales, a través de la “Pauta de Corrección de Precios Sociales en la evaluación Social de Proyectos” versión 2011, proporcionada por SERPLAC Metropolitano (ver planilla “Presupuesto de Obra-Precio Social”, en carpeta digital de la iniciativa). Los costos totales de las obras civiles involucradas son los que se mencionan en la tabla siguiente:

Tabla 5 Resumen de los Costos en Obras Civiles

Fuente: elaboración propia (ver Planilla “Presupuesto de Obra-Precio Social Io”, en carpeta digital de la iniciativa).



5.3. ASPECTOS AGROECONOMICOS

Con la información presentada en los puntos anteriores se procedió a la construcción de los flujos por cada año de la situación con proyecto. Para lo cual se incorporó la nueva infraestructura tanto intra como extra predial que inciden en la productividad de los campo y en el uso eficiente de los recursos, además de la incorporación de superficie agrícola y el aumento de seguridad de riego que incentiva la realización de inversiones, sumado a una disminución de incertidumbre referente al recurso agua, permite realizar cambios en la estructura de producción de los campos hacia rubros que demanden mas cantidad agua y que tengan mayores rentabilidades.

Los flujos agroeconómicos se calcularon para 8.788 ha, superficie que pasa de una condición de secano a riego con 85% de seguridad según de señaló en el numeral 4.

La tasa de incorporación a nivel predial de las inversiones y cambios en los rubros productivos se presenta a continuación:

Tabla 6 Incorporación de los productores a los cambios tecnológicos.




A continuación se presentan los flujos para la evaluación económica de la situación con proyecto por estrato definido y rubros presente en el área de influencia del embalse en miles de pesos.corregir



6. EVALUACION ECONOMICA.

Al construir y proyectar la situación actual, sin proyecto y con proyecto nos permite aplicar el método del presupuesto a evaluación del proyecto por el método del presupuesto a continuación se presenta en la tabla.

Tabla 17 Evaluación Económica - Flujo Social del proyecto



Tabla 18 Evaluación Económica - Flujo Privado del proyecto.



7. CONCLUSIONES FINALES

A partir del análisis técnico y económico a nivel de perfil, y a partir de los indicadores de rentabilidad a precios sociales, se estima viable la construcción de un embalse para almacenar 137 Hm3, lo que permitirá incorporar al riego un total de 8.788 ha con seguridad del 85%.

La evaluación agro-económica entrega los siguientes valores de rentabilidad para la construcción del embalse en el Río Chillán:

VANs = M$ 126.250.408 VANp = M$ 4.712.139

TIRs =14.56% TIRp =12.56%

IVANs = 1.79 IVANp = 0.06

A partir de los valores de rentabilidad obtenidos a nivel de perfil se determina que desde el punto de vista agrícola el proyecto otorgaría los beneficios sociales suficientes para un desarrollo económico rentable en la zona en estudio, por lo que se recomienda avanzar el análisis en etapa de prefactibilidad de tal manera de evaluar los beneficios asociados al multiuso del agua incorporando las diferentes posibles demandas existentes como: generación hidroeléctrica, turismo, agua potable rural, entre otros.



Anexo A: Estadística de Caudales medios Estación Esperanza en Río Chillán - DGA



Anexo B: Listado de Canales Principales en Río Chillán



Anexo C: Diagrama Unifilar Sistema de Riego del Río Chillán

perfil embalse chillan_2012

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