UNIDAD II LA CUENCA HIDROLÓGICA Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde las gotas de lluvia que cae sobre ella tienden a ser drenadas.

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1 UNIDAD II LA CUENCA HIDROLÓGICA Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde las gotas de lluvia que cae sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida. Desde el punto de vista de su salida existen dos tipos de cuenca: Una cuenca de drenaje se se asemeja a una hoja de un árbol con sus nervaduras.

2 CUENCA ENDORREÍCA

3 Cuenca endorreica del valle de México

4 CUENCA EXORREÍCA

5 Características de la cuenca: Parteaguas: Línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico. Área de la cuenca: Superficie, en proyección horizontal, delimitada por el parteaguas. Corriente principal: La corriente principal de una cuenca es la corriente que pasa de la misma.

6 Cuenca y subcuencas Parteaguas S1S1 S2S2 S 2 subcuenca tributaria Salida S 1 subcuenca tributaria S Red de drenaje Pendiente

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8 Salida

9 DIVISIÓN Tributario derecho Talweg Punto de cabalgadura Punto más alto

10 DIVISIÓN DE CUENCAS

11 COTAS PRIMARIAS 2400 m 5645 m 3000 4000 5500 5000 h i+1 hihi 2500 3500 4500

12 UNA CUENCA PUEDE TENER LAS SIGUIENTES COMPONENTES :

13 CUENCA DEL RÍO SABINAL: LONGITUD LATITUD COORDENADAS: EN GRADOS, MINUTOS, SEGUNDOS. EN UTM EN UTM Transversales Universales de Mercator (UTM), con parámetros apropiados a la región a proyectar. Las zonas UTM son de 6 grados de longitud y para México van de la número 11 hasta la número 16.

14 México extiende sus 2 millones de km 2 sobre unos 30 grados de longitud y 20 grados de latitud. Las coordenadas referenciadas a un elipsoide aproximando la Tierra, expresadas en grados, no se tendrían que representar de forma plana (tal como aparecen en la pantalla) porque hacen aparecer México muy deformado, y sobre todo se requiere usar proyecciones para que el cálculo de áreas y distancias sea correcto Un sistema de referencia completo no sólo incluye la proyección pero también se basa en un Datum. En América del Norte incluyendo a México se empleó el NAD27 hasta finales del siglo pasado, a partir de lo cual se empezó a cambiar a un Datum más preciso : NAD83 para Canadá y Estados Unidos, basado en el elipsoide GRS80 muy cercano al WGS94, ITRF92 para México igualmente centrado en un parecido al WGS94.

15 Cuenca endorreica del lago de Cuitzeo, Michoacan

16 Cuenca exorreica en España Cuenca exorreica en Italia

17 Existen ríos y cuencas fuera de la tierra ? Tierra Luna Titán

18 Fotografías obtenidas de la luna Titán el 14 de enero de 2005 La misión Cassini/Huygens : Demuestra que hay muy fuertes evidencias de cuencas y ríos de metano líquido

19 Marte muestra evidencia de antiguos ríosy cuencas Marte muestra evidencia de antiguos ríos y cuencas

20 Regresando a la tierra: Dependiendo de la forma de la cuenca, la respuesta a la salida de ésta es diferente.

21 CUENCAS HIDROLÓGICAS DE CHIAPAS Y TABASCO

22 h.- río Zanapa g.- río Paredón b.- río Santana e.- río Sayula c.- río Coacajapa i.- río de la sierra d.- río Tzimbac k.- río Almendro w.- río Carrizal Clasificación según Daniel Francisco campos Aranda

23 DendríticoParaleloColinealAnularDicotomicoRadial DesordenadoAsimétricoContorneadoSubdendríticoRectilíneoEnrejado RectangularSubparaleloOvalado Angular PinadoAnastomotico Modelos de drenaje de cuencas Ver Google earth

24 Entre más corrientes tributarias tenga una cuenca, más rápida será su respuesta a la precipitación. Se han propuesto cierto número de indicadores de dicho grado de bifurcación, algunos de los cuales son los siguientes: Orden de corrientes: 1 de primer orden, dos corrientes de 1 generan una de segundo orden, dos corrientes de 3 orden generan una corriente de 4 orden, etc. CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE DRENAJE OrdenClasificación 1-2Bajo 2-4Medio 4-6Alto

25 HIDROMORFOMETRÍA (Strahler – Horton)

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27 LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL La longitud del cauce principal se mide en km y se estima para la corriente de mayor orden de la cuenca. Longitud del cauce Km Clasificación 6.9-10.9Corto 11-15Medio 15.1-19Largo

28 COEFICIENTE DE SINUOSIDAD

29 RED DE DRENAJE Se llama así al sistema de cauces por el que fluyen los escurrimientos superficiales, subsuperficiales y subterráneos de manera temporal o permanente. Su importancia se manifiesta por sus efectos en la rápidez del drenado de los escurrimeintos.

30 Otros indicadores del grado de bifurcación de una cuenca son: Densidad de drenaje: Densidad de corrientes: FClasificación 0-170Bajo 171-340Medio 341-510Alto RangoClasificación 0.1-1.8Baja 1.9-3.6Moderada 3.7-5.6Alta

31 Pendiente media del cauce principal (hay tres métodos para determinarla): Primer método: CARACTERÍSTICAS DEL RELIEVE

32 TIEMPO DE CONCENTRACIÓN Tiempo que tarda una partícula de agua en recorrer la cuenca desde su punto más alejado hasta la desembocadura de ésta.

33 Pendiente del cauce principal LiLi eiei Pendiente

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35 Segundo método: S Tercer método: La pendiente media es la de una línea recta que, apoyándose en el extremo aguas abajo de la corriente, hace que se tengan áreas iguales entre el perfil del cauce y arriba y debajo de dicha línea. A 1 = A 2 S A1A1A1A1 A2A2A2A2

36 %Tipo < 2Llano 5Suave 10Accidentado medio 15Accidentado 25Fuertemente Accidentado 50Escarpado >50Muy Escarpado PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL

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38 FORMA DE LA CUENCA Parámetro de forma Esta característica es un buen indicador de cómo será la respuesta al escurrimiento a partir de la forma de la cuenca, ya que entre mayor sea el valor de P f, mayor será el perímetro por Km 2 de área que se encuentra limitado por la cuenca. P f = L p / A A = área en km 2 L p = longitud del perímetro en km A LpLpLpLp

39 Longitud de la cuenca En la práctica se tienen dos tipos de cuencas, las llamadas regulares y las irregulares. En cualquiera de los casos se debe obtener la longitud de la cuenca, si esta es regular se puede considerar encerrada en un rectángulo, siendo la longitud de la cuenca, Lc (km), el lado mayor de éste. Por el contrario, si es irregular se tendrá que trazar círculos dentro de la cuenca, y la longitud Lc se obtiene de la línea que se forma al unir los puntos centrales de cada circunferencia. Lc en una cuenca regular Lc en una cuenca irregular

40 ANCHO MÁXIMO DE LA CUENCA Bmáx = ANCHO MÁXIMO (km)

41 A = ÁREA DRENADA (km 2 ) Lc = LONGITUD DE LA CUENCA (km) ANCHO MEDIO

42 COEFICIENTE DE ASIMETRÍA

43 PENDIENTE MEDIA CUENCA (ALVORD) A = Área de la cuenca km 2 d = Desnivel constante entre curvas de nivel km. L = Longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca en km.

44 PENDIENTE MEDIA CUENCA (HORTON)

45 Nx y Ny = Número de intersecciones y tangencias de la malla con las curvas de nivel en ambas direcciones Lx y Ly = Longitud de las líneas de la malla dentro de la cuenca en ambas direcciones

46 ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA Rango de Altitudes Clasificación 600-1,220Bajo 1,220-1,841Mediano 1,842-2,462Alto

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49 ÁREAS ENTRE CURVAS DE NIVEL

50 CURVA HIPSOGRÁFICA hihi AiAi

51 + 18.3 km 2 18.0 km 2 13.0 km 2 13.3 km 2 16.0 km 2 0.4 km 2 3.0 km 2 7.0 km 2 5645 m 2400 m km 2 Altitud m.s.n.m

52 Altitud media y cota media hihi AjAj hjhj h i+1

53 Altitud media y cota media h m =4137 m s.l.m. 18.3 H m =1737 m 5645 m 2400 m km 2 Altitud m.s.n.m Curva hipsométrica

54 18.3 H m =1737 m 3245 m Altitud media y cota de salida 2400 m Km 2 Cotas m.s.n.m. Curva hipsográfica relacionada a la cota de salida

55 Curva hipsométrica Evolución de una cuenca Jovén: cuenca en erosión Estado intermedio cuenca en equilibrio Estado intermedio: cuenca en equilibrio Estado viejo: cuenca erosionada Curva hipsométrica

56 Las corrientes se clasifican de varias maneras: a).- Según esta clasificación las corrientes pueden ser perennes, intermitentes o efímeras. N.A.FN.A.F N.A.F N.A.F N.A.F N.A.F Corriente perenne Corriente intermitente Corriente efímera En una corriente perenne el punto más bajo del cauce se encuentra siempre abajo del nivel de las aguas freáticas. Transportan agua todo el año y siempre están alimentadas. Una corriente intermitente transporta agua durante la época de lluvias de cada año, cuando el nivel freático asciende. En época de secas el nivel freático desciende por debajo del punto más bajo del cauce y la corriente no transporta agua, salvo cuando se presenta una tormenta. En una corriente efímera el nivel de de aguas freáticas siempre esta por debajo del punto más bajo del cauce y transporta agua inmediatamente después de una tormenta y, en este caso, alimenta a los almacenamientos de agua subterránea.

57 b).- Por su posición topográfica o edad geológica. De acuerdo con esta clasificación los ríos pueden ser de montaña o juveniles, de transición o maduros, o bien de planicie o viejos. En un mismo cauce se pueden encontrar los tres tipos de ríos. Los ríos de montaña tienen cotas elevadas sobre el nivel del mar, tienen grandes pendientes y pocas curvas, y debido a las fuertes velocidades que alcanza el agua, sus cauces están generalmente formados por cantos rodados, con un poco de grava y casi nada de finos. Los ríos de transición están en cotas medias, presentando algunos meandros, con velocidades de agua moderadas y sus cauces están formados por algunos cantos rodados, grava y finos. Los ríos de planicie, por el contrario presentan numerosos meandros debido a las velocidades bajas del agua y su cause se forma por arena y finos.

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59 Figura 1.- Ubicación de la cuenca del río Pando sobre el plano geomorfológico del estado de Chiapas, se localiza en la sierra alta escarpada

60 Figura 2.- Curvas de nivel e hidrografía de la cuenca del río Pando con escala 1:250,000

61 Figura 3.- Composición edafológica de la cuenca del río Pando.- Área edafológica de la cuenca del río Pando Tipo de sueloÁrea (km 2 )% Cambisol0.490.353 Fluvisol2.900.185 Litosol94.7468.546 Luvisol0.260.185 Regosol38.8428.821 TOTAL=138.21100

62 ERASTIPO DE ROCASROCASÁrea (km 2 )% Paleozoico, Rocas Ígneas Intrusivas Granito, Rocas Ígneas Intrusivas Rocas Ígneas Intrusivas136.1498.5 Cenozoico, Cuaternario, Rocas Sedimentarias y Volcano sedimentarias, Suelos Aluvial, SuelosSuelos2.081.5 TOTAL=138.21100

63 TIPO DE VEGETACIÓNÁrea (km 2 ) % BOSQUE DE PINO17.6512.77 BOSQUE DE PINO-ENCINO38.5227.87 BOSQUE MESOFILO DE MONTANA39.8828.85 PASTIZAL INDUCIDO30.2621.89 SELVA ALTA PERENNIFOLIA0.02 SELVA MEDIANA SUBPERENNIFOLIA4.683.39 NO APLICABLE7.215.22 TOTAL=138.21100

64 ATRIBUTO TEMP MED ANUAL REG DE LLUVIAS ÁREA (km 2 ) % Aw2(w), A, Calido, w(w), subhúmedo, 2, húmedo, w, de verano, (w), 22 > 22de verano96.6069.89 A(C)m(w), A(C), Semicálido, m(w), húmedo, N/A, N/A, m, abundante de verano, (w), < 5, < 60, entre 18 y 22 entre 18 y 2 abundante de verano 41.6230.11 TOTAL=138.21100

65 CAUCE DE MONTAÑA CON PENDIENTE ELEVADA ( RÍO COATAN )

66 CAUCE DEL RÍO SAN FRANCISCO ( ZONA ALTA DE LA CUENCA DEL SABINAL )

67 CAUCE DE TRANSICIÓN CON PENDIENTE MODERADAS ( RÍO COATAN )

68 CAUCE DE PLANICIE CON PENDIENTE BAJAS ( RÍO HUIXTLA )

69 CAUCE DE PLANICIE CON PENDIENTE BAJA ( RÍO PLATANAR )

70 FIN DEL CAPITULO II El conocimiento de la geomorfomología de la cuenca es indispensable para generar diseños hidrológicos balanceados. ( VER VIDEOS RÍO VILCABAMBA)