Caracterización Física e Hidrológica de la Cuenca Mayo,28 del 2013.

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1 Caracterización Física e Hidrológica de la Cuenca Mayo,28 del 2013.

2 Cuenca Hidrográfica  Es la unidad del territorio, normalmente delimitada por una línea imaginaria que marca los puntos de mayor elevación en dicha unidad, en donde brota o escurre el agua en distintas formas, y ésta se almacena o fluye en forma superficial, subsuperficial y subterránea, hasta un punto de salida que puede ser el mar u otro cuerpo receptor interior, a través de una red hidrográfica de cauces que convergen en uno principal.

3 Función Hidrológica de la Cuenca 1. Captación de agua de diferentes fuentes de precipitación para formar el escurrimiento de manantiales, ríos y arroyos. 2. Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y tiempo de duración. 3. Descarga de agua como escurrimiento. Las cuencas se suelen subdividir en tres zonas de funcionamientos hídricos principales:  Parte alta o cabecera  Parte media (Zona de captación o transporte)  Parte baja

4 Partes constitutivas de una cuenca

5 Delimitación del parte aguas de una cuenca hidrográfica Línea divisoria de la cuencas o parte agua Sistema o red de drenaje Punto de control de caudal o punto de aforo Río Principal

6 Concepto y Consideración para la delimitación del parte agua Concepto  Línea que delimita todos los puntos de mayor nivel topográfico que divide el escurrimiento entre cuencas adyacente. Criterio para la delimitación  La línea debe cortar ortogonalmente a la curva de nivel.  Cuando la curva de altitud va incrementando se corta por su parte convexa.  Cuando la curvas de nivel disminuyen se corta por su parte cóncava.  El Parte aguas nunca debe cortar un río, arroyo o vaguada.

7 La Longitud de la cuenca: esta definida por la distancia horizontal del río principal entre un punto aguas abajo y punto aguas arriba donde la tendencia del río corte la línea divisoria de la cuenca, y se expresa en kilómetro. Ancho. Esta definido entre la relación entre el área y la longitud de la cuenca. Se calcula de la siguiente manera: W: A/L Río principal Elevación máxima del río (Aguas arriba) Elevación mínima del río (Aguas abajo) Punto de control o desembocadura de la cuenca Curvas de nivel

8 Determinación de las características de una cuenca   Las características físicas van a estar determinadas por los siguientes aspectos: Geológicas Tipo de Suelo Cobertura Vegetal. Las características morfológicas de la cuenca van a estar determinada por los siguiente aspectos y son de forma, relieve y red de drenaje. Tamaño de la cuenca. Este indica la superficie del área drenada que cubre el perímetro de la cuenca y generalmente se indica en km 2, o bien en las (hectáreas) cuando las cuencas son pequeñas. El tamaño de la cuenca influye en el escurrimiento superficial, ya que al incrementarse el tamaño se aumenta el volumen escurrido y los escurrimientos máximos. Las cuencas por su tamaño Área (km 2 ) se les puede clasificar de acuerdo a los criterios siguientes como: Pequeñas < de 50 Pequeñas < de 50 Medianas de 50 a 150 Medianas de 50 a 150 Grandes > de 150 Grandes > de 150

9  Pendiente media de la cuenca. Constituye una característica importante, puesto que condiciona la velocidad del escurrimiento superficial y subterráneo, determina la erosión que éste produce en función del uso y manejo que se puede dar al suelo de sus vertientes. Existen diferentes métodos para determinar la pendiente media de la cuenca, entre los que se mencionan los criterios de Nash, Alvord y Horton. En orden de magnitud se pueden admitir los siguientes valores de clasificación de los tipos de terrenos en función de la pendiente media: (0-2] Plano (2-5] Suave (5-10] Accidentado medio (10-15] Accidentado (15-25] Fuertemente accidentado (25-50] Escarpado >50 Muy escarpado

10 Forma de la cuenca o Índice de compacidad. Tiene fundamental importancia en la cantidad de escorrentía para una misma área y una misma intensidad de lluvia, dado que una cuenca pequeña y redondeada, tenderá a concentrar con mayor rapidez sus escurrimientos, en contra de una alargada que tardará más tiempo en llevarlos a su punto de salida. El caudal de salida depende directamente de la forma de la hoya, la cual puede expresarse por un factor “K” adimensional, llamado índice de compacidad o coeficiente de Gravelius que se expresa como: K = 0.282P/A 0.5 Donde: K: coeficiente de compacidad o de Gravelius, adimensional P: perímetro de la cuenca, en kilómetros A: área de la cuenca, en kilómetros cuadrados

11 Rango de valores de “K” para determinar el tipos o clases de formas según el índice de Gravelius de 1.00 a 1.25 de casi redonda a oval redonda de 1.00 a 1.25 de casi redonda a oval redonda de 1.26 a 1.50 de oval redonda a oval oblonga de 1.26 a 1.50 de oval redonda a oval oblonga de 1.51 a 1.75 de oval oblonga a rectangular oblonga de 1.51 a 1.75 de oval oblonga a rectangular oblonga Elevación media de la cuenca. Esta está relacionada con la temperatura y la precipitación, a su vez la variación de la temperatura influye en la variación de pérdidas de agua por evaporación, por esta razón en hidrología se utiliza como parámetro representativo. Numéricamente la elevación media se puede calcular de la siguiente forma: Em = (aixei)/A Donde: Em: elevación media de la cuenca, en m.s.n.m. ai: área entre dos curvas de nivel consecutivas. ei: elevación media entre dos curvas de nivel consecutivas. A: área de la cuenca, en kilómetros cuadrados

12 La Curva Hipsométrica. La curva hipsométrica permite caracterizar el relieve. Una pendiente fuerte en el origen hacia cotas inferiores indica llanuras o penillanuras; si la pendiente es muy fuerte hay peligro de inundación. Cuando tenemos gran parte de la superficie de la cuenca a gran altitud estamos ante una cuenca de meseta. Cuando el río desciende muy rápidamente en altitud tenemos una cuenca de valle fluvial. Ejemplo de unas curvas hipsométrica de varias cuencas, donde la curva superior refleja una cuenca con un gran potencial erosivo; la curva intermedia es característica de una cuenca en equilibrio; y la curva inferior es típica de una cuenca sedimentaria. También representa las distintas fases de la vida de los ríos.

13 Red de drenaje. Esta es una característica importante y que interviene enormemente en la magnitud de los escurrimientos es la red de drenaje o sistema de drenaje, consistente en el número y trayectoria de los escurrimientos y su importancia radica en la eficiencia del drenaje de la cuenca, además la forma de drenaje es un indicador de las condiciones del suelo y de la superficie de la cuenca. Existen seis formas más comunes de los sistemas de drenaje estudiados: a. Dendrítico. b. En enrejado. c. Radial d. Paralelo. e. Anular. f. Rectangular Las características de un sistema o red de drenaje se describen de acuerdo a: 1. Las clases de corrientes. 2. La densidad de corrientes. 3. El orden de las corrientes. 4. La densidad de drenaje. 5. La longitud de los tributarios. 6. La pendiente del cauce principal.

14 El orden de las corrientes La red de drenaje se compone de una corriente o cauce principal y una serie de afluentes o tributarios, y para ordenar las corrientes, se efectúa una clasificación, la cual considera como Corrientes: Primer orden aquellos que no tienen tributarios; Segundo orden, aquellas corrientes con dos o más tributarios de primer orden Tercer orden, aquellas corrientes que tienen dos o más tributarios de segundo orden, etc. Pero una corriente de primer orden y una corriente de segundo orden formarán una corriente de segundo orden, una corriente de segundo orden con una corriente de tercer orden formarán una corriente de tercer orden y así sucesivamente.

15 La Densidad de corrientes. Indica la eficiencia de drenaje de una cuenca, pero debe manejarse con criterio, debido a que puede ocurrir que se tengan dos cuencas diferentes con la misma densidad de corrientes y estar drenadas en diferente forma, dependiendo de la longitud y disposición de sus corrientes. La densidad de corrientes se representa como la relación existente entre el número de corrientes y el área drenada, es decir: Dc = Nc/A Donde: Dc :densidad de corrientes, c/ km 2. Nc :número de corrientes, c. A :área total de la cuenca, en km 2 La Densidad de drenaje. Esta característica es más real y confiable que la densidad de corriente, ya que expresa la longitud de las corrientes por unidad de área, o sea: Dd = Lc/A Donde: Dd: densidad de drenaje, en km/ km 2. Lc: longitud total de las corrientes, en km. A: área total de la cuenca, en km 2.

16 La Pendiente del cauce principal. La pendiente del cauce de una corriente, es la relación existente entre la diferencia de elevaciones de los extremos de la corriente y la longitud horizontal del cauce, así tenemos: S = (H/Lr) * 100 Donde: S: pendiente del cauce, en %. H: desnivel entre los extremos del cauce, en m. Lr: longitud horizontal del cauce, en m. Pendiente media del río: corresponde al cociente entre la diferencia de cotas extremas del río o curso principal y su longitud. Lrío = H máx. (m) – H mín. (m)/ Lr (m) Donde: Hmax: Elevación máxima del río, en m Hmin: Elevación mínima del río, en m Lr: Longitud del río principal.

17 Coeficiente de Torrencialidad: Se define como el producto de la densidad de drenaje por el número de afluentes directos sobre el curso principal en relación a la superficie de la cuenca. Ct = Dd * N/S (Km 3 ) Donde: Dd: Densidad de drenaje. N: Número de afluentes (suma de todo los tributários que forman todo el sistema de drenaje de la cuenca), en km. S: Superfície de la cuenca, en Km 2 Tiempo de Concentración Es necesario conocer el Tiempo de Concentración para las subcuencas, que está definido como el tiempo requerido para que una gota de agua caída en el extremo más alejado del área de la cuenca llegue a la sección de salida o la sección de interés del estudio. En nuestro país se utiliza la formula del PHCA( Proyecto hidrológico de Centroamérica) Donde: TC: 0.0041*K 0.77 ; K:3.28 X (Lr/S 0.5 ) (Hr) Lr: Longitud del río. S: Pendiente media del río.

18 Clasificación de cuencas Tipos de cuencas según el lugar de descarga Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos tipos de cuencas: Endorréicas y Exorréicas. También están las Arréicas y las Criptorréicas. Endorréicas: El punto de salida esta dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago o un embalse. Exorréicas: El punto de salida se encuentra en los límites de la cuenca y generalmente descarga en otra corriente o en el mar.

19 Gracias