01_informe de Cuenca Del rio Colca

INFORME I

CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO COLCAAREQUIPA

CURSO: HIDROLOGIA

CATEDRA: ING. MS. DAMIÁN VÁSQUEZ BERNAL

ALUMNA: TAFUR VARGAS LLERME SUSAN

CICLO ACADEMICO: 2013 – II

- 2013 –

INFORME DE LA CUENCA DEL RIO COLCA

INDICE

1. GENERALIDADES.............................................................................2

1.1. Breve Descripción..............................................................................................2

2. PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA............................................5

2.1. Área de la cuenca:.............................................................................................5

2.2. Forma de la cuenca...........................................................................................6

3. PARAMETROS FISICOS – RELIEVE..................................................11

3.1. Pendiente media de la cuenca...............................................................................11

3.2.Altura promedia de la cuenca................................................................11

3.3.Pendiente del cauce principal................................................................12

3.4.Perfil del cauce principal (detalle: cauce bajo, medio y alto).................12

3.5.curva hipsométrica (curva hipsográfica)................................................13

4. CARACTERÍSTICAS ADICIONALES..................................................15

5. ANEXOS........................................................................................18

INFORME DE CUENCA DEL RÍO COLCA

PRIMERA PARTE

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1. GENERALIDADES1.1. Breve Descripción

a. Denominación:

La Cuenca del río Colca está ubicada en el extremo Nor-Oriental del departamento de Arequipa, en el Sur del país.

El río Colca tiene su origen en las alturas de los cerros Yaretane y Torre, ubicados a 4,750 msnm, alimentando sus cursos de agua primordialmente con las precipitaciones que caen en las alturas del flanco Occidental de la Cordillera de los Andes y con los aportes de precipitaciones y aguas subterráneas (manantiales).

b. Ubicación geográfica

El ámbito de la cuenca del río Colca se encuentra localizado:

Entre los Paralelos : 14º45’49’ y 15º58’22’’ de Latitud Sur

Entre los Meridianos : 70º50’28’’ y 72º36’15’’ de Longitud Oeste

c. Ubicación política

Se encuentra limitado por:

Norte: con las provincias de Condesuyos (Arequipa) y Espinar (Cusco) Sur: con la provincia de Arequipa (Arequipa) y los distritos de Lluta y

Huanca de la provincia de Caylloma (Arequipa). Este: con las provincias de Lampa y San Román (Puno). Oeste: Con la provincia de Castilla (Arequipa).

d. Tipo:

Cuenca exorreica; sus principales afluentes son Qda. Asma, Qda. Piedra Blanca, Qda. Huichica y Qda. Chauchuro

e. Área:

La superficie de la cuenca delimitada por el divisor topográfico (Á, en km2), corresponde a la superficie de la misma proyectada en un plano horizontal; y su tamaño influye en forma directa sobre las características de los escurrimientos fluviales y sobre la amplitud de las fluctuaciones.

Área de la cuenca = 85.8073 Km2

f. Perímetro (longitud de la divisoria de aguas):

El perímetro de la cuenca (P, en km), está definido por la longitud de la línea de división de aguas y que se conoce como el “parte aguas o Divortium Aquarium”.

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Perímetro de la Cuenca del Río Colca: 32.67 Km

g. Cotas extremas (altura):

Cota Mínima de la Cuenca: 1800 m.s.n.m. Cota Máxima de la Cuenca: 4200 m.s.n.m.

h. Longitud de cauce principal:

Se denomina Longitud Mayor (L, en km), al cauce longitudinal de mayor extensión que tiene una cuenca determinada, es decir, el mayor recorrido que realiza el cauce desde la cabecera de la cuenca, siguiendo todos los cambios de dirección o sinuosidades hasta un punto fijo, que puede ser una estación de aforo o desembocadura.

Longitud de cauce principal: 11.916Km

FIG. N° 01: Cauce Principal de la Cuenca del Río Colca

i. Densidad de la red hidrográfica:

La Densidad de Drenaje, Dd, indica la relación entre la longitud total de los cursos de agua: efímeros, intermitentes o perennes de una cuenca (Li) y el área total de la misma (A).

La expresión de la Densidad de Drenaje, Dd, es como sigue:

Dd = Li / A

3

Cauce Principal


Siendo:

Dd = Densidad de Drenaje, en km/km2;

Li = Longitud total de los cursos de agua, en km;

A = Área de la cuenca, en km2.

Datos:

Li = 60.88 Km;

A = 85.8073 Km2

Reemplazando:

Dd = 60.88/85.8073= 0.71 km/km2

Densidad de Drenaje = 0.71 km/km2

2. PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA2.1.Área de la cuenca:

La cuenca fué proyectada en un plano horizontal y se determinó en el software Civil 3D, obteniendo como Área de la Cuenca del Río Colca: 85.8073Km2

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FIG. N° 02: Área de la Cuenca del Río Colca

Nº COTAS AREAS1 1800.00 1850.00 129774.142 1850.00 1900.00 149487.143 1900.00 1950.00 333512.394 1950.00 2000.00 544206.745 2000.00 2050.00 1865588.766 2050.00 2100.00 3010614.587 2100.00 2150.00 128596.178 2150.00 2200.00 1178545.539 2200.00 2250.00 1256111.10

10 2250.00 2300.00 1415245.2111 2300.00 2350.00 1451762.7812 2350.00 2400.00 3886845.9213 2400.00 2450.00 10036972.5914 2450.00 2500.00 1740715.0015 2500.00 2550.00 1852005.9916 2550.00 2600.00 1965646.6017 2600.00 2650.00 1797754.7418 2650.00 2700.00 2188391.2719 2700.00 2750.00 1675347.3920 2750.00 2800.00 1924397.8421 2800.00 2850.00 1903483.5622 2850.00 2900.00 6423669.0123 2900.00 2950.00 842464.2524 2950.00 3000.00 1877561.6225 3000.00 3050.00 1852722.9626 3050.00 3100.00 2061028.1327 3100.00 3150.00 2258921.1528 3150.00 3200.00 1924474.05

5

Límite de la Cuenca


29 3200.00 3250.00 2377909.0330 3250.00 3300.00 2191966.5731 3300.00 3350.00 2332129.3832 3350.00 3400.00 5373482.9533 3400.00 3450.00 6241386.3434 3450.00 3500.00 1830918.7535 3500.00 3550.00 1192891.8436 3550.00 3600.00 747089.3837 3600.00 3650.00 674317.5638 3650.00 3700.00 532372.8039 3700.00 3750.00 447462.2940 3750.00 3800.00 440019.7941 3800.00 3850.00 411654.0442 3850.00 3900.00 354366.5543 3900.00 3950.00 1054505.6144 3950.00 4000.00 620017.5045 4000.00 4050.00 532670.5246 4050.00 4100.00 308613.6647 4100.00 4150.00 262331.3348 4150.00 4200.00 205331.75

TOTAL 85807284.25

2.2.Forma de la cuenca

a. Índice de Gravelius

El Coeficiente de Compacidad (Kc, adimensional), o Índice de Gravelius, constituye la relación entre el Perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia cuya área - igual a la de un círculo - es equivalente al Área de la cuenca en estudio. Su fórmula es la siguiente:

Kc = P / (2 (π * A)½)

Kc = 0.28 * (P / A½)

Siendo:

Kc = Coeficiente de Compacidad;

P = Perímetro de la cuenca, en km;


Datos:

P = 32.67 Km;

A = 85.8073 Km2.

6


Reemplazando:

Kc = 0.28 * [32.67 Km / (85.8073 Km2 )½]

Kc = 0.99

Por tanto, como Kc < 1, estará propensa a una inundación. Su alargamiento no es pronunciado.

b. Factor de forma

El Factor de Forma (Ff, adimensional), es otro índice numérico con el que se puede expresar la forma y la mayor o menor tendencia a crecientes de una cuenca, en tanto la forma de la cuenca hidrográfica afecta los hidrogramas de escorrentía y las tasas de flujo máximo.

El Factor de Forma tiene la siguiente expresión:

Ff = A / L2

Siendo:

Ff = Factor de Forma, adimensional;

A = Área de la cuenca, en Km2;

L = Longitud del curso más largo ; en Km.

Datos:

A = 85.8073 Km2;

L = 39.16 Km.

Reemplazando:

Ff = 85.8073 Km2 / (39.16)2 Km2.

Ff = 0.06

c. Pendiente de laderas

Para calcular la pendiente de ladera (SL), trazamos una línea recta, en base a su longitud y sus altitudes la determinamos de la siguiente manera:

Datos:

L = 4392.74 m

Hmax = 4200

7


Hmin= 2800

Reemplazando:

SL = (Hmax - Hmin)/L

SL = (4200-2800)/ 4392.74

SL = 0.32

d. Longitud

Es la Longitud del eje mayor de la cuenca, generalmente paralelo a su cauce principal (km), tomando un valor de 12.28 Km.

e. Coeficiente de asimetría

Este coeficiente adimensional define que tan simétricas son las áreas de aporte de la cuenca, a la izquierda (AIZQ) o derecha (ADER) de la corriente principal. Se obtiene mediante la siguiente fórmula:

CAC = (AIZQ - ADER / AIZQ + ADER)/2

Los valores que puede alcanzar el coeficiente de asimetría de la cuenca varían entre: -2 < CAC < 2

FIG. N° 04: Cuenca del Río Colca para la determinación del coeficiente de asimetría.

Datos:

8

DERECHA IZQUIERDA


AIZQ = 38.14 Km2

ADER = 22.57 Km2

Reemplazando:

CAC = (AIZQ - ADER / AIZQ + ADER)/2

CAC=(38.14 -22.57/ 38.14+22.57)/2

CAC= 0.13 => -2 < 0.13< 2

f. Coeficiente de alargamiento

Ic = 0.282 * (P/√A)

Ic =0.282 * [32.67 Km / (85.8073 Km2 )½]

Ic = 0.99

0.99<1, entonces la cuenca no es de forma alargada.

g. Sistema de drenaje

Densidad de drenaje (densidad de la red hidrográfica)

Dd = Li / A

Siendo:

Dd = Densidad de Drenaje, en km/km2;

Li = Longitud total de las corrientes km;


Datos:

Li = 60.88 Km;

A = 85.8073 Km2

Reemplazando:

Dd = 60.88/85.8073= 0.71 km/km2

Densidad de Drenaje = 0.71 km/km2

Sinuosidad

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Es la relación entre la longitud del río principal a lo largo del cauce y la longitud del valle medido en línea curva o recta.

S = L / Lv

Siendo:

L = Longitud del río principal a lo largo del cauce.

Lv= Longitud del valle medido en línea recta.

Datos:

L = 12.45 Km

Lv= 13.19 Km

Reemplazando:

S = 12.45 Km / 13.19 Km

S = 0.94

Como S < 1.25 indica baja sinuosidad.

3. PARAMETROS FISICOS – RELIEVE3.1.Pendiente media de la cuenca

La pendiente de una cuenca, es un parámetro importante en el estudio de la cuenca, tiene una relación con la infiltración, la escorrentía superficial, la humedad del suelo y la contribución del agua subterránea a la escorrentía. Existen diversos criterios para evaluar la pendiente de una cuenca, en éste caso apliqué el criterio de Alvord:

Sc = (D / A) * L

Siendo:

Sc = Pendiente de la cuenca

D = Desnivel constante entre curvas de nivel, en Km

L = Longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca, en Km

A= Área de la cuenca, en Km2

Datos:

D = 0.05 Km (50m)

L = 589.44 Km (se determinó en el software Civil 3D)

A= 85.8073 Km2.

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Reemplazando:

Sc = (0.05 Km/85.8073 Km2)* 589.44 Km

Sc = 0.34

3.2.Altura promedia de la cuenca

Se denomina así al Promedio de las elevaciones de la cuenca:

Altura Mínima de la Cuenca (Hm): 1800 m.s.n.m. Altura Máxima de la Cuenca (HM): 4200 m.s.n.m.

Altura Promedia = (Hm+ HM)/2 = 3000 m.s.n.m.

3.3.Pendiente del cauce principal

Ic = (HM - Hm) / (1000 * L)

Siendo:

Ic = Pendiente media del río;

L = Longitud del río, en km;

HM, Hm = Altitud máxima y mínima del lecho del río, referidas al nivel medio de las aguas del mar, en m.

Datos:

L = 39.16 Km

HM = 4200 m.s.n.m.

Hm = 1800 m.s.n.m.

Reemplazando:

Ic = (4200-1800) / (1000*39.16)

Ic = 0.06

3.4.Perfil del cauce principal (detalle: cauce bajo, medio y alto)

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PERFIL LONGITUDINAL

Cuenca del Río Colca

Distancia (m)12,00011,00010,0009,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,0000

Alti

tud

(m.s

n.n.

)

80

60

40

20

0

FIG. N° 05: Perfil Longitudinal del Cauce Principal

Perfil Longitudinal

Cauce Bajo- Río Colca

Distancia (m.s.n.m.)3,5003,0002,5002,0001,5001,0005000

Alti

tud

(m

.s.n

.m.) 70

605040

302010

FIG. N° 06: Perfil Longitudinal del Cauce Bajo

PERFIL LONGITUDINAL

Cauce Medio-Río Colca

Distancia (m)5,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000

Alti

tud

(m

.s.n

.m.) 70

60

5040

30

20

10

FIG. N° 07: Perfil Longitudinal del Cauce Medio

12


PERFIL LONGITUDINAL

Cauce Alto- Rio Colca

Distancia (m)3,4003,2003,0002,8002,6002,4002,2002,0001,8001,6001,4001,2001,0008006004002000

Alti

tud

(m.s

.n.m

.)

706050

403020

100

FIG. N° 08: Perfil Longitudinal del Cauce Alto

Para su apreciación Ver Anexo 02 y 03.

3.5.Curva hipsométrica (curva hipsográfica)

Es la curvas que puesta en coordenadas rectangulares, representa la relación entra la altitud y la superficie de la cuenca que queda sobre esa altitud.

Para la construcción de la curva hipsométrica, tomé como base las curvas de nivel cada 50m, determinando las áreas parciales y áreas acumuladas para generar la gráfica de altitudes versus las áreas acumuladas que quedan sobre esas altitudes.

Los datos se presentan en la siguiente tabla:

CUADRO. N° 01: Cálculos para la obtención de la curva hipsométrica.

13


1800.00 0 0 85.8073 0 1001850.00 0.1298 0.1298 85.6775 0.151 99.8491900.00 0.1495 0.2793 85.5280 0.174 99.6751950.00 0.3335 0.6128 85.1945 0.389 99.2862000.00 0.5442 1.1570 84.6503 0.634 98.6522050.00 1.8656 3.0226 82.7847 2.174 96.4772100.00 3.0106 6.0332 79.7741 3.509 92.9692150.00 0.1286 6.1618 79.6455 0.150 92.8192200.00 1.1785 7.3403 78.4670 1.373 91.4462250.00 1.2561 8.5964 77.2108 1.464 89.9822300.00 1.4152 10.0117 75.7956 1.649 88.3322350.00 1.4518 11.4634 74.3438 1.692 86.6402400.00 3.8868 15.3503 70.4570 4.530 82.1112450.00 10.0370 25.3873 60.4200 11.697 70.4142500.00 1.7407 27.1280 58.6793 2.029 68.3852550.00 1.8520 28.9800 56.8273 2.158 66.2272600.00 1.9656 30.9456 54.8617 2.291 63.9362650.00 1.7978 32.7434 53.0639 2.095 61.8412700.00 2.1884 34.9318 50.8755 2.550 59.2902750.00 1.6753 36.6071 49.2002 1.952 57.3382800.00 1.9244 38.5315 47.2758 2.243 55.0952850.00 1.9035 40.4350 45.3723 2.218 52.8772900.00 6.4237 46.8587 38.9486 7.486 45.3912950.00 0.8425 47.7011 38.1061 0.982 44.4093000.00 1.8776 49.5787 36.2286 2.188 42.2213050.00 1.8527 51.4314 34.3759 2.159 40.0623100.00 2.0610 53.4925 32.3148 2.402 37.6603150.00 2.2589 55.7514 30.0559 2.633 35.0273200.00 1.9245 57.6758 28.1314 2.243 32.7843250.00 2.3779 60.0538 25.7535 2.771 30.0133300.00 2.1920 62.2457 23.5616 2.555 27.4593350.00 2.3321 64.5779 21.2294 2.718 24.7413400.00 5.3735 69.9513 15.8559 6.262 18.4793450.00 6.2414 76.1927 9.6146 7.274 11.2053500.00 1.8309 78.0236 7.7836 2.134 9.0713550.00 1.1929 79.2165 6.5908 1.390 7.6813600.00 0.7471 79.9636 5.8437 0.871 6.8103650.00 0.6743 80.6379 5.1693 0.786 6.0243700.00 0.5324 81.1703 4.6370 0.620 5.4043750.00 0.4475 81.6178 4.1895 0.521 4.8823800.00 0.4400 82.0578 3.7495 0.513 4.3703850.00 0.4117 82.4694 3.3378 0.480 3.8903900.00 0.3544 82.8238 2.9835 0.413 3.4773950.00 1.0545 83.8783 1.9290 1.229 2.2484000.00 0.6200 84.4983 1.3089 0.723 1.5254050.00 0.5327 85.0310 0.7763 0.621 0.9054100.00 0.3086 85.3396 0.4677 0.360 0.5454150.00 0.2623 85.6020 0.2053 0.306 0.239

4200 0.2053 85.8073 0 0.239 0.00085.8073 100.000

Datos Obtenidos de la Cuenca

Altitud (msnm)

Areas Parciales

(Km2)

Areas Acumuladas

(Km2)% del Total

% del Total que queda

sobre la altitud

Areas que quedan sobre las altitudes (Km2)

FUENTE: ELABORACIÓN PROPIA

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FIG. N° 09: Curva Hipsométrica de la Cuenca del Río Colca

4. CARACTERÍSTICAS ADICIONALES

a. Características Geológicas

En el área de la Cuenca del río Colca existen Flujos de lava y piroclastos del Plioceno, afloran por encima de los 4000 msnm, emplazados por los centros volcánicos Huarancante, Mismi y Ananta.Ignimbritas, flujos de lava y volcanoclastos del Oligo-Mioceno, que pertenecen al Grupo Tacaza Areniscas intercaladas con lutitas (Fm. Labra del Jurásico), así como limolitas intercaladas conareniscas (Fm. Murco del Cretáceo).Depósitos de avalanchas de escombros, debido al colapso de parte del flanco N del HualcaHualca. Secuencias piroclásticas y flujos de lava del volcán Hualca Hualca (Plio-Pleistoceno).

Se han identificado hasta tres terrazas principales “colgadas”, su origen está asociado al rejuvenecimiento del río Colca, producto de las distintas etapas de incisión del cañón y valle del Colca. Estas terrazas están conformadas por secuencias de depósitos proluviales y aluviales, poseen entre 40 y 150 m de espesor, Flujos de lava emplazados entre 0.65 y 0.15 Ma (Thouret, et al., 2008), en los sectores de Chivay,Achoma, Madrigal y Yanque.

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FIG. N° 10: Imagen de la Geología del Valle del Colca

b. Tipo de suelos y usos

En el valle del Colca en general se distinguen tres zonas homogéneas de producción en función de la altitud y la pendiente.

La zona homogénea de producción de la ribera del río Colca, conformada por suelos franco-arenosos y donde el cultivo predominante es el maíz; la zona homogénea de la planicie, situada entre la ribera y la ladera, conformada por suelos franco-arcillosos y de moderado declive y donde el cultivo predominante en la actualidad es de habas; y la zona homogénea de producción de ladera, ubicada en las laderas o faldas de los cerros de gran pendiente y con suelos franco-arcillosos superficiales, y donde el día de hoy el cultivo predominante es la cebada.

c. Uso Actual de la Tierra

En la cuenca se distinguen los dos grandes tipos de uso de la tierra agrícola:

Cultivos permanentes: Que comprende la alfalfa, tuna y árboles frutales.

Cultivos transitorios: Que comprende: cereales en los que se encuentra el trigo, cebada y maíz; los tubérculos como la papa; los bulbos como la cebolla y ajo; las legumbres como el haba, arveja, vainitas, ají, alcachofa; hortalizas como el repollo, coliflor, betarraga, zanahoria, lechuga, rabanito y otros.

Con relación a los cultivos permanentes se consideran dos grupos, uno referido a la alfalfa por ser un cultivo de mayor importancia en cuanto a su superficie cultivada y al segundo se le va a denominar “otros” donde se agrupa a la tuna y a los árboles frutales.

d. Bosques

El rasgo más notable de la cuenca Colca es su diversidad biológica, ecológica y cultural.

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Se observa en la vegetación cambios muy marcados debido a la gradiente altitudinal y por ende climatológica que se presenta.

Se pasa de vegetación de desierto, a praderas naturales sobrepastoreadas con suelos erosionados debido al uso forrajero y como combustible que el poblador andino y de la ciudad le ha venido dando (extracción de tola), y la vegetación de valle interandino.

A pesar de las condiciones extremas encontramos una flora diversa conformada por cerca de 300 especies, de las cuales algunas son usadas como medicinales, otras como combustibles (leña), otras como tintoreas, y otras como pastos nutritivos palatables para el ganado domesticado y animales silvestres como la vicuña y el guanaco.

Descendiendo hacia el Valle interandino notaremos que la vegetación es más densa y diversa por las propias condiciones del valle. En algunas quebradas aún se observan algunos árboles de lo que fueran extensos bosques de queñoa y en una parte muy aislada se puede encontrar un rodal de puya.

DESCRIPCIÓN DE LAS DIFERENTES COMUNIDADES VEGETALES

Matorral desértico con Cactáceas columnares, de topografía variada dada por áreas suaves a colinadas y laderas abruptas a suaves, de suelo arenoso - pedregoso.Está ubicado entre los 2,300 y 3,000 m.s.n.m. Tiene en su composición vegetal a hierbas anuales que crecen sólo en la época de lluvia como las gramíneas; a arbustos xerofíticos, (plantas adaptadas a lugares secos que han desarrollado raíces extensas para alcanzar la poca humedad del suelo, hojas muy pequeñas y delgadas que limitan la evapotranspiración) como la chilhua (Ambrosia fruticosa) o la amapola del campo (Balbisia weberbaueri); a hojas cubiertas de pelos como el mancapaqi (Encelia canescens); a hojas modificadas en espinas como las cactáceas columnares (Weberbauerocereus weberbaueri). Esta comunidad algunas veces se extiende hasta los 3,500 m.s.n.m. teniendo en su composición a especies como la malva (Tarasa operculata), el romerillo (Diplostephium tacorense) y la china-canlli (Adesmia spinosissima).

Pajonal: se ubica entre los 3,500 y los 4,400 m.s.n.m. Presenta una topografía dada por laderas suaves a empinadas, áreas planas a colinadas, suelos arenoso - arcillosos y pedregosos.Recibe este nombre porque el ichu (gramíneas Stipa obtusa y Stipa ichu), domina el paisaje dando la apariencia de un suelo cubierto por pastos altos de color casi siempre amarillento.

5. ANEXOS

ANEXO 01: Plano de la Cuenca del Río Colca.

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ANEXO 02: Plano de perfil longitudinal del cauce principal.

ANEXO 03: Plano de perfil longitudinal del cauce principal por sectores.

ANEXO 04: Hojas de Cálculo

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