El Medio Físico (1º Grado Biología)

Práctica de gabinete: Introducción al mapa topográfico. Delimitación de cuencas de drenaje superficial. Cálculo de superficies y perímetros. Determinación de parámetros de forma. Ordenamiento de cauces. Densidad y frecuencia de drenaje.

Apuntes de clase para uso personal del alumno.

1. Introducción a los mapas topográficos Mapa topográfico: Los mapas topográficos son mapas en los que se representa la morfología del terreno y algunos elementos más de información (carreteras, poblaciones, fronteras etc.). Es una representación de la superficie de la tierra (que es tridimensional: relieve) sobre un plano (que sólo tiene dos dimensiones). Las formas básicas del relieve, expresadas en los mapas topográficos, se pueden ver al final, en el ANEXO I: Formas del relieve. Curvas de nivel: Para plasmar las tres dimensiones del relieve (longitud, anchura y altura) en un plano, necesitamos un sistema que nos permita representar la tercera dimensión: la altura. Para esto se utilizan las curvas de nivel. Las curvas de nivel se definen como las líneas resultantes de la proyección azimutal (plana-vertical) de líneas imaginarias que resultan de intersectar un terreno cualquiera con planos horizontales situados a distintas alturas. Por lo tanto, todos los puntos de una línea o curva de nivel están a la misma altura en el relieve, sobre un nivel de referencia (el nivel del mar). Esta altura recibe el nombre de cota. La distancia vertical (altura) que separa dos curvas de nivel consecutivas es constante para cada mapa. A esta distancia en vertical, que es entre dos planos horizontales consecutivos, se denomina equidistancia. De esta manera, la separación entre curvas de nivel de un mapa y la forma de éstas permite visualizar directamente el relieve. Escala: Cualquier mapa es una representación de un objeto que no tiene las mismas dimensiones que la realidad que representa. A la relación entre el tamaño real de un elemento y su representación en el mapa se la denomina escala.

Por tratarse de una relación, las escalas se expresan como fracciones en las que el numerador es una unidad cualquiera en el mapa (generalmente expresada como 1) y el denominador (x) indica el número de veces que la unidad en el mapa corresponde a la realidad. Se puede expresar de forma numérica (por ejemplo: 1:50.000) o de forma gráfica.

2. Delimitación de la cuenca de drenaje superficial . Una cuenca de drenaje es un área de la superficie que aporta agua a la corriente fluvial. Se puede definir como cuenca vertiente a un punto: Superficie, considerada impermeable, que recibe toda el agua de precipitación que potencialmente puede pasar por ese punto. La cuenca de drenaje es una entidad bien definida topográficamente e hidrológicamente y se considera como una unidad geomorfológica funda-mental. La cuenca de drenaje de una corriente se separa de otra por una línea imaginaria denominada divisoria. La divisoria siempre va a ser una línea que corta perpendicularmente las curvas de nivel. Para delimitar la cuenca de drenaje empezamos a dibujar la divisoria partiendo del punto más bajo de la cuenca (punto por donde pasarían todas las aguas de la cuenca). EJEMPLO DE CUENCA DE DRENAJE (Vertiente al punto A)

3. Ordenamiento de cauces El establecimiento del rango de los cursos fluviales de una cuenca fue iniciado por Horton (1945) con el establecimiento de la jerarquización de los cursos. El orden es una propiedad básica de las redes fluviales, ya que se relaciona con el caudal relativo del segmento de un canal. Existen varios sistemas de ordenación y el más utilizado es el de Strahler (1952), en el que un segmento de un curso Fluvial, que no tiene afluente que fluye desde su origen, se considera un segmento de primer orden. El segmento de segundo orden se origina al unirse dos segmentos de primer orden, uno de tercer orden resulta de la confluencia entre dos segmentos de segundo orden y así sucesivamente. El orden no se incrementa cuando a un segmento de un orden determinado confluye otro segmento de orden menor. Para el método de Strahler todas las cuencas de orden cuatro se consideran similares

Cuencas de 1 y 2º orden con los correspondientes interfluvios.

Cuenca de 4º orden

4. Determinación de parámetros de forma Determinar la forma de la cuenca de drenaje es importante pues las cuencas alargadas transmiten a mayores distancias el flujo fluvial, resultante de precipitaciones de tormentas. Las cuencas más equilibradas son las redondeadas, las que sus divisorias se aproximan a un círculo. En estas últimas, las crecidas de los ríos son más instantáneas en el punto de vertiente de la cuenca que se considere.

* Horton (1932) estableció un factor de forma F=S/L2, en el que S es el área de la

cuenca y L, la longitud de la cuenca (la recta de mayor longitud que va desde un punto de la divisoria hasta el punto de menor cota). Si el valor de esta fórmula es muy próximo a 1, la forma de la cuenca es muy cercana a un círculo.

Medición de longitudes Las mediciones de trazados lineales más o menos irregulares en un mapa (p. ej.:

el perímetro de una cuenca o la longitud de un cauce, una carretera, etc.) se pueden llevar a cabo principalmente de dos formas diferentes: A) Con la ayuda de curvímetros, bien sean analógicos o bien digitales (figuras 1 y 2); B) Mediante aplicaciones SIG (Sistema de Información Geográfica), figuras 3 y 4. Fig. 1.- Uso del curvímetro analógico para la medición de un trazado irregular en un mapa. Simplemente se sigue con la rueda del curvímetro el trazado procurando girarlo de forma que el plano de la rueda siga siempre el trayecto (como lo harían las ruedas de un automóvil). Fig.2.- Para el caso del curvímetro digital se sigue el mismo procedimiento que para el analógico. →

Fig. 3.-Ejemplo del proceso de medición de la longitud del perímetro de una cuenca de drenaje mediante aplicación SIG. En este caso SIGMA de la Junta de Andalucía. Conforme se va trazando la divisoria de aguas el segmento que une el punto de inicio con el último punto marcado se va estirando o acortando a modo de un cordón elástico.

Fig. 4.-Al final, cuando se vuelve al punto de inicio, se obtiene la longitud del perímetro de la cuenca, así como el área de la misma, con la ventaja de que podemos elegir las unidades de medida y hacer otras mediciones que nos puedan interesar como, por ejemplo, la longitud de la Cuenca.

Medición de Áreas También el cálculo sobre mapa del área de un sector de perímetro irregular se puede llevar a cabo de varias formas, de entre las cuales destacaremos tres:

A) De forma aproximada con la ayuda de papel milimetrado transparente (Figura 5). La aproximación es bastante cercana a la realidad y tiene la precisión suficiente para el tipo de cálculos que nos ocupan en esta práctica.

B) Mediante un planímetro (Figura 6) se puede medir el área de una superficie irregular, con bastante precisión, como puede ser el área de una cuenca. Basta con seguir con un puntero todo el perímetro de la superficie que se quiere medir. Al final, el aparato nos da el área de esa superficie delimitada por el perímetro seguido.

C) Con el uso de aplicaciones SIG, como en el caso de las longitudes (Figura 4).

Fig. 5.- Se superpone al mapa una cuadrícula con una magnitud de celdilla conforme con la escala del mapa. En este caso, en un mapa 1:25.000, se ha elegido una cuadrícula con 200m de lado, es decir, en cada km2 debe haber 5x5=25 celdillas. Así que cada celdilla tiene un área de 40.000m2 (es decir, 4 Ha). Todas las celdillas que caigan íntegramente dentro del perímetro de la cuenca se marcan con un círculo (p.ej.) y las que caigan sólo de forma parcial con una x. A la hora de hacer los cálculos consideraremos que cada casilla con círculo tiene un área de 40,000 m2 y las casillas con x 20,000m2. Se cuentan, se multiplica cada una por su valor y se obtiene el área.

Fig. 6.- Con el planímetro se pueden medir áreas irregulares sobre un plano, con resultados bastante exactos. Para medir un área, basta con seguir con el puntero, o con la cruceta de la derecha del planímetro de la figura, el perímetro que delimita el área que se quiera medir. Se debe mover ese puntero de manera continua a lo largo de todo el perímetro hasta volver al punto original desde el que se inició la medida.

5. Densidad de drenaje.

La densidad de la red de drenaje es una importante característica de la cuenca fluvial, ya que refleja controles geomorfológicos, litológicos, climáticos, y antrópicos. Los materiales duros como los granitos dan baja densidad de drenaje porque la erosión fluvial es difícil. En limos por el contrario puede erosionarse un cauce con facilidad.

La permeabilidad es también decisiva porque un terreno permeable no da casi nada de agua de escorrentía porque la infiltración es importante. Por lo tanto no se crean cauces con facilidad. En un terreno arcilloso la escorrentía es importante y se forman fácilmente arroyos (badlands).

La densidad de la red de drenaje se cuantifica mediante una relación:

Longitud total de todos los cursos de todos los órdenes / el área total de la cuenca.

D= ∑ L / A

Los valores que se obtienen pueden variar, por ejemplo, entre:

5 km/km 2 - Laderas suavizadas, de baja precipitación y substratos permeables. O afloramientos de rocas duras con vegetación. > 500 km/ km 2 - Áreas montañosas, de rocas impermeables, laderas abruptas e importantes precipitaciones. Zonas con muy poca vegetación. Es el caso, por ejemplo, de los badlands.

Siguiendo los ejemplos de Strahler (1979) podemos considerar las siguientes texturas (los límites varían según los autores):

Densidad de la red Textura

3 – 5 km de cauce por Km2 de superficie Grosera

6 – 16 km de cauce por Km2 de superficie Media

17 – 150 km de cauce por Km2 de superficie Fina

151 – 500 km de cauce por Km2 de superficie Ultrafina

Los factores que controlan la densidad de drenaje s on:

- Litología: Los materiales blandos facilitan la escorrentía y formación de corrientes de agua muy numerosas.

- Facilidad de infiltración: Los materiales permeables (porosos o fracturados) dan

lugar a la infiltración que impide la escorrentía y formación de corrientes de agua. - Cubierta vegetal: La cubierta vegetal es un obstáculo para la escorrentía y por

eso en climas húmedos las rocas blandas desarrollan menos cauces que en climas áridos. Por ejemplo, los badlands son más característicos en climas áridos.

BIBLIOGRAFÍA

• Strahler, A. & Strahler, A. (2000): Geografía Física. Ed. Omega, 550 pp. Ref. Biblioteca Ciencias: FCI/551.4 STR geo

• Gutiérrez Elorza, M. (2008): Geomorfología. Ed. Pearson Prentice Hall, 897 pp.

Ref. Biblioteca Ciencias: FCI/551.4 GUT geo

ANEXO: Formas del relieve

Entre los elementos morfológicos básicos más destacables del relieve podemos encontrar: Picos, depresiones, crestas, collados, laderas, vaguadas, planicies...

Elemento Descripción básica

Pico Convexidad en todas las direcciones

Depresión (pozo) Concavidad en todas direcciones

Cresta Convexidad en una dirección ortogonal a una línea sin curvatura

Collado Convexidad en una dirección ortogonal a una concavidad

Ladera Sin curvatura y con pendiente

Planicie Sin curvatura y sin pendiente

Vaguada (canal) Concavidad en una dirección ortogonal a una línea sin curvatura

Vaguada Vaguada

Vertiente Vertiente

Divisoria

de aguas

Divisoria de

aguas

Cima Escarpe

Collado o

puerto

Valle fluvial

Colina 300

522

Depresión

35

18

Collado

Collado

Barranco

Cresta

LADERAS / PENDIENTES Máxima pendiente: línea perpendicular a las curvas de nivel

1000

800

600 A

B

A B

1000

800

600

A B

A

B

1000

800

600

A

B Divisoria de aguas

LOMA

1000

800

600

A

B Vaguada

Atención a la lectura de las cotas ARROYO

COMPONENTES DE UN MAPA

Símbolos

Límite municipal

Cumbre/cotas

Ferrocarril

Puente

Cementerio

Vértice geodésico

Ancho

Línea eléctrica

Casa aislada

Otros elementos que pueden componer el mapa topográfico