Cuenca Hidrográfica

HIDROLOGÍA Semestre: 7º Código: HID7304

Prelaciones: Mecánica de los Fluidos - Dca 06305

Prof: Ing. MSc. Emerly Castillo S.

Celular: 0414-4220459

Email: [email protected]

Universidad José Antonio Páez

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

DEFINICIÓN •Unidad del territorio que capta la precipitación, transita el escurrimiento y la escorrentía hasta un punto de salida en el cauce principal. •Superficie del terreno que drena hacia un punto determinado •Superficie total drenada por un cauce y sus afluentes aguas arriba •Área por donde drena la escorrentía superficial hacia un punto determinado. •Espacio del territorio con una relación de interdependencia dinámica entre los componentes del medio natural y el humano cuyas descargas escurren todas hacia un mismo punto predeterminado

LA CUENCA HIDROGRÁFICA

FÍSICOS •RELIEVE

•RED DE DRENAJE •SUELOS

•COBERTURA SUPERFICIAL •CLIMA •PAISAJE

SOCIO CULTURALES •POBLACIONES

•CORREDORES Y REDES DE SERVICIOS •PAISAJE

ELEMENTOS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

RELIEVE: formas de la corteza terrestre en

la superficie

Topografía: representación gráfica de la superficie de la tierra , con sus formas y

detalles; tanto naturales como artificiales

Elevación: altura respecto al nivel medio

del mar

Curva de nivel: curva imaginaria que une

puntos de igual elevación con respecto

a un mismo datum


Patrón de drenaje: Es la forma cómo se acomodan los canales naturales de escurrimiento en un área

determinada. Determina la eficiencia del drenado de un territorio

Factores de los que depende: Pendiente de las laderas y del área de drenaje Cobertura superficial Resistencia de la litología Características de los suelos Clima Nivel e intensidad de lluvias Estructura Geológica


RED DE DRENAJE

Conjunto de canales que conducen la

escorrentía superficial

DENDRÍTICO

ENREJADO

RECTANGULAR

RADIAL

PARALELO

RELIEVE


RED DE DRENAJE

TIPO DE SUELO

COBERTURA SUPERFICIAL

PUNTO DE CONCENTRACIÓN

DIVISORIA O PARTEAGUAS

Determina la Capacidad de infiltración, Volúmenes de escurrimiento superficial,

Nivel de erodabilidad Arrastre de sedimentos

Punto de un cauce donde se concentran todas las aguas

de la cuenca. Es el sitio donde se quiere evaluar o

diseñar una obra hidráulica. Punto más bajo del

recorrido de las aguas

Tipos de coberturas naturales o artificiales que se encuentran en el área de la

cuenca.

A/5

A/6

A/10

A/10

A/6

A/10

A/10

A/15

A/15

A/10

A/15

1

2

3

4

5

6


Línea imaginaria que une los puntos de mayor elevación

(puntos de mayor cota)

Dentro de la divisoria pueden existir picos aislados de cota más

alta que las de la divisoria

Separa la cuenca en estudio de las cuencas vecinas.

Divide la precipitación sobre dos cuencas vecinas, es decir divide

dos sistemas fluviales. Atraviesa el curso de agua sólo

en el punto de salida.

PROPIEDADES SUPERFICIALES DE LA CUENCA HIDROLÓGICA

•Forma (trazado de la divisoria): forma y valor pico de los hidrogramas de crecida •Tamaño (área de la cuenca): caudales máximos y caudales mínimos


FACTORES CARACTERÍSTICOS

•Elevación: la precipitación, la temperatura y la humedad del suelo dependen de esta variable. •Elevación media de la cuenca: es un parámetro que puede determinarse de la siguiente manera: •E= ∑ (ai * ei) / A i varía entre 1 y n •ai: área entre curvas de nivel consecutivas. •ei: elevación media entre curvas de nivel consecutivas. •A: área total de la cuenca contribuyente.


I II III IV V VI VIII

Curva de nivel

(msnm)

Media , ei (msnm)

Área entre curvas, ai

(Km2) ei*ai

% de área respecto al

total

% de área sobre el

límite inferior

% de área por debajo del

límite superior

200-400 300 6,20 1860 11,23 100 11,23

400-600 500 8,10 4050 14,67 88,77 25,90

600-800 700 18,50 12950 33,52 74,10 59,42

800-1000 900 17,90 16110 32,43 40,58 91,85

1000-1200 1100 4,50 4950 8,15 8,15 100

TOTAL 55,20 39920 100

DETERMINACIÓN DE LA ELEVACIÓN MEDIA DE UNA CUENCA

ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA: 723,19 msnm

Parámetros y Factores Característicos De la cuenca

•A= Area: m2, Km2, has • P= Perímetro: m, Km •Factor de Forma: Ff= a/Lax

a : ancho medio de la cuenca = A/Lax Lax: longitud axial

Ff= A/Lax² Es adimensional. Se asocia a la capacidad que tiene una cuenca para producir crecientes. Una cuenca hipotética circular, es la de mayor eficiencia. Ff: 0,785.

El Ff siempre < 0,785 Cuanto más se acerca al valor de 0.785, mayor es la probabilidad

de generar crecientes.



•Indice o Coeficiente de compactibilidad:

Kc=P/Pceq= 0,28 P/√A

P: Perímetro de la cuenca en Km Pceq: perímetro de una cuenca circular de área

igual a la de la cuenca en estudio A: área de la cuenca en estudio en Km2

Kc es adimensional. El Kc de una cuenca circular es igual a 1,

Kc >1 siempre.




•Razón de alargamiento:

Ra=D/Lax= 1,128 √A /Lax

Ra: Razón de alargamiento D: Diámetro de un círculo con igual área de la cuenca en estudio

A: área de la cuenca en estudio en Km2 Lax: longitud axial

Ra es adimensional. En regiones montañosas Ra<0.6

En relieves pronunciados 0.6<Ra<0.8 En zonas planas, poco accidentadas Ra>0.8


• Red de drenaje • Razón de bifurcación


E levación - msnm

PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE PRINCIPAL

Método de Taylor - Schwartz

Método Gráfico


•Longitud del cauce principal: es el cauce de mayor longitud dentro de la divisoria •Pendiente media del cauce principal Su estimación estará determinada por la uniformidad del relieve 1. En cuencas con un relieve uniforme, en el cual el perfil longitudinal

del cauce es regular la pendiente media del cauce se estimará como la media aritmética de las pendientes de los tramos que conforman el perfil.

S= (∑ Si)/n i varía entre 1 y n 2. En cuencas donde el relieve no es tan uniforme y el perfil longitudinal

del cauce presenta irregularidades significativas, puede estimarse la pendiente media por el método de Taylor – Schwartz

S: (N/(S₁-⅟2 +S2-⅟2 +S3-⅟2………… Sn-⅟2 )² N: Número de segmentos en los que se divide el cauce, mínimo 5. Si: pendiente del tramo i

S: pendiente media del cauce


•Tiempo de Concentración: es una medida de la respuesta de la cuenca en crecidas y se define como el tiempo que tarda una gota en ir desde el punto más alejado de la cuenca hasta el punto de concentración. • Expresión del Tc: Tcs + Tv Tc: tiempo de concentración Tcs: tiempo de concentración superficial: tiempo que tarda una gota en el recorrido superficial, sin alcanzar al cauce. Tv: tiempo de recorrido hasta el punto de concentración, una vez Alcanzado el cauce: tiempo de recorrido en el cauce

Tcs= ΔL/(M√S) L: longitud del tramo de recorrido superficial M: factor tabulado en función del tipo de cobertura superficial S: pendiente del tramo de recorrido superficial Tv: 0,0195{ (L⁽ 3 ⁾)/ ΔH}⁽0.385⁾ Fórmula de Kirpich L: longitud de recorrido hasta el punto de concentración ΔH: diferencia de cotas entre los puntos considerados.

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