HIDROLOGIA

La cuenca hidrografica

I. INTRODUCCINPara un buen entendimiento acerca de lo que se refiere a las cuencas hidrogrficas se debe tener muy en claro el concepto de cuenca ya que esto nos permitir hacer las estimaciones necesarias, para la inspeccin de la cuenca y de esa forma verificar el sistema de drenaje, la topografa del terreno, y as como tambin la ubicacin de las estaciones pluviomtricas y de aforo.Deben estar ubicadas estratgicamente y en nmero suficiente para que los datos nos lleven a obtener una informacin pluviomtrica real, para as obtener clculos con un buen grado de confiabilidad.

Las cuencas estn expuestas a las alteraciones en su recorrido, debido a la sobre explotacin de los recursos, y que inclusive llegan a la desertificacin de rea extensas.

Es importante el estudio de la cuenca ya que de acuerdo a este se podr determinar la cantidad de agua que puede ser capas de poseer un ro, y una determinada rea para un aprovechamiento responsable de sus recursos por parte del hombre.Permite el mejor aprovechamiento del agua como recurso hdrico en bien del hombre, sin descuidar el riesgo ambiental que pueda generar este aprovechamiento.

Tener en cuenta el estudio de cuenca hidrogrfica en base a nuestra realidad que afronta nuestra regin, ya que esto nos permitir como estudiantes plantear posibles soluciones a cualquiera de los problemas que encontramos.

II. OBJETIVOS:

Permitir mejorar la evaluacin de los riesgos de inundacin y la gestin de los recursos hdricos gracias a que es posible medir la entrada, acumulacin y salida de sus aguas y planificar y gestionar su aprovechamiento analticamente. Como estudiante saber elaborar el perfil longitudinal y la pendiente de un curso de agua para su adecuado aprovechamiento e interpretacin. Interpretar las diferentes estaciones de precipitacin para poder saber dentro de cuantos aos se volver a repetir tal evento con las mismas caractersticas. Aplicar el conocimiento tericos obtenidos durante el desarrollo de curso.

Tener formas de solucin a la escasez del recurso hdrico (agua), a largo plazo.

Tener en cuenta el estudio de cuenca hidrogrfica en base a nuestra realidad que afronta nuestra regin, ya que esto nos permitir como estudiantes plantear posibles soluciones a cualquiera de los problemas que encontramos.

III. CONTENIDO TERICO:

3.1. NUEVO CONCEPTO DE CUENCA HIDROGRFICA, BAJO EL ENFOQUE DE ECOSISTEMA.rea de recepcin de las lluvias drenada por un nico sistema fluvial. Cada curso de agua tiene una cuenca bien definida para cada punto de su recorrido.

El tamao y forma de una cuenca viene determinado generalmente por las condiciones geolgicas del terreno.

La cuenca adopta diferentes formas, la misma que caracteriza de una cuenca a otra, la forma de una cuenca condiciona la capacidad de escurrimiento de la cuenca y la relacin directamente con el tiempo de concentracin.3.2. CONCEPTO DE GESTION INTEGRADA DE LOS RECURSOS HIDRICOS (GIRH) La gestin integrada de los recursos hdricos (GIRH) es un proceso sistemtico de desarrollo sostenible, asignacin y seguimiento de los recursos hdricos. Tanto el concepto como los principios de la GIRH se expresaron claramente en la Conferencia Internacional sobre el Agua y el Medio Ambiente que tuvo lugar en Dubln, Irlanda, en 1992, as como en el Captulo 18 de la Agenda 21, un documento de consenso que emergi de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo, realizada en Ro de Janeiro, Brasil, en 1992.

Surgi como un enfoque holstico para la gestin del agua, en respuesta a las crecientes demandas rivalizantes sobre reservas finitas de agua dulce. El enfoque apunta a garantizar un desarrollo concertado de los recursos hdricos, terrestres y otros recursos relacionados, con el fin de optimizar el bienestar econmico y social sin comprometer la sostenibilidad de los sistemas ambientales (Asociacin Mundial del Agua, GWP, 2000). Diseadores de polticas, analistas, organizaciones internacionales y gobiernos han intentado llegar a un consenso en torno a los principios que guiarn el establecimiento de prioridades, el diseo de polticas y la elaboracin de iniciativas concretas de GIRH.

3.3. DELIMITACIN Y PLANIMETRADO DE UNA CUENCA

Para realizar el estudio de una cuenca es necesario disponer de informacin bsica entre las cuales tenemos:

Mapas

Fotografas areas

Planos satelitales

Carta nacional

Para delimitar la cuenca se sigue el siguiente procedimiento:

a) Colocar la Carta Nacional (en nuestro caso plano) sobre el tablero de dibujo.

b) Sobre el plano colocar un papel transparente (mantequilla, canson, etc.)

c) Identificar el curso de agua principal.

d) Marcar en el papel la ubicacin de los puntos topogrficamente mas altas a ambos lados del cauce principal, una vez ubicados tales puntos alrededor de toda la cuenca (despus de ubicados los puntos mas altos), unirlos mediante una lnea de la siguiente caracterstica: Esta lnea es llamada tambin lnea divisoria de aguas o Divortium Aquarium y viene a constituir la lnea perimtrica que delimita la cuenca en estudio. La longitud de esta lnea (Km) constituye el permetro de la cuenca.

e) Una vez delimitado el espacio hidrogrfico o cuenca se puede calcular el rea de la cuenca. El procedimiento para calcular el rea se denomina Planimetrado y se puede realizar de dos maneras, la primera utilizando el planmetro y la segunda utilizando el mtodo analtico de figuras geomtricas conocidas o tambin con el mtodo del papel milimetrado a una escala dada.

3.4. ELEMENTOS BSICOS DE UNA CUENCA HIDROGRFICA

Ya que una cuenca hidrogrfica no solo depende de su estructura geolgica sino tambin del relieve de la superficie terrestre, el clima, tipo de suelo y la vegetacin y cada vez en mayor medida; entonces podemos encontrar como elementos bsicos de una cuenca:

Flora: se denomina a todas las plantas que existen dentro de la cuenca.

Clima: conjunto de condiciones atmosfricas que caracterizan una cuenca hidrogrfica.

Poblacin: conjunto de personas que habitan una zona determinada.

Fauna: conjunto de animales que se encuentran en la cuenca.

Actividades Antropicas: Aparte de explotar los recursos existentes en el espacio geogrfico el hombre realiza obras para la satisfaccin de sus necesidades(construccin de carreteras, puentes, bocatomas , canales de regado, etc)

Agua: elemento ms abundante de la superficie terrestre.

Suelo: capa superior de la superficie terrestre, en la cual estn enraizadas las plantas.

Minerales: Son el motivo de explotacin del hombre.

Luz Solar: Dinamiza el sistema hidrolgico pues es fuente de energa. Tambin condiciona la forma de vida de los habitantes de una cuenca hidrogrfica.

3.5. PARTES DE UNA CUENCALas partes de una cuenca son:

PARTE ALTA. Es de pendiente muy pronunciada, en esta parte tiene un fuerte poder erosivo en su cauce, el cual da origen a las cascadas, cataratas, saltos, etc. Viene a constituir la naciente del ro, la cual debemos proteger y conservar, para asegurar que el agua siempre tenga su mismo caudal.

PARTE MEDIA. Es de corriente ms lenta ya que el declive es menos pronunciado. Viene a constituir la parte central o intermedia de la cuenca.

PARTE BAJA. Es de suave pendiente y corriente tranquila, por desplazarse por terreno plano, es la parte ltima de la cuenca donde las aguas del ro desembocan en otro ms grande.

3.6. TIPOS DE CUENCAS HIDROGRFICAS EN EL PEREl Per esta dividido por dos tipos de cuencas hidrogrficas las cuales son:

A. POR SU HUMEDAD: CUENCA HUMEDA

Es aquella que recibe agua suficiente para cubrir las demandas de los usuarios es decir presenta un caudal permanente y debido a esta mantiene una vegetacin.

CUENCA ARIDA.

Es aquella que no recibe lluvia teniendo un dficit de agua, sin embargo se considera que hasta unos pocos milmetros de precipitacin anual no le quita su carcter de tal. La vegetacin varia entre nula y escasa, ya que ella ofrece muy poca defensa contra la erosin.

CUENCA SEMI-ARIDAEsta cuenca se caracteriza por tener agua durante medio ao y el resto seco por que se comporta alternativamente.

B. POR SU UBICACIN

CUENCA HIDROGRAFICA DEL PACIFICO

Esta formada por los ros que tienen su origen en la cadena occidental de los Andes Peruanos y desaguan en el ocano Pacifico, estos ros tienen su origen en los deshielos de los glaciales de la cadena occidental de los Andes.

Dentro de los principales ros de la vertiente del Pacfico se encuentran: El ro Zarumilla, Tumbes, Chira, Piura, La Leche, Jequetepeque, Santa, Chancas, Chilln, Rimac, Caete, etc.

CUENCA HIDROGRAFICA DEL AMAZONAS O DEL ATLNTICO

Esta conformada por las aguas que se concentran y se vierten despus de recorren la sierra y selva en el ro Amazonas, y forman en conjunto la regin hidrogrfica ms extensa del Per.

Se localiza en la parte oriental de nuestro territorio al este de la cordillera de los Andes.

Los principales ros de la cuenca del Amazonas son : El Amazonas , el Maraon, y su afluente el Huallaga, el Ucayali y Madre de Dios.

PRINCIPALES AFLUENTES DEL AMAZONAS: El ro Nanay, Napo, Putumayo.

PRINCIPALES AFLUENTES DEL MARAON: El ro Chamaya, Chinchipe, Cenepa, Morona, Pastaza, Tigre, Utcubamba, Imaza, Huallaga.

PRINCIPALES AFLUENTES DEL HUALLAGA: El ro Mayo, Sapososa, Huallabamba, Tocache, Chontayacu, Biabo, Ponaza.

CUENCA HIDROGRFICA DEL TITICACALa cuenca del Titicaca esta formada por el rea territorial cuyas aguas se vierten en el Lago Titicaca. Se localiza en la meseta del Collao, en la parte central del departamento de Puno. Est limitada por la cadena Oriental y Occidental de los Andes del Sur y la cordillera de Vilcanota.

PRINCIPALES ROS DE LA CUENCA DEL TITICACA

EL RO SUCHES:Formado por los nevados de Palomuni y Cullizn y la laguna de Suches.

EL RO RAMIS: Se forma por la afluencia de los ros Ayariri y Azngaro.

EL RO COATA: Se forma por los ros Lampa y Cabanillas.

EL RO LLAVE: Se forma por la afluencia de los ros Huenque y Aguas Calientes.

EL RO DESAGUADERO: Es por donde el Lago Titicaca desagua gran parte de su masa acufera para verterla en el lago Poopo o Aullaga en Bolivia.

3.7. PARMETROS GEOMORFOLGICOS DE UNA CUENCAa. NDICE DE COMPACIDAD(Kc)

Es la relacin entre el permetro de la cuenca y el permetro de un crculo cuya rea sea igual al de la cuenca.

Con este parmetro se trata se explicar la influencia del contorno de la cuenca y su rea en la escorrenta.

Particularmente en la caracterizacin de hidrogramas cuando los valores son ms prximos a la unidad, significa que, la cuenca se aproxima a una forma circular y las descargas estn representadas por hidrogramas de cortos tiempos de concentracin y pronunciados picos que indican mximas crecidas.

El ndice de compacidad nos determina la forma de la cuenca, tiene valores que van entre 1 y el valor de 2. Entonces podemos decir que cuando el ndice de compacidad se aproxima a 1 la cuenca tendr forma circular y cuando se aproxima a 2 la cuenca tendr forma alargadaLa frmula utilizada se define as:

O

Donde

Kc:Coeficiente de Capacidad o Coeficiente de Gravelius.

p:Permetro de la Cuenca

A:rea de la Cuenca

Si Kc 1 ==> La forma de la cuenca es circular o redondeada.

Si Kc > 1 ==> La forma de la cuenca es alargada.

b. DENSIDAD DE DRENAJE (Dd)

Es un parmetro que nos expresa o representa la distribucin de la longitud de los cursos de agua dentro de la cuenca por unidad de rea (km2).

Km/Km2Donde

Li = ( long.margen derecha + ( long.margen izquierda + Longitud del cauce principal. Dado en Km.

A= rea de la Cuenca. Dado en Km2.

Cuando los valores de Dd varan hacia arriba quiere decir que la cuenca tiene bastantes ramificaciones de afluentes. (Dd = 1.5, 2.5,......., 3.5, etc.)

c. COEFICIENTE DE TUORTUOSIDAD: (Ts)

Es un parmetro que nos permite conocer las caractersticas de la vista en planta de un curso de agua.

Nos expresa la relacin que existe entre la longitud real y la longitud aparente o rectilnea de un curso de agua, o un tramo que sea de nuestro inters.

(s 1 es curvilneo o sinuoso.

(s = 1 es mucho ms lineal.

ORDEN DE LAS CORRIENTES DE AGUA:

Las corrientes fluviales son clasificadas jerrquicamente: las que constituyen las cabeceras, sin corrientes tributarias, pertenecen al primer orden o categora; dos corrientes de primer orden que se unen forman una de segundo orden, que discurre hacia abajo hasta encontrar otro cauce de segundo orden para constituir otro de tercera categora y as sucesivamente. Consecuentemente Horton estableci unas leyes o principios sobre la composicin de las redes de drenaje relacionadas con los rdenes de las corrientes y otros indicadores asociados, tales como la longitud de los cursos fluviales y su nmero. Sin embargo, las leyes de Horton han sido criticadas en los ltimos aos porque se apoyaban en una aproximacin estadstica que no tena su base en la manera de discurrir naturalmente el agua y la formacin de canales.

3.8. PENDIENTE DE UNA CUENCA

Nos permite conocer la Topografa del relieve de una cuenca; Controla en buena parte la velocidad con que se da la escorrenta Superficial y afecta por lo tanto, el tiempo que lleva el agua de lluvia para concentrarse en los lechos fluviales que constituyen la red de drenaje de las cuencas.

METODO DE ALVORDPara calcular la pendiente de una cuenca se sigue los siguientes pasos:

1. Se toma 3 curvas de nivel consecutivas con un mismo espaciamiento.

2. Entre la curva 1 y 2 hacemos pasar por la mitad una curva punteada uniforme lo mismo hacemos entre la curva 2 y 3.

3. En los extremos de la curva trazamos el lmite de la cuenca (b, b)

4. Se calcula el desnivel y el rea de la cuenca.

5. Luego se calcula la pendiente de la cuenca.

D = Desnivel constante ai = b * li ====> b = ai / li

D Si = D / b = D / ai /li = D* li / ai

b

Si = D * li/ai

====> Sc = D * (li / (ai

====> Sc = D * L / A%

Donde:

L = Longitud de las curves de nivel.

D = Desnivel constante.

A = Area total de la cuenca.

A mayor pendiente de una cuenca, menor ser el tiempo que demora una partcula de agua que llegue a tierra en trasladarse hasta el curso de agua principal y viceversa.

3.9. CURVAS CARACTERISTICAS PRINCIPALESA. CURVA HIPSOMETRICA

Para el trazado de una cuenca Hipsomtrica se sigue el siguiente procedimiento:

1. Delimitar la cuenca del curso de agua en estudio.

2. Calcular el rea total de la cuenca en km2.

3. Encontrar las reas parciales comprendidas entre curvas de nivel consecutivas.

4. Establecer en un cuadro las columnas 1 y 2 tal como se muestra en el siguiente ejemplo.

5. Dibujar el eje de las coordenadas, en el eje de las abscisas los valore correspondientes a la altura (el rea acumulada de la cuenca), y en el eje de las coordenadas la altitud de la cuenca. Se dibuja preferentemente en papel milimetrado a una escala conveniente.

6. En el eje coordenado, se deber graficar lo valores de las columnas 1 y 2 resaltando el punto de interseccin de ambos valores.

7. Sobre el conjunto de puntos de interseccin obtenidos y con las ayuda de un pistolete unir los puntos ms representativos que viene a ser la representacin de una curva hipsomtrica.

La cuenca hipsomtrica nos permite conocer la distribucin del rea de la cuenca con respecto a la altitud. Tambin se dice que representa la relacin entre la altura y la superficie acumulada que se da sobre dichas alturas, entonces podemos decir de la curva hipsomtrica nos permite caracterizar el relieve de la cuenca.

B. CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

Es la representacin grfica de la distribucin del porcentaje de las superficies ocupadas por diferentes escalones altitudinales.

Se sigue el siguiente procedimiento:

1. Determinar la cuenca del curso de agua en estudio.

2. Calcular el rea total de la cuenca en km2.

3. Encontrar las reas parciales comprendidas entre las curvas de nivel consecutivas.

4. Establecer en un cuadro las columnas 1 y 5.

5. Graficar un eje de coordenadas, indicando en el eje de las abcisas el porcentaje de rea entre cotas de la cuenca y en el eje de las ordenadas la altitud de la cuenca.

6. Este grafico se realizara en papel milimetrado y a escala conveniente.

7. En el eje coordenado de puntos se debe graficar los valores de la columna 1 y 5, resaltando los rectngulos que se forman de ambos valores.

8. Sobre el conjunto de puntos de interseccin obtenidos y con la ayuda de una regla unir los puntos, formando rectngulos, que viene a ser la representacin de la curva de frecuencia de altitudes.

C. CUADRO DE DATOS PARA EL TRAZO DE LA CURVA HIPSOMETRICA Y LA CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDESCOTA

m.s.n.mREA SOBRE COTA(Km2)REA ENTRE COTAS(Km2)REA ACUMULADA% DE REA ENTRE COTAS

Punto mas bajo = ZoAo= rea total de la cuenca---------------------------

Z1A1Ao A1Ao A1(Ao A1)*100/ Ao

Z2A2A1 A2:(A1 A2)*100/

A1

Z3A3A2 A3::

:::Ao:

Punto mas alto ZnAnAn-1 -An(An-1-An)*100/

Ao

TOTALESAo100

GRAFICO DE LA CURVA HIPSOMETRICA Y POLIGONO DE FRECUENCIAS

100% Area

COTAS

m.s.n.m

D. ALTITUD MEDIA DE LA CUENCA

La altitud media de la cuenca, es la altitud, para el cual el 50% de rea de la cuenca esta situada por encima de esta altitud y el 50% por debajo de ella. Habiendo graficado la curva hipsomtrica es fcil determinar de manera grafica la altitud media de la cuenca.

50%

100%

cota

m.s.n.m

REA ACUMULDA (KM2)

3.10. PERFIL LONGITUDINAL DE UN CURSO DE AGUA

El perfil longitudinal de un curso de agua es importante definirlo en el estudio de la cuenca toda vez que nos permite conocer las caractersticas respecto a su altitud y su comportamiento durante el recorrido. Se representa graficando las alturas y la distancia a lo largo del curso principal o el tramo que queremos estudiar.

Se grafica en papel milimetrado en un eje coordenado la altitud vs. Longitud:

Altitud

H

S

Longitud (Km.)

La importancia de conocer el perfil de un curso de agua es para determinar el aprovechamiento de un salto, para la generacin de energa elctrica, tambin es mas fcil determinar la pendiente de un curso de agua.

3.11. PENDIENTE DE UN CURSO DE AGUALa velocidad de escurrimiento de las corrientes de aguas dependen de las pendientes de sus canales fluviales., a mayor pendiente mayor velocidad por ello el conocimiento de la pendiente de un curso de agua permite definir el aprovechamiento hidrulico para la generacin de energa.

Para determinar la pendiente de un curso de agua utilizaremos el mtodo de Taylor Schawartz:

Donde:

n: Numero de Tramos

S = Pendiente de un curso de agua.

DETERMINACION DE LA PENDIENTE DE UN CURSO DE AGUA

S1

S2

S3

S4

Sn

aa a a a

La importancia de conocer la pendiente de un curso de agua as como el de perfil longitudinal, es definir el aprovechamiento hidrulico para la generacin de energa.

IV. CONCLUSIONES Es viable el estudio de las cuencas hidrogrficas, ya que nos genera soluciones y mtodos de clculo, la decisin a tomar depender del criterio de cada alumno. La falta de datos que proporcionas las entidades del estado encargados del estudio de esta parte de la ingeniera es muy limitada en cuanto a los datos que se requiera para su estudio.

V. RECOMENDACIONES Dar ms inters a estos tipos de estudios porque esto va ha permitir las investigaciones sobre la realidad de las cuencas y de las cuencas que originan la variacin de las precipitaciones y cambios climticos.

Se recomienda trabajar con datos actualizados para un mejor anlisis del trabajo a realizar.

Incentivar a los alumnos al intercambio de experiencias en trabajos realizados y as poder crear herramientas para que el alumno participe y tome decisiones.

VI. BIBLIOGRAFA CHEREQUE MORAN, Wendor. Hidrologa para estudiantes de Ingeniera Civil

Encarta Biblioteca Estudiantil

Internet

SEGUNDO VITO ALIAGA ARAUJO. Hidrologa Estadstica

VII. INTRODUCCIN

VIII. OBJETIVOS:

IX. CONTENIDO TERICO:

9.1. NUEVO CONCEPTO DE CUENCA HIDROGRFICA, BAJO EL ENFOQUE DE ECOSISTEMA.

9.2. CONCEPTO DE GESTION INTEGRADA DE LOS RECURSOS HIDRICOS (GIRH) 9.3. DELIMITACIN Y PLANIMETRADO DE UNA CUENCA

9.4. ELEMENTOS BSICOS DE UNA CUENCA HIDROGRFICA

9.5. PARTES DE UNA CUENCA

PARTE ALTA.

PARTE MEDIA.

PARTE BAJA.

9.6. TIPOS DE CUENCAS HIDROGRFICAS EN EL PER

C. POR SU HUMEDAD:

CUENCA HUMEDA

CUENCA ARIDA.

CUENCA SEMI-ARIDAD. POR SU UBICACIN

CUENCA HIDROGRAFICA DEL PACIFICO

CUENCA HIDROGRAFICA DEL AMAZONAS O DEL ATLNTICO

CUENCA HIDROGRFICA DEL TITICACAPRINCIPALES ROS DE LA CUENCA DEL TITICACA

9.7. PARMETROS GEOMORFOLGICOS DE UNA CUENCA

d. NDICE DE COMPACIDAD(Kc)

e. DENSIDAD DE DRENAJE (Dd)

f. COEFICIENTE DE TUORTUOSIDAD: (Ts)

ORDEN DE LAS CORRIENTES DE AGUA:

9.8. PENDIENTE DE UNA CUENCA

METODO DE ALVORD9.9. CURVAS CARACTERISTICAS PRINCIPALES

E. CURVA HIPSOMETRICA

F. CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

G. CUADRO DE DATOS PARA EL TRAZO DE LA CURVA HIPSOMETRICA Y LA CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDESH. ALTITUD MEDIA DE LA CUENCA

9.10. PERFIL LONGITUDINAL DE UN CURSO DE AGUA

9.11. PENDIENTE DE UN CURSO DE AGUAX. CONCLUSIONES

XI. RECOMENDACIONES

XII. BIBLIOGRAFA

ALTA

ALTA

MEDIA

BAJA

BAJA

A

L. aparente

L. real

B

100

110

120

100

110

120

b

Altitud (msnm)

rea de la cuenca (Km)

Polgono de frecuencia

Curva hipsomtrica

a

Curva hipsomtrica

Perfil Longitudinal del Curso de Agua

CUENCAS HIDROGRFICAS

_1252450911.unknown

_1252452127.unknown

_1252456987.unknown

_1252451380.unknown

_1252450773.unknown