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CUENCA-Autor: Martin Alvarez Soriano 1

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CUENCAS

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GEOMORFOLOGA DE LAS CUENCAS

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I. CONCEPTO BSICO DE CUENCAS

La Cuenca Hidrogrfica se define como la unidad territorial natural quecapta la precipitacin, y es por donde transita el escurrimiento hastaun punto de salida en el cauce principal o sea es un rea delimitada poruna divisoria topogrfica denominada parte-agua que drena a un caucecomn (Brooks ,1985).

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I.1 CUENCA HIDROGRFICA:

Es el espacio de territorio delimitado por la lnea divisoria de las aguas,conformado por un sistema hdrico que conducen sus aguas a un roprincipal, a un ro muy grande, a un lago o a un mar (Fig.1). Este es unmbito tridimensional que integra las interacciones entre la coberturasobre el terreno, las profundidades del suelo y el entorno de la lneadivisoria de las aguas.

En la cuenca hidrogrfica se encuentran los recursos naturales, la

infraestructura que el hombre ha creado, all el hombre desarrolla susactividades econmicas y sociales generando diferentes efectosfavorables y no favorables para el bienestar humano. No existe ningnpunto de la tierra que no pertenezca a una cuenca hidrogrfica.

Por su tamao geogrfico:

Las cuencas hidrogrficas pueden ser grandes, medianas o pequeas,por ejemplo para Centroamrica la cuenca del ro Lempa (El Salvador),Chixoy (Guatemala), Reventazn (Costa Rica) pueden considerarsecuencas grandes, en el contexto de Centroamrica, sin embargo, stasen tamao son pequeas si se comparan con la cuenca del roAmazonas o la cuenca del Plata en Sudamrica.

De all que en cuanto a tamao y complejidad, los conceptos depequeas cuencas o microcuencas, pueden ser muy relativos cuando sedesarrollen acciones, se recomienda entonces utilizar criteriosconjuntos de comunidades o unidades territoriales manejables desde

el punto de vista hidrogrfico.

Por su Ecosistema:

Tambin existen otras consideraciones acerca de las cuencashidrogrficas, el medio o el ecosistema en la que se encuentran,establecen una condicin natural, as tenemos, las cuencas ridas,cuencas tropicales, cuencas hmedas y cuencas fras.

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Por su Objetivo:

Por su vocacin, capacidad natural de sus recursos, objetivos ycaractersticas, las cuencas pueden denominarse, hidroenergticas,para agua poblacional, agua para riego, agua para navegacin,ganaderas, hortcolas y municipales.

En la cuenca hidrogrfica se encuentran los recursos naturales, lainfraestructura que el hombre ha creado, all el hombre desarrolla susactividades econmicas y sociales generando diferentes efectosfavorables y no favorables para el bienestar humano. No existe ningnpunto de la tierra que no pertenezca a una cuenca hidrogrfica.

Considerando el relieve y accidentes del terreno, las cuencas puedendenominarse planas, cuencas de alta montaa, cuencas accidentadas oquebradas.

I.2 LA CUENCA HIDROGRFICA COMO SISTEMA

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Para comprender por qu la cuenca hidrogrfica es un sistema (Fig. 2),es necesario explicar que:

a) En la cuenca hidrogrfica existen entradas y salidas, por ejemplo, el

ciclo hidrolgico permite cuantificar que a la cuenca ingresa unacantidad de agua por medio de la precipitacin y otras formas; y luegoexiste una cantidad que sale de la cuenca, por medio de su ro principalen las desembocaduras o por el uso que adquiera el agua.

b) En la cuenca hidrogrfica se producen interacciones entre suselementos, por ejemplo, si se deforesta irracionalmente en la parte alta,es posible que en pocas lluviosas se produzcan inundaciones en laspartes bajas.

c) En la cuenca hidrogrfica existen interrelaciones, por ejemplo, ladegradacin de un recurso como el agua, est en relacin con la falta deeducacin ambiental, con la falta de aplicacin de leyes, con lastecnologas inapropiadas, etc.

El sistema de la cuenca hidrogrfica, a su vez est integrado porlos subsistemas siguientes:

a. Biolgico, que integran esencialmente la flora y la fauna, y los

elementos cultivados por el hombre.b. Fsico, integrado por el suelo, subsuelo, geologa, recursos

hdricos y clima (temperatura, radiacin, evaporacin, etc.).

c. Econmico, integrado por todas las actividades productivas querealiza el hombre, en agricultura, recursos naturales, ganadera,industria; servicios (caminos, carreteras, energa, asentamientosy ciudades)

d. Social, integrado por los elementos demogrficos,institucionales, tenencia de la tierra, salud, educacin, vivienda,culturales, organizacionales, polticos, etc.

Los elementos que integran los subsistemas variarn de acuerdo almedio en el que se ubique la cuenca y al nivel de intervencin delfactor humano.

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I.2.1 PARTES DE UNA CUENCA

Una cuenca hidrogrfica se puede decir que est compuesta por determinadaspartes, segn el criterio que se utilice (Fig. 3), por ejemplo:

I.2.1.1 CRITERIO 1 ALTITUD:

Si el criterio utilizado es la altura, se podran distinguir la parte alta, media y baja,sucesivamente, en funcin de los rangos de altura que tenga la cuenca. Si laDiferencia de altura es significativa y vara de 0 a 2,500 msnm, es factiblediferenciar las tres partes, si esta diferencia es menor, por ejemplo de 0 a 1000msnm, posiblemente slo se distingan dos partes, y si la cuenca es casi plana ser

menos probable establecer partes. Generalmente este criterio de la altura, serelaciona con el clima y puede ser una forma de establecer las partes de unacuenca.

I.2.1.2 CRITERIO 2 TOPOGRAFA:

Otro criterio muy similar al anterior es la relacin con el relieve y la forma delterreno, las partes accidentadas forman las montaas y laderas, las partesonduladas, casi planas y planas, forman los valles; y finalmente otra parte es lazona por donde discurre el ro principal y sus afluentes, a esta se le denomina

cauce.

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1.2.2 DIVISIN DE UNACUENCA

La cuenca hidrogrfica puededividirse en espacios definidospor la relacin entre el drenajesuperficial y la importancia quetiene con el curso principal. Eltrazo de la red hdrica esfundamental para delimitar losespacios en que se puede dividirla cuenca. A un curso principalllega un afluente secundario,este comprende una subcuenca.

Luego al curso principal de unasubcuenca, llega un afluenteterciario, este comprende unamicrocuenca, adems estn lasquebradas que son caucesmenores (Fig. 4).

1.2.2.1 CUENCA: Se entiende por cuenca hidrogrfica la porcin de territoriodrenada por un nico sistema de drenaje natural. Una cuenca hidrogrfica sedefine por la seccin del ro al cual se hace referencia y es delimitada por la lneade las cumbres, tambin llamada divisor de aguas hidrolgicos.

1.2.2.2 SUB CUENCA: Los afluentes. Son los ros secundarios que desaguan en el roprincipal. Cada afluente tiene su respectiva cuenca, denominada sub-cuenca.

1.2.2.3 MICRO CUENCAS: Son los afluentes a los ros secundarios, entindase porcaos, quebradas, riachuelos que desembocan y alimentan a los ros secundarios.

1.3. CUENCA HIDROLGICA

Segn el concepto de ciclo hidrolgico, toda gota de lluvia que cae al suelo,continua en forma de escurrimiento e infiltracin, luego va a lugares de

concentracin, all parte se evapora y vuelve al espacio para formar el ciclo. Luegoque la gota de lluvia se infiltra, satura el suelo, pasa a percolacin profunda yrecarga los acuferos. En este desplazamiento vertical, el agua se puede encontrarcon estratos impermeables (rocas duras) que movilizarn las partculas de aguadependiendo de la forma y tipo de rasgos geolgicos.

Cuando el relieve y fisiografa, tienen una forma y simetra diferente a laconfiguracin geolgica de la cuenca, se puede decir que existe una cuencasubterrnea, que cambia la direccin del flujo subsuperficial para alimentar a otracuenca hidrogrfica.

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A sta configuracin se denomina cuenca hidrolgica, la cual adquiere importanciacuando se tenga que realizar el balance hidrolgico (Fig. 5).Cuando la divisoria dela cuenca hidrogrfica es diferente de la divisoria de la cuenca hidrolgica, losflujos subsuperficiales y el movimiento del agua en el suelo se presenta de lasiguiente manera:

Es muy importante conocer esta caracterstica interna de la cuenca, porque enalgunos casos se realiza el balance hidrolgico sin considerar los aportes o fugas de

una cuenca vecina a otra. Un caso particular son las cuencas ubicadas en terrenoscrsticos.

1.3.2 EL SISTEMA HDRICO

Tambin a la cuenca hidrogrfica se le reconoce como un rea de terrenoconformada por un sistema hdrico, el cual tiene un ro principal, sus afluentessecundarios, terciarios, de cuarto orden o ms. El sistema hdrico refleja uncomportamiento de acuerdo a cmo se estn manejando los recursos agua, suelo ybosque; y qu actividades o infraestructuras afectan su funcionamiento.

Todo punto de la tierra puede relacionarse con el espacio de una cuencahidrogrfica, a veces corresponde a las partes altas, laderas, lugares ondulados,sitios planos y zonas bajas, que pueden localizarse hasta en las zonas costeras,cuando la cuenca conduce su drenaje a un ocano o mar.

Algunos lugares que pertenecen a pequeos cauces o drenajes y que no forman unro mayor, que pueden desembocar directamente al ocano o a otro cauce mayor,se denomina zonas de "intercuencas" y pueden asociarse fsicamente con lacuenca, subcuenca o microcuenca limtrofe.

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En las zonas planas "llanura" es difcil configurar el lmite de las cuencas, all losros mendricos pueden formar cauces errticos, de zonas inundables, a veces muysedimentada que dificultan la delimitacin de la cuenca, la orientacin del drenajeser determinante o por medio de una carta topogrfica con curvas de nivel demenor equidistancia.

Por el sistema drenaje y su conduccin final

las cuencas hidrogrficas se denominan arricas, exorricas, criptorricas yendorricas:

A) SON ARRICAS cuando no logran drenar a un ro mar o lago, sus aguas sepierden por evaporacin o infiltracin sin llegar a formar escurrimientosubterrneo.

B) SON CRIPTORRICAS cuando sus redes de drenaje superficial no tienen unsistema organizado o aparente y corren como ros subterrneos (caso de zonascrsticas).

C) SON ENDORRICAScuando sus aguas drenan a un embalse o lago sin llegar almar.

D) SON EXORRICAS cuando las vertientes conducen las aguas a un sistemamayor de drenaje como un gran ro o mar.

1.4. MANEJO INTEGRAL DE LA MICRO CUENCA EN EL DESARROLLOSOSTENIBLE

En territorio pequeo es probable que las comunidades tengan intereses comunes,por lo tanto la participacin conjunta de actores y usuarios de los servicios yrecursos de las cuencas, harn posible la aplicacin de todas las acciones tcnicasdirectas e indirectas que la cuenca requiere.

Tambin los extensionistas y facilitadores de los procesos de desarrollo sostenibletendrn mayor posibilidad de interactuar directamente y en forma ms continuacon los beneficiarios. Las organizaciones locales se estructurarn mejor y vern los

beneficios de manera ms inmediata, facilitando la continuidad de acciones. Estaintervencin por microcuencas, debe considerar un plan de manejo integral o unplan maestro de la gran cuenca.

Un aspecto particular, pero que no es exclusivo, que hace posible la sostenibilidadde los recursos naturales, es el trabajo que se realiza a nivel de finca o de cualquierotra unidad de intervencin, cuando se implementan acciones por medio de microcuencas. En este caso, por ejemplo, es ms probable que los agricultores adoptenlas tecnologas, por la continua y frecuente asistencia tcnica que puedan recibir.Lgicamente, todo depender Pg. 13de la estrategia de intervencin y del nivel deintensidad que se aplique a las diferentes unidades de trabajo en las microcuencas.

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1.5. DELIMITACIN Y DE CUENCAS HIDROGRFICAS EN EL PER

La cuenca hidrogrfica se puede delimitar fsicamente por medio de una cartatopogrfica, un plano altimtrico o un mapa topogrfico, que tenga suficientedetalle de las alturas del terreno.

Entre las escalas ms comunes se tienen, 1/25,000 y 1/50,000, aunque para finesde diseo e intervencin, las escalas ms recomendables pueden ser 1/10,000 1/5,000; el tamao y complejidad del relieve de la cuenca indicarn que hay quetomar en cuenta cual es la escala ms apropiada.

Por ejemplo terrenos planos requieren mas detalle de las curvas de nivel y laescala ser mayor, por el contrario terrenos muy accidentados y de variadaspendientes requerirn menor detalle de curvas a nivel y la escala podra sermenor.

1.5.1 ANTECEDENTES:

En 1984, la Oficina Nacional de Evaluacin de Recursos Naturales (ONERN),

desarroll un primer mapa de delimitacin de cuencas en el pas a partir del cualse determinaron 106 cuencas hidrogrficas. En 2001, la ex Direccin General deAguas y Suelos del INRENA, obtuvo el mapa que actualmente se maneja a escala deimpresin 1:1800,000; en el cual se determin 107 cuencas hidrogrficas,considerndose a la gran intercuenca del Amazonas como una cuenca ms;distribuidos en tres vertientes hidrogrficas: del Pacfico, 53 cuencas; delAmazonas, 45 cuencas y del Titicaca, 9 cuencas.

En este ao, la Intendencia de Recursos Hdricos del INRENA, elabor una nuevapropuesta en la cual se incorpora estndares internacionales de delimitacin,codificacin y clasificacin de cuencas hidrogrficas en el Per. Es as, que el

mtodo creado por el Ing. Otto Pfafstetter, es el que se est aplicando en esteproceso peruano.

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1.5.2 SISTEMA PFAFSTETTER PARA IDENTIFICACIN DECUENCAS:

Sistema desarrollado por el Ing. Otto Pfafstetter en1989.

Fue adoptado como estndar internacional en 1997por el Servicio Geolgico de los Estados Unidos (USGS).

Es una metodologa que consiste en asignar Ids aunidades de drenaje basado en la topologa de lasuperficie del terreno.

El sistema es jerrquico y las unidades sondelimitadas desde las uniones de ros (confluencias).

El nivel 1 corresponde a la escala continental deunidades de drenaje.

1.6 CARACTERSTICAS GEOMORFOLGICAS DE LA CUENCA

Las caractersticas geomorfolgicas de una cuenca hidrogrfica dan una idea de laspropiedades particulares de cada cuenca, estas propiedades o parmetros facilitanel empleo de frmulas hidrolgicas, generalmente empricas, que sirven pararelacionarla y relacionar sus respuestas, por ejemplo las curvas de avenidas, a

otras cuencas con caractersticas geomorfolgicas anlogas.

rea de la cuenca(km2): Una cuenca tiene su superficie perfectamentedefinida por su contorno y viene a ser el rea drenada comprendida desde lalnea de divisin de las aguas (divisorium acuarium), hasta el punto convenido(estacin de aforos, desembocadura etc.). Para la determinacin del rea de lacuenca es necesario previamente delimitar la cuenca, trazando la lneadivisoria, esta lnea tiene las siguientes particularidades:

debe seguir las altas cumbres;

debe cortar ortogonalmente a las curvas de nivel;

no debe cortar ninguno de los causes de la red de drenaje.

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Longitud, permetro y ancho: La longitud, L, de la cuenca puede estar definida

como la distancia horizontal del ro principal entre un punto aguas abajo (estacin

de aforo) y otro punto aguas arriba donde la tendencia general del ro principal corte

la lnea de contorno de la cuenca.

Permetro de la cuenca(km): Es la longitud del contorno del rea de lacuenca. El permetro de la cuenca o la longitud de la lnea de divorcio de lahoya es un parmetro importante, pues en conexin con el rea nos puede decir

algo sobre la forma de la cuenca. Usualmente este parmetro fsico es

simbolizado por la mayscula P. El ancho se define como la relacin entre el

rea (A) y la longitud de la cuenca(L) y se designa por la letra W. De forma que:

Longitud del ro principal(km):

Longitud de los ros(km): Altura mxima y altura mnima:

ndice de compacidad: Tambin denominado coeficiente de compacidad o deGravelis, definida como la relacin entre el permetro de la cuenca y el permetro deun crculo de rea equivalente.

Donde: P = Permetro de la cuenca , A = rea de la cuenca

Curva hipsomtrica: Puesta en coordenadas representa la relacin entre la cota y lasuperficie de la cuenca que se encuentra por encima de esta cota. El relieve de unacuenca se representa correctamente con un plano con curvas de nivel, sin embargo,estas curvas de nivel son muy complejas, por medio de la curva hipsomtrica sesintetiza esta informacin, lo que la hace ms adecuada para trabajar.

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Polgono frecuencias de altitudes: Representa el grado de incidencia de las reascomprendidas entre curvas de nivel con respecto al total del rea de la cuenca.

De los dos parmetros anteriores, se definen los siguientes:

Altura media. Es la ordenada media de la curva hipsomtrica.Altura ms frecuente. Es la altitud cuyo valor porcentual es el mximo de la curva

de frecuencia de altitudes.

Altitud de frecuencia media. Es la altitud correspondiente al punto de absisa

media (50% del rea) de la curva hipsomtrica.

Rectngulo equivalente: Es un rectngulo que tendra un comportamiento

hidrolgico semejante a la cuenca. En este rectngulo las curvas de nivel son rectas

paralelas al lado menor. Los lados del rectngulo equivalente se determinan a

travs de frmulas empricas, una de las ms utilizadas es la que se presenta abajo.

Lado mayor del rectngulo, y

Lado menor del rectngulo.

Donde:

P = Permetro de la cuencaA = rea de la cuenca

Factor de forma de la cuenca: Es la

relacin entre el ancho promedio (Ap) de

la cuenca y la longitud del curso

principal del ro (L).

Ancho promedio: relacin entre el rea

de la cuenca (A) y la longitud mayor del

ro (L).

Red de drenaje. Es el conjunto de cursos de agua que van a conducir las aguas

precipitadas sobre una determinada cuenca hidrogrfica hacia el punto ms bajo

de la misma, tambin llamado punto de control. Los parmetros que definen una

red de drenaje son los siguientes:
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Cantidad de cursos de agua:

Longitud total de los cursos de agua(Lt): es la suma de la distancia total

recorrida por los diferentes cursos de agua que forman parte de la redhidrogrfica de la cuenca. La distancia recorrida por un curso de agua se

mide desde su origen hasta su desembocadura en el cuerpo receptor.

Orden el ro principal de la cuenca y grado de ramificacin: Se

determina el grado de ramificacin de un curso de agua se considera el

nmero de bifurcaciones que tienen sus tributarios, asignndole, un orden

a cada uno de ellos en forma creciente desde el inicio de la divisoria hasta

llegar al curso principal de manera que el orden atribuido a este indique en

forma directa el grado de ramificacin de la red de drenaje. El ro de

primer orden es un tributario pequeo, sin ramificaciones. Un ro de

segundo orden es el que solo posee ramificaciones de primer orden. Un ro

de tercer orden es el que presenta ramificaciones de primer y segundo

orden, y as sucesivamente.

Densidad de drenaje o Longitud promedio de cursos de agua (Dd): La

densidad de drenaje se calcula con la expresin:

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