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GESTION DE CUENCAS

HIDROGRAFICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE

EDWIN ZORRILLA DELGADO

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CONTENIDO Pgina

CAPITULO I. CONCEPTOS BASICOS SOBRE CUENCAS HIDROGRAFICAS 1.1. La cuenca hidrogrfica 1 1.2. Morfometra de cuencas 5 1.3. El enfoque sistmico de cuencas 25 1.4. Tipologa de cuencas 34 1.5. La degradacin de cuencas 43 CAPITULO II. LA JERARQUIZACION DE CUENCAS 49 2.1. La jerarquizacin de cuencas prioritarias 49 2.2. Sistema de clasificacin cualitativa 49 2.3. Jerarquizacin de torrentes, crcavas y deslizamientos 50

2.4. Seleccin de cuencas, sub cuencas y microcuencas DGASI 52 2.5. Seleccin y priorizacin de cuencas - Pronamachcs 53

CAPITULO III. EL DIAGNOSTICO 57 3.1. El diagnstico 57 3.2. El diagnstico fsico conservacionista 62 3.3. El diagnstico socio econmico 64 CAPITULO IV. GESTION Y MANEJO DE CUENCAS 68 4.1. Objetivos 68 4.2. El manejo y la gestin de cuencas 69 4.3. El enfoque de cuencas, subcuencas y microcuencas 70 4.4. El anlisis y sntesis de informacin 79 4.5. Medidas en vertientes 81 4.6. Uso de los sistemas de informacin geogrfica 82 CAPITULO V. LA GENERACION DE PROGRAMAS Y PROYECTOS EN CUENCAS 102 5.1. Metodologas 102 5.2. Generacin de programas para la mitigacin del conflicto de uso 103 5.3. La planificacin y monitoreo en la gestin de cuencas 105 5.4. Los tipos de manejo de cuencas 109 5.5. El plan de manejo 113 5.6. La aplicacin del manejo de cuencas 115 5.7. Esquemas metodolgicos 118 CAPITULO VI. LA INSTITUCIONALIDAD 121 6.1. La gestin institucional 121 6.2. Modalidades participativas y entendimiento socio institucional 122 6.3. La organizacin de base 123 6.4. El financiamiento 127 6.5. Los organismos de cuenca 129 6.6. La administracin de recursos 133 6.7. Incentivos para el manejo de cuencas 133 6.8. Los ciclos y niveles de intervencin 133 6.9. Los comits de gestin 137 6.10. Asociacin y mancomunidad de municipios 144 6.11. Formacin de gestores de cuenca 145 CAPITULO VII. LA EVALUACION DE LA GESTION DE CUENCAS 146 7.1. Los mtodos de evaluacin 146

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7.2. Los tipos de evaluacin 146 7.3. La evaluacin econmica 147 7.4. La evaluacin ambiental 150 CAPITULO VIII. LA INVESTIGACION 163 8.1. Estudio de procesos 163 8.2. Estudio de parcelas 164 8.3. Las cuencas experimentales 164 8.4. La simulacin 164 CAPITULO IX. BIBLIOGRAFIA 166

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CAPITULO I. CONCEPTOS BSICOS SOBRE CUENCAS HIDROGRFICAS

1. La cuenca hidrogrfica

El desarrollo del enfoque de la gestin de cuencas hidrogrficas, implica identificar y definir a la cuenca desde el punto de vista hidrolgico y sistmico.

1.1 Definicin hidrolgica Desde el punto de vista hidrolgico, la cuenca hidrogrfica puede definirse como una unidad de territorio que capta la precipitacin, transita el escurrimiento y la escorrenta hasta un punto de salida en el cauce principal (21). Segn Schwartz, F. 1976, es toda rea que genera escorrenta, aguas arriba de un punto de referencia en el cauce principal o es un rea delimitada por una divisoria topogrfica que drena a un cace comn. (Brooks, K. 1985) o es el rea limitada por un contorno al interior del cual las aguas de la lluvia que caen se dirigen hacia un mismo punto, denominado salida de cuenca. Es en suma, el rea de captacin de aguas de un ro delimitado por el parte aguas Londoo (27).

Hernndez (19), define a la cuenca hidrogrfica como el espacio de territorio delimitado por la lnea divisoria de las aguas, conformado por un sistema hdrico que conducen sus aguas a un ro principal, a un ro muy grande, a un lago o a un mar. Este es un mbito tridimensional que integra las interacciones entre la cobertura sobre el terreno, las profundidades del suelo y el entorno de la lnea divisoria de las aguas.

Segn Fuentes (15), Es un rea definida topogrficamente, drenada por un curso de agua o un sistema conectado de cursos de agua, tal que, todo el caudal efluente es

descargado a travs de una salida simple. Una cuenca hidrogrfica o cuenca de drenaje de un ro es el rea limitada por un contorno al interior del cual las aguas de la lluvia que caen se dirigen hacia un mismo punto, denominado salida de cuenca. Es en suma, el rea de captacin de aguas de un ro delimitado por el parte aguas.

Las anteriores definiciones responden a una definicin hidrolgica de la cuenca. Dicha palabra fue utilizada inicialmente por los Hidrlogos en sus tareas relacionadas con la cuantificacin de caudales producidos por una superficie terrestre. Posteriormente, sta conceptualizacin ha sido til en estudios de aprovechamiento de la escorrenta (acueductos, hidroelectricidad, riego, etc.), en el diseo de obras para control de inundaciones, puentes, alcantarillas, conservacin de suelos, etc. Este tipo de anlisis y clculo se realiza con mayor precisin en una porcin del terreno circunscrita por una divisoria natural o fila de montaa, en la cual toda la precipitacin cada sobre ella se mueve necesariamente hacia una salida comn. La superficie terrestre que desagua en un mismo ro es una cuenca hidrogrfica. Todo lo que sucede dentro de estos lmites es importante no solo para la estabilidad y disponibilidad de los recursos de la propia cuenca hidrogrfica, sino que tiene inmensas repercusiones en la supervivencia (o destruccin) de las personas y de las tierras situadas aguas bajo (21).

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En la cuenca hidrogrfica se encuentran los recursos naturales y la infraestructura creada por las personas, en las cuales desarrollan sus actividades econmicas y sociales generando diferentes efectos favorables y no favorables para el bienestar humano. Hidrolgicamente, las cuencas se pueden clasificar en cuencas pequeas y grandes, no slo en funcin del rea, sino tomando en cuenta los efectos de ciertos factores dominantes. La Unin Geofsica Americana (AGU) citado por Hernndez (16), se establece que desde el punto de vista hidrolgico, una caracterstica distintiva de una cuenca pequea es que el efecto del escurrimiento superficial sobre las vertientes ms que el efecto del flujo en los cauces, es el factor dominante que controla los picos de crecidas.

Cuenca pequea Cuenca grande

Factor dominante en los caudales de crecida.

Escurrimiento superficial (vertiente)

Escorrenta en el cauce

Sensibilidad

a) Lluvias de alta intensidad,

corta duracin.

b) Uso de la tierra (manejo

de la vegetacin).

La sensibilidad a estos factores es suprimida por el efecto de almacenaje en el valle.

Tamao Pocas ha. aprox. 130 km2 ms de 130 km

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Cuadro N 01. Caractersticas hidrolgicas de las cuencaspequeas y grandes. Fuente: Lpez J., y Hernndez E. (21)

En consecuencia, una cuenca pequea es muy sensitiva a lluvias de alta intensidad y corta duracin, as como tambin al uso de la tierra. En cuencas grandes el efecto del flujo en el cauce o del almacenamiento en el valle es mucho ms pronunciado y as tal sensibilidad est suprimida. Por consiguiente una cuenca pequea se puede definir como aquella en que la sensibilidad a lluvias de alta intensidad de corta duracin y al uso de la tierra no son suprimidas por las caractersticas de almacenamiento del valle. Por esta definicin, el tamao de una cuenca pequea se puede considerar desde pocas hectreas hasta 130 km2. Este lmite superior depende de las condiciones en las cuales las sensibilidades arriba mencionadas prcticamente desaparecen.

1.2. Definicin sistmica

Segn Hernndez, la cuenca hidrogrfica es un volumen terrestre que en su dimensin vertical est limitado por la biosfera y litosfera inmediatamente adyacentes y en su superficie por la divisoria de aguas que se cierra en un punto de inters en el cauce. En esta unidad territorial funciona un sistema formado por un conjunto de factores fsicos, sociales y econmicos muy dinmicos e interrelacionados entre s.

1.3. Partes de la cuenca

En la configuracin de una cuenca existen 5 elementos principales: la divisoria topogrfica, la red de cauces, las vertientes, el valle y los interfluvios. (19) y (22).

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a. La divisoria topogrfica o parte aguas (Divortium aquarum divorcio de aguas)

Es una lnea que circunscribe la cuenca hidrogrfica a partir de un punto determinado en el cauce. Representa la lnea de separacin de dos cuencas vecinas. En la realidad la divisoria es la fila o cresta de montaas. Existen dos tipos de divisorias: la de aguas superficiales que se corresponde con la divisoria topogrfica. En algunas situaciones la divisoria de aguas sub-superficiales no necesariamente coincide con la anterior. Esto sucede cuando la inclinacin, longitud e impermeabilidad de los estratos geolgicos produce un control en el movimiento del agua, captando la infiltrada en al vertiente adyacente. Generalmente esta situacin slo se evala en casos especiales.

b. La red de cauces

Es el conjunto de depresiones y vaguadas, bien definidas y continuas linealmente por donde se mueve la escorrenta en su bsqueda de salida hacia el nivel base o hacia el mar. Geomtricamente es la sucesin de puntos de cota ms baja en secciones transversales adyacentes. La red se desarrolla en forma ordenada dependiendo de 4 factores: el tiempo, el relieve o la pendiente inicial, la geologa y el clima. Estos dos ltimos juegan un papel muy importante en la existencia de la vegetacin natural, la cual a su vez determina junto con los factores iniciales la generacin de escorrenta y sedimentos en la cuenca de recepcin. (Schum S., 1977).

c. Las vertientes

Constituye el rea comprendida desde la divisoria hasta el cauce. Normalmente las vertientes se designan con los nombres de izquierda y derecha mirando aguas bajo en el sentido el movimiento de la escorrenta. En las vertientes se cuantifica el ngulo de inclinacin, su longitud, forma, etc.

Figura 01. La cuenca hidrogrfica. Fuente: Hewlett J. y Nutter W. (1969)

Figura 01. La cuenca hidrogrfica. Fuente: Hewlett J. y Nutter W. (22)

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d. El Valle

Representa el rea ms o menos plana que existe entre la finalizacin de la vertiente empinada y el cauce. En las partes altas de las cuencas montaosas el valle casi no existe y el perfil transversal tiene forma de V, a diferencia del perfil en U que ocurre donde el valle es extenso. La existencia del valle, adems de su utilidad para el aprovechamiento de las tierras, tiene una funcin hidrolgica importante ya que provoca infiltracin, capta flujos sub-superficiales y crea almacenamiento de agua, lo que amortigua las crecidas y aumenta los niveles en poca de estiaje.

e. Los interfluvios

Son sectores del terreno, generalmente de forma triangular, que se encuentran entre dos cuencas vecinas y drenan directamente al ro receptor. Estas reas tienen en el manejo de cuencas una importancia significativa, ya que su comportamiento se refleja rpida y directamente en al cantidad, calidad y rgimen hidrolgico del ro receptor.

1.4. Aplicacin del enfoque de cuencas

El entender la cuenca hidrogrfica en este sentido ms amplio ha permitido su aplicacin en tres nuevos campos (21):

a. En la planificacin del desarrollo regional en zonas montaosas

Los planificadores del desarrollo regional en algunos casos han optado por una estrategia de desarrollo integral de grandes cuencas, ya que en las zonas montaosas, con divisoria bien definida, sta constituye una barrera que tiende a que la poblacin dentro de la cuenca cree lazos sociales y econmicos estrechos, lo que facilita su anlisis y administracin.

Fotografa N 01. La cuenca como un sistema productor de energa hidroelctrica

A pesar de que este enfoque es atractivo, no siempre ha tenido xito, ya que se requiere un fuerte liderazgo poltico e institucional y fuentes propias de generacin de recursos como la hidroelectricidad. En todo caso las cuencas no se deben

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considerar como entes aisladas sino que estn vinculadas con las zonas de influencia vecinas.

b. En el ordenamiento y manejo del uso de las tierras

Esta aplicacin se basa en el postulado fundamental, comprobado cientficamente, que las tres caractersticas de la escorrenta producida en una cuenca, la cantidad, calidad y las variaciones en el tiempo de la calidad y cantidad (rgimen), dependen en buena medida de cmo se usan los suelos, la vegetacin y las aguas en las vertientes de la cuenca. Este planteamiento bsico ha estimulado a que los administradores de aprovechamientos hidrulicos (acueductos, hidroelectricidad, etc)y los vinculados con el control de inundaciones estn diseando o aplicando el manejo de toda la cuenca. Ya no slo la conservacin a nivel de predio o finca sino dentro de un esquema ms integral.

c. En la evaluacin del efecto hidrolgico de tratamientos conservacionistas

La cuenca hidrogrfica por definicin tiene un punto de salida comn obligatorio para toda la escorrenta. Esta, en sus tres indicadores de cantidad, calidad y rgimen debe reflejar el efecto integrado de los tratamientos aplicados en las vertientes y cauces.

Fotografa 02. Confluencia de los ros Tambo (primer plano) y Urubamba

2. MORFOMETRIA DE CUENCAS En la cuenca hidrogrfica, representada sobre un mapa topogrfico se pueden fcilmente medir y expresar numricamente un conjunto de variables lineales, de superficie y de relieve, relacionadas con la forma, las cuales posteriormente sirven para ser incluidas en frmulas y relaciones susceptibles de interpretacin en trminos hidrolgicos y de manejo de cuencas segn Strahler (1964), Horton (1945) y Linsley R., 1977. "Una cuenca hidrogrfica se delimita por la lnea de divorcio de las aguas, entendindose por lnea de divorcio la cota o altura mxima que divide dos cuencas contiguas. Cuando

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los lmites de las aguas subterrneas de una cuenca no coincidan con la lnea superficial de divorcio, sus lmites se extendern subterrneamente hasta incluir la de los acuferos que confluyan hacia la cuenca deslindada por las aguas superficiales" (27). Generalmente, la delimitacin de la cuenca como rea de estudio, en mapas o fotografas areas, se hace siguiendo la lnea de mayor altura o divisoria de aguas, hasta encerrar toda el rea cuyas aguas drenan a travs de un colector comn, en una seccin o punto considerado, que bien puede ser la desembocadura o cualquier seccin dentro del cauce principal.

PROCEDIMIENTO PARA DELIMITAR UNA CUENCA

Obtener una carta nacional, trabajar sobre ella o sobre una papel transparente

Establecer el punto de inters sobre el cual se definir una cuenca, subcuenca o microcuenca (la desembocadura o confluencia del ro).

Trazar con lpiz azul, la red de drenaje, principal, y los tributarios.

Identificar en los extremos de la red los puntos ms altos (mayor cota), cerros, colinas o montaas. Marcar estas referencias con color rojo.

Con la red de drenaje, los puntos de referencia ms elevados en el contorno de la cuenca, se procede a marcar con color rojo la divisoria de las aguas.

Para identificar la divisoria, hay que tener en cuenta el valor de las curvas de nivel y cuando ellas indican el drenaje fuera o dentro de la cuenca.

Tomar en consideracin algunas referencias; cuando curvas del mismo valor estn muy juntas significan una gran pendiente, pero si estn muy separadas representan tierras planas. Curvas de forma cncava hacia arriba y valores ascendentes significan un curso de agua. Curvas de forma convexa hacia arriba y valores ascendentes, significan un cerro o montaa.

Como producto final se obtiene la cuenca delimitada, la red de drenaje y se puede repetir el procedimiento a nivel de subcuencas y microcuencas.

Cuadro 02. Procedimiento para delimitar una cuenca. Fuente: World Visin (13)

Los planos para estos anlisis son usados en escalas desde 1:25.000 hasta 1:100.000, dependiendo de los objetivos del estudio y del tamao de la cuenca en cuestin. Se podra decir que para cuencas de un tamao superior a los 100 km2 un plano topogrfico en escala 1:100.000 es suficiente para las metas pretendidas en el anlisis general del sistema de una cuenca. Obviamente, los trabajos tendientes a un mismo estudio regional debern efectuarse sobre planos de una misma escala y preferiblemente que hayan sido elaborados bajo los mismos criterios cartogrficos. De esta forma se podra contar con resultados homogneos que podran ser comparados en estudios posteriores al estudio mismo de las cuencas. En los mapas, la lnea de mayor altura est representada por la forma cncava que presentan las curvas de nivel, en tanto que los drenajes o partes ms bajas estn determinados por la forma convexa de las curvas de nivel. Estos valores son tiles para:

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La caracterizacin fsica de una cuenca. El estudio comparativo entre varias cuencas. En la prediccin de la respuesta hidrolgica y en la produccin de sedimentos. En el anlisis de la cuenca para la formulacin de su manejo.

La interpretacin de las variables morfomtricas tiene limitaciones, entre ellas: Las caractersticas fsicas se miden en mapas, la mayora de los cuales son de

diferente escala y calidad. La complejidad de establecer relaciones entre caractersticas fsicas estticas como el

rea y caractersticas hidrolgicas dinmicas y probabilsticas como la escorrenta. El comportamiento hidrolgico, por ejemplo, de una crecida no depende nicamente de caractersticas mrficas sino tambin de variables geolgicas, de suelos y de vegetacin.

Sin embargo, para cuencas con semejantes condiciones climticas, cobertura, suelos, exposicin, geologa, topografa y uso de la tierra, el rea (variable mrfica) influye directamente sobre los caudales de crecida y los tiempos de retorno (variable dinmica).

El anlisis morfomtrico de cuencas puede servir tambin como anlisis espacial ayudando en el manejo y planeacin de los recursos naturales (Lpez Blanco, 1989) al permitirnos, en el marco de una unidad bien definida del paisaje, conocer diversos componentes como el tamao de la cuenca, la red de drenaje, la pendiente media, el escurrimiento, etc. Dichos componentes pueden ser obtenidos y modelados mediante el uso de sistemas de informacin geogrfica. Y, convenientemente combinados con la geomorfologa, puede obtenerse un diagnstico hidrolgico til para la planeacin ambiental (17). 2.1. Tipos de variables medibles en un mapa

Se pueden clasificar en 3 tipos: lineales, de superficie y de desnivel. Londoo (28) y Hernndez (19). 2.1.1. Lineales Las lineales se expresan generalmente en m. o km.

a. Permetro (P) Es la longitud de la divisoria topogrfica. Se mide a partir del punto de salida de la cuenca punto de inters en el cauce.

b. Longitud del cauce principal (Lc)

Es la distancia del cauce principal desde el ro receptor hasta su naciente cerca de la divisoria. Su suma junto con la longitud de los cauces secundarios (Lcs) da la longitud total de cauces (Ltc). Este parmetro influye en el tiempo de concentracin y en la mayora de los ndices morfomtricos. Se obtiene a partir del mapa digitizado de la red de drenaje. Del estudio realizado por Fuentes (15), se toman como referencia la calificacin de rangos establecidos para las diversas clases de ndices y variables en microcuencas meso y alto andinas.

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Tabla 1. Clases de valores de longitud del cauce principal

Rangos de longitud (km) Clases de longitud del cauce

< 11 Corto

11-15 Mediano

>15 Largo

c. Longitud axial (La)

Es la longitud en lnea recta del eje mayor de la cuenca.

d. Ancho medio (Am) Es el promedio del ancho medido en varias secciones de la cuenca. Tambin se ha definido como el cociente entre el rea y la longitud axial.

e. Longitud total de curvas de nivel (Ltcn) Es la suma de las longitudes de todas las curvas de nivel dentro de la cuenca.

f. Orden de corriente Se obtiene mediante la agregacin de corrientes, considerando una corriente de primer orden a aquella que no tiene afluentes, una de segundo orden aquella donde se unen dos corrientes de primer orden, una de tercero donde confluyen dos de segundo orden y as sucesivamente (figura 4). Este ndice indica el grado de estructura de la red de drenaje. En general, mientras mayor sea el grado de corriente, mayor ser la red y su estructura ms definida. Asimismo, un mayor orden indica en general la presencia de controles estructurales del relieve y mayor posibilidad de erosin o bien, que la cuenca podra ser ms antigua (en determinados tipos de relieve). Strahler citado por Londoo (27).

Figura 02 . Ordenes de corriente segn Strahler (Gregory, Op. cit.)

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Tabla 2. Clases de orden de corriente

Rangos de ordenes Clases de orden

< 3 Bajo

3 - 6 Medio

> 6 Alto

g. Nmero de Escurrimientos Es la cantidad de afluentes naturales de la cuenca. Se contabiliza mediante SIG a travs del nmero de segmentos marcados en el mapa digitizado. Constituye una medida de la energa de la cuenca, de la capacidad de captacin de agua y de la magnitud de la red fluvial. Un mayor nmero de escurrimientos proporciona un mejor drenaje de la cuenca y por tanto, favorece el escurrimiento. Los valores de escurrimiento se han agrupado en la tabla 3.

Tabla 3. Clases de valores escurrimientos

Rangos de escurrimiento Clases

0-170 Bajo

170-340 Medio

>340 Alto

2.1.2. Superficiales Se miden con el planmetro, el mtodo de la malla o red de puntos, la integracin, descomposicin geomtrica o con digitadores electrnicos. Generalmente se expresan en hectreas o km2.

a. Area de la cuenca (A) Es la superficie de la proyeccin de la cuenca sobre un plano horizontal del rea limitada por la divisoria topogrfica en km2. Se obtiene automticamente a partir de la digitizacin y poligonizacin de las cuencas en el SIG. b. Area entre dos curvas de nivel (Acn) Es la superficie proyectada sobre un plano horizontal del rea entre dos curvas de nivel consecutivas. c. Area impermeable (Ai) Es la superficie de las zonas rocosas o de suelo con textura de baja capacidad de infiltracin.

2.1.3. De desnivel

a. Diferencia de elevacin del cauce (Ecp) Es la diferencia entre la altitud del punto ms alto y ms bajo del cauce.

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b. Pendiente del cauce principal La pendiente del cauce se la puede estimar por diferentes mtodos, uno de ellos es el de los valores extremos, el cual consiste en determinar el desnivel H entre los puntos ms elevado y ms bajo del ro en estudio y luego dividirlo entre la longitud del mismo cauce L, lo que significa:

H S = -----

L Donde: S: Pendiente media del cauce H: Desnivel entre los puntos ms elevado y ms alto. L: Longitud del cauce.

Tabla 4. Clases de valores de pendiente del cauce

Rangos de pendiente (%) Clases

30 Fuerte

c. Diferencia de elevacin de la cuenca (Ec)

Es la diferencia en m. entre la altitud del punto ms elevado en la divisoria y a la salida de la cuenca. La variacin altitudinal de una cuenca hidrogrfica incide directamente sobre su distribucin trmica y por lo tanto en la existencia de microclimas y hbitats muy caractersticos de acuerdo a las condiciones locales reinantes. Constituye un criterio de la variacin territorial del escurrimiento resultante de una regin, el cual, da una base para caracterizar zonas climatolgicas y ecolgicas de ella.

Tabla 5. Clases de valores de elevacin media (m)

Rangos de elevacin Clases de elevacin

< 200 Baja

200- 500 Media

>500 Alta

d. Pendiente media de la cuenca (Pm) La pendiente media constituye un elemento importante en el efecto del agua al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere y la erosin que produce.

Mtodo de Alvord

Este mtodo, estima un valor medio para toda la cuenca o para sectores determinados. Pm% = (Ltcn* eq * 100)/A; los valores de los diferentes factores se expresan en metros y metros cuadrados. (e = equidistancia de las curvas de nivel en el plano). Valores altos de pendiente media indican menos oportunidad de infiltracin

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y menores tiempos de concentracin. Las fuertes pendientes implica menor oportunidad de infiltracin, mayor cantidad y velocidad de flujo superficial, mayor fuerza de arrastre y menor recarga de agua subterrnea que si se compara con una zona de pendiente baja.

Mtodo rea elevacin

Para estimar la elevacin por este mtodo, es necesario disponer de un mapa con curvas de nivel cuya separacin altitudinal sea idntica de nivel a nivel. Este mtodo inicia con la medicin del rea de las diferentes franjas de terreno, delimitada por las curvas de nivel consecutivas y la divisoria de aguas.

Ai * ei

Em = ------------- At

Donde:

Em: Elevacin media de la cuenca en metros

Ai: Area de cada franja en (Km

2

o m2

) de acuerdo al tamao de la cuenca

ei: Promedio de las curvas de nivel que delimita cada franja.

At: Area total de la cuenca en (Km

2

o m2

)

e. La curva hipsomtrica

La distribucin del rea de la cuenca en relacin a la elevacin se evala por medio de la "curva hipsomtrica", que es una curva indicativa del porcentaje del rea que se encuentra por encima de una altitud dada. La curva hipsomtrica a la representacin grfica del relieve medio de la cuenca, construida llevando en el eje de las abscisas longitudes proporcionales a las superficies proyectadas en la cuenca, en km2 o en porcentaje, comprendidas entre curvas de nivelconsecutivas hasta alcanzar la superficie total, llevando al eje de las ordenadas la cota de las curvas de nivel consideradas. La altura o elevacin media tiene importancia principalmente en zonas montaosas donde influye en el escurrimiento y en otros elementos que tambin afectan el rgimen hidrolgico, como el tipo de precipitacin, la temperatura, etc.

La curva hipsomtrica permite estimar la etapa de la cuenca en su desarrollo geomorfolgico y analizar la cuenca segn niveles altitudinales. En este sentido, se puede relacionar la altitud con la distribucin de la precipitacin sobre el territorio. Para obtener la elevacin media se aplica un mtodo basado en la siguiente frmula:

ci. ai)

Siendo:

H = elevacin media de la cuenca ci = cota media del rea i, delimitada por 2 curvas de nivel ai = rea i entre curvas de nivel A = rea total de la cuenca

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Alternativamente a la frmula anterior, se aplica el uso de la grfica de curva hipsomtrica como si se dividiera el volumen total del relieve de la cuenca sobre su superficie proyectada, ingresando por el eje que representa el rea con el valor correspondiente al 50% corresponde aproximadamente a la altitud media de la cuenca.

Figura N 03. La curva hipsomtrica de una cuenca

f. El mapa de pendientes

La pendiente talud, es toda elevacin que tiene un terreno con respecto al plano horizontal o datum. En los planos topogrficos, la elevacin se puede observar y calcular en funcin de la configuracin de la evolucin de las curvas a nivel o cotas altimtricas con respecto a la horizontal.

Por ejemplo, en un plano topogrfico con una equidistancia entre dos curvas a nivel consecutivas de 100 metros (3600 y 3700 msnm) con una distancia proyectada al plano en lnea recta entre ambas cotas de 250 metros (a la escala del plano), el grado de inclinacin del terreno ser de 40%. En otras palabras, el terreno registra una elevacin de 40 metros por cada 100 metros de progresin en el sentido de la ladera o vertiente.

El mapa de pendiente de una cuenca hidrogrfica, se elabora en base al mapa altimtrico, tomando en cuenta la relacin que existe entre la pendiente y las distancias horizontales proyectadas al plano entre cotas altimtricas consecutivas. De esta forma, se consideran los rangos de pendiente establecidos por los reglamentos de clasificacin de tierras de cada regin o pas. Para el Per, el rubro de laderas largas del Reglamento de Clasificacin de Tierras por Capacidad de Uso Mayor, establecido por el Ministerio de Agricultura,1975 (31).

Entre los diversos mtodos, actualmente automatizados, se cuenta con el Mtodo del Abaco (21), en el que una distancia horizontal entre cotas altimtricas consecutivas, se traduce en un rango de pendiente establecido por el Reglamento:

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Figura 04. Las pendientes en el mapa altimtrico y en el terreno

Eq x 100 Dh = ---------------------- R% x Esc/100 Donde:

Dh = Distancia horizontal entre dos cotas altimtricas consecutivas (en el plano) en cm. Dimetro del crculo equivalente

Eq = Equidistancia entre cotas altimtricas (m) R%= Rango superior de la pendiente, establecido por el Reglamento de Clasificacin de Tierras por Capacidad de Uso Mayor (laderas largas)

Esc = Escala del mapa La denominacin y color con las que se representa los rangos de pendiente en los mapas temticos es el siguiente: Clave Rango de pendiente (%) Denominacin Color Dh 1 0 2 Plano Blanco 2 2 4 Ligeramente plano Amarillo claro 3 4 8 Ligeramente inclinado Amarillo oscuro 4 8 15 Inclinado Verde claro 5 15 25 Moderadamente empinado Verde oscuro 6 25 50 Empinado Naranja 7 50 75 Muy empinado Rojo 8 > 75 Escarpado Marrn

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Figura 05. Mapa de pendientes de la Sub cuenca del ro Shullcas. Fuente: Nuez J. (35)

2.1.4. Variables mrficas que se calculan por medio de frmulas

a. Densidad de drenaje (Dd)

La densidad de drenaje es la densidad de cauces por unidad de rea. Permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca. En general, una mayor densidad de escurrimientos indica mayor estructuracin de la red fluvial, o bien que existe mayor potencial de erosin. Pero tambin, como indican Gregory and Walling (Op. Cit.), la densidad de drenaje provee una liga entre los atributos de forma de la cuenca y los procesos que operan a lo largo del curso de la corriente. Ms precisamente, la densidad de drenaje refleja controles topogrficos, litolgicos, pedolgicos y vegetacionales, adems de incorporar la influencia del hombre. La densidad de drenaje se expresa en km/km2. Se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de la cuenca por el rea total que las contiene, o sea:

Ltc

Dd = ------- A

Siendo:

L: Longitud de las corrientes efmeras, intermitentes y perennes de la cuenca (Km) A: rea de la cuenca en (Km2)

La densidad de drenaje vara inversamente con la extensin de la cuenca. Con el fin de catalogar una cuenca bien o mal drenada, analizando su densidad de drenaje, se puede considerar que valores de Dd

prximos a 0.5 km/km2

o mayores indican la eficiencia de la red de drenaje. La red de drenaje toma sus caractersticas, influenciada por las lluvias y la topografa. Por esto se tiene que para un valor alto de Dd

corresponden grandes volmenes de escurrimiento, al

igual que mayores velocidades de desplazamiento de las aguas, lo que producir

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ascensos de las corrientes. En perodos de estiaje se esperan valores ms bajos del caudal en cuencas de alta densidad de drenaje y de fuertes pendientes, mientras que en cuencas planas y de alta densidad de drenaje, se espera estabilidad del rgimen de caudales, debido al drenaje sub superficial y al aporte subterrneo.

Tabla 6. Clases de densidad de drenaje

Rangos de densidad Clases

10 Alta

Segn Schum, citado por Hernndez (21), una densidad de drenaje alta significa una mayor tendencia a producir sedimentos y escorrenta con mayor riesgo de crecdas. A nivel referencial las densidades altas se encuentran por encma de 10 km/km2. La baja densidad de drenaje se asocia con rocas resistentes y suelos impermeables.

b. Forma de la cuenca

Cuenca con la misma rea y el mismo permetro pueden tener formas diferentes, lo cual crea tambin dos comportamientos diferentes en la generacin de las crecdas. Para evaluar la forma se usan los siguientes ndices: c. Coeficiente de compacidad (Kc) o de Gravelius Compara la forma de la cuenca con la de una circunferencia, cuyo crculo inscrito tiene la misma rea de la cuenca en estudio. Kc se define como la razn entre el permetro de la cuenca que es la misma longitud del parte aguas que la encierra y el permetro de la circunferencia. Las cuencas que tienden a una forma circular, tienen mayor facilidad para concentrar la escorrenta. Sin embargo, las cuencas alargadas presentan alta peligrosidad a las crecdas cuando la tormenta se mueve en la direccin aguas abajo. La ecuacin que nos permite el clculo de este coeficiente es:

P

Kc = 0,28 ------- A

Donde:

Kc: Coeficiente de compacidad

P: Permetro de la cuenca (longitud de la lnea de parteaguas) A: rea de la cuenca

Este valor adimensional, independiente del rea estudiada tiene por definicin un valor de 1 para cuencas imaginarias de forma exactamente circular. El grado de aproximacin de este ndice a la unidad indicar la tendencia a concentrar fuertes volmenes de aguas de escurrimiento, siendo ms acentuado cuanto ms cercano sea a la unidad, lo cual quiere decir que entre ms bajo sea Kc, mayor ser la concentracin de agua. A mayor coeficiente de relieve, mayor produccin de sedimentos.

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Tabla 7. Clases de valores de compacidad.

Rangos de Kc Clases de compacidad

< 1.25 Redonda a oval redonda

1.25 1.50 De oval redonda a oval oblonga

1.50 1.75 De oval oblonga a rectangular oblonga

d. El coeficiente de forma (Kf) Este ndice, propuesto por Gravelius, se estima a partir de la relacin entre el rea de captacin y la longitud axial de la cuenca, longitud que se mide desde la salida hasta el punto ms alejado a sta. El factor de forma, viene dado por:

Kf=A/La2

Donde:

A = Area de la cuenca La = Longitud axial

Este factor relaciona la forma de la cuenca con la de un cuadrado, correspondiendo un Kf =

1 para regiones con esta forma, que es imaginaria. Un valor de Kf

superior a

la unidad nos proporciona el grado de achatamiento de la cuenca o el de un ro principal corto. En consecuencia, con tendencia a concentrar el escurrimiento de una lluvia intensa formando fcilmente grandes crecidas.

Tabla 8. Clases de valores de forma

Rangos de Kf Clases de forma

0,5 Moderadamente achatada

e. ndice de alargamiento (Ia)

Este ndice propuesto por Horton, relaciona la longitud mxima encontrada en la cuenca, medida en el sentido del ro principal y el ancho mximo de ella medido perpendicularmente; se lo calcula de acuerdo a la frmula siguiente.

Lm

Ia = ------- l

Donde: Ia: Indice de alargamiento

Lm: Longitud mxima de la cuenca

l: Ancho mximo de la cuenca

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Cuando Ia toma valores mayores a la unidad, se trata de cuencas alargadas, mientras que

para valores cercanos a 1, se trata de una cuenca cuya red de drenaje presenta la forma de abanico y puede tenerse un ro principal corto.

Tabla 9. Clases de valores de alargamiento

Rangos de I Clases de alargamiento

< 1,4 Poco alargada

1,4-3,0 Moderadamente alargada

>3,0 Muy alargada

f. Coeficiente de masividad (Km)

Este coeficiente representa la relacin entre la elevacin media de la cuenca y su superficie.

Km = Elevacin de la cuenca (m) Area de la cuenca (km2)

Este valor toma valores bajos en cuencas llanas y altos en cuencas montaosas.

Tabla 10. Clases de valores de masividad

Rangos de Km Clases de masividad

70 Muy montaosa

g. Tiempo de concentracin (Tc)

Es el tiempo transcurrido entre el final del hietograma de excesos y el final del escurrimiento directo, siendo sta la definicin que aparece reseada en la literatura con mayor frecuencia. Sin embargo, otros autores reportan el Tc

como el tiempo comprendido

entre el centroide del hietograma de excesos y el punto de inflexin sobre la curva de recesin del hidrograma de escurrimiento directo. Adems se puede definir como el tiempo que demora en viajar una partcula de agua desde el punto ms remoto hasta el punto de inters. Corresponde al lapso entre el final de la lluvia y el momento en que cesa el escurrimiento superficial. Existen una serie de frmulas que permiten el clculo de este tiempo desarrolladas por diversos autores. Algunas de las frmulas que se emplean para el clculo de este tiempo son las siguientes: Kirpich: Tc= 0,06626 * (L2/s)0,385 Tmez: Tc= 0,126 * (L/S 0,35)0,75 Passini: Tc= 0,023 * (A*L/S)0,5 Pizarro: Tc= 13,548 * (L2/H)0,77

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Donde: Tc: Tiempo de concentracin (min) L: Longitud del cauce principal en (Km) S: Pendiente del cauce principal (m/m) A: Area de la cuenca (Km2) H: Diferencia de alturas (m) La siguiente tabla muestra la clasificacin de valores de los tiempos de concentracin para microcuencas entre 10 y 15 km de longitud de cauce principal.

Tabla 11. Clases de tiempo de concentracin (min)

Rangos de Tc Clases

80 Lento

h. Disponibilidad de agua

Es la cantidad de agua disponible para el uso humano en relacin con la cantidad total de poblacin anual. Este parmetro se obtiene definiendo los consumos de agua urbano y rural per cpita, con valores ponderados y relacionados con el gasto por cuenca. En base a los ndices de consumo establecidos a nivel internacional, la calificacin considera tres clases de disponibilidad de agua.

Tabla 12. Disponibilidad de agua

Clases

Baja

Moderada

Alta

Todos los parmetros, variables e ndices obtenidos, son descritos en forma combinada para cada cuenca. 2.2. Patrn de drenaje El patrn de drenaje de una cuenca puede definirse como el arreglo que presentan las vas de drenaje, permanentes y transitorias, que contribuyen a evacuar las aguas superficiales de la cuenca. El patrn de drenaje es un elemento compuesto, para cuyo anlisis es fundamental tener en cuenta el relieve, la distribucin de la vegetacin, y las condiciones estructurales de la zona. Por las relaciones mencionadas anteriormente, durante el proceso de anlisis de los patrones de drenaje es necesario definir si este tiene o no, y de que tipo, algn control que est orientando la direccin en que se est presentando un determinado patrn. Sobre el particular, Botero, P. J. (1978) Y Londoo (28) establecen que en los patrones de drenaje pueden presentarse dos tipos de control: uno litolgico, debido a las condiciones estructurales de los materiales sobre los cuales se desarrolla el patrn; y otro topogrfico, en el que la pendiente del terreno obliga a las corrientes a tomar una determinada direccin. Los patrones de drenaje han sido agrupados en cuatro categoras por Way (1977), citado por el Ministerio del Medio Ambiente de Espaa (1998), Londoo (28) y por Botero, P. J.

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(1978), teniendo en cuenta el carcter de los procesos genticos predominantes en ellos. Las categoras son: erosionales, deposicionales, especiales e individuales.

2.2.1. Patrones de drenaje erosionales. Son aquellos que, predominantemente, estn causando procesos de erosin en la zona en la cual se presentan. A este grupo pertenecen los siguientes: dendrtico, pinnado, paralelo, subparalelo, radial, anular, trellis, rectangular y angular.

a. Dendrtico. Es el patrn que ms frecuentemente se presenta, y se caracteriza

por mostrar una ramificacin arborescente en la que los tributarios se unen a la corriente principal formando ngulos agudos. Se desarrolla en suelos homogneos, moderadamente permeables, con pendientes suaves y sin ningn tipo de control. Se presenta, con frecuencia, en zonas de rocas sedimentarias blandas, aluviones finos, tobas volcnicas, depsitos de till glacial (brecha consolidada o roca sedimentaria, cuyos materiales de partida se han formado por fenmenos glaciares), principalmente.

Figura 06. Patrones de drenaje erosionales

b. Pinnado. Corresponde a un drenaje dendrtico modificado que presenta una gran cantidad de tributarios cortos y poco espaciados, e indica un elevado contenido de limo en el suelo. Es tpico de zonas planas o casi planas, con materiales muy homogneos, friables y finos, elicos o aluviales, como: loess (roca sedimentaria incoherente, de partculas muy finas), ceniza volcnica, till. Tampoco presenta controles.

c. Paralelo. Este patrn presenta los tributarios paralelos o casi paralelos entre s.

Tiene la caracterstica que se puede presentar por influencia de control topogrfico o estructural, siendo ms comn el topogrfico, ya que es muy frecuente encontrarlo en zonas con fuertes pendientes. Puede presentarse tambin en planicies inclinadas, flujos de lava, restos de abanicos y valles inclinados y, adems, en planos costeros jvenes y coladas de basalto. Este patrn se desarrolla en zonas de materiales homogneos. En l se pueden presentar dos variantes: una conocida como patrn subparalelo, desarrollado en zonas de alto relieve con pendientes escarpadas, y en algunos depsitos glaciares debido a su distribucin; y otra conocida como patrn colinear, que, aunque es escaso, puede presentarse en zonas de dunas longitudinales, complejos de orillares, y se caracteriza por tener corrientes paralelas simples, sin tributarios, que en algunos tramos son subsuperficiales.

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Figura 07. Patrones de drenaje erosionales

d. Rectangular. Es otra variante del drenaje dendrtico. Los tributarios suelen

juntarse con las corrientes principales en ngulos casi rectos. Presenta un controlestructural originado por diaclasas, foliaciones y/o fracturas en la roca. Cuanto ms claro es el patrn rectangular, ms fina ser la cubierta del suelo. Suele desarrollarse sobre pizarras metamrficas, esquistos y gneiss (roca metamrfica compuesta de cuarzo, feldespato y mica); en areniscas resistentes, si el clima es rido, o en areniscas de poco suelo, en climas hmedos.

Cuando las condiciones estructurales de la roca no se presentan formando ngulos rectos sino agudos, se pasa a tener un patrn angular, en el cual son frecuentes las curvas angulares agudas en las corrientes principales.

e. Radial. La direccin de las corrientes es radial a un punto central, y segn el

sentido en que se desplazan esas corrientes, el patrn se denomina radial centrfugo o radial centrpeto.

El patrn de drenaje radial centrfugo es una forma de drenaje que se caracteriza por una red circular con canales paralelos procedentes de un punto elevado. Suele existir cuando las corrientes van del punto central hacia fuera. Los volcanes y cerros aislados suelen presentar este tipo de drenaje. El radial centrpeto es una variante del sistema radial en la que el drenaje se dirige desde afuera hacia un punto central. Suele reflejar una depresin cerrada como dolinas (cavidad formada por disolucin qumica de rocas calcreas o por hundimiento de una masa superficial sobre una cavidad), crteres, basines, etc., o en los sitios donde termina un anticlinal (pliegue de los estratos rocosos convexo) o un sinclinal (parte cncava de un pliegue geolgico) erosionado.

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f. Anular. Este patrn de drenaje presenta un control estructural y se desarrolla principalmente en relieves semejantes a domos, compuestos de estratos sedimentarios de diferente resistencia a la erosin, dispuestos en forma concntrica, los cuales orientan la direccin de las corrientes. Puede presentarse tambin en domos granticos.

f. Trellis. Este patrn de drenaje presenta control estructural. Generalmente

presenta todos los drenajes de la misma categora, paralelos entre s, y los tributarios primarios son cortos, que se juntan en ngulos rectos, en su gran mayora. Refleja ms la estructura de la roca madre que el tipo de roca, y usualmente indica rocas sedimentarias plegadas o intercaladas en las que las corrientes principales siguen las uniones de las capas.

Figura 08. Patrones de drenaje erosionales

2.2.2. Patrones de drenaje deposicionales. Los patrones de drenaje deposicionales

son aquellos que se desarrollan en superficies donde los procesos dominantes son los sedimentarios. Los ms comunes son: reticular y distributario.

a. Reticular. Es un patrn que se forma generalmente en planicies costeras jvenes, muy planas y que se asemeja a una red; se observa gran cantidad de canales interconectados y meandros con curvas rectangulares debidas a la influencia de las mareas. Adems, las corrientes que llegan al mar amplan bastante su cauce, en las cercanas a l.

b. Distributario. Es el patrn de drenaje que se forma tpicamente en los abanicos

aluviales jvenes, en el que todas las vas de drenaje parecen salir del pice del

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abanico, y dispersarse, en forma casi radial, sobre la superficie del mismo. Tambin se observa en los deltas.

Figura 09. Patrones de drenaje deposicionales

c. Patrones de drenaje especiales. Son aquellos que, por sus caractersticas tan particulares, no se pueden incluir en los otros grupos. Entre estos se tienen: el multibasinal y el artificial.

Multibasinal. Es un patrn en el cual abundan los sumideros, que pueden presentar agua o estar secos. Dependiendo del tipo de material sobre el cual se desarrolla este patrn de drenaje, se pueden presentar dos clases: el multibasinal no integrado y el multibasinal integrado. El multibasinal no integrado se desarrolla en zonas con rocas solubles, los sumideros se presentan aislados y desconectados entre s, debido a que el drenaje de esta zona se realiza en forma subterrnea; en este caso, los sumideros son los colectores del agua que cae en la superficie, los cuales la recogen y conducen hacia el interior de la formacin rocosa, la cual se va disolviendo y formando cavernas y cauces subterrneos que movilizan los excesos de agua. Este patrn se da principalmente en calizas, yeso, sal gema; pero, adems, puede desarrollarse en materiales insolubles porosos, en los que se presenta el fenmeno de sofusin que produce, en estos materiales, el mismo efecto mencionado para los materiales solubles. El multibasinal integrado se desarrolla en zonas que estuvieron sometidas a procesos glaciares, en las cuales quedan gran cantidad de cuerpos de agua como lagos y lagunas, que dan una apariencia similar a la producida en el caso anterior; la diferencia de este con aquel, es que, en estas zonas glaciares los cuerpos de agua estn conectados entre s por medio de pequeos arroyos, lo cual hace que este patrn sea integrado y superficial, a diferencia del otro que no lo es.

Artificial. Cobija todas las obras que realiza el hombre para evacuar los excesos de agua de zonas mal drenadas. No se debe confundir con las acequias de riego en zonas ridas o semiridas. 2.2.3. Patrones de corrientes individuales. Teniendo en cuenta que de la dinmica de las corrientes individuales se derivan algunos fenmenos geomorfolgicos importantes, en las corrientes de agua principales es necesario hacer un anlisis para tratar de determinar aquellos procesos y sus efectos en la zona estudiada. De acuerdo con la forma de su alineamiento en planta, los cauces naturales pueden clasificarse en: rectos, mendricos y cauces trenzados.

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Figura 10. Patrones de drenaje especiales

2.2.3. Patrones de corrientes individuales. Teniendo en cuenta que de la dinmica de las corrientes individuales se derivan algunos fenmenos geomorfolgicos importantes, en las corrientes de agua principales es necesario hacer un anlisis para tratar de determinar aquellos procesos y sus efectos en la zona estudiada. De acuerdo con la forma de su alineamiento en planta, los cauces naturales pueden clasificarse en: rectos, mendricos y cauces trenzados.

a. Cauces rectos. Son tramos del cauce que discurren en lnea casi recta y que

pueden estar asociados con problemas de fallas que lo estn controlando. Estetipo de canales no son frecuentes en la naturaleza. Tambin se presenta este tipo de cauces en ros canalizados y, en este caso, no hay relacin entre el cauce y algn fenmeno geolgico.

b. Cauces mendricos. Este tipo de cauces es indicativo, segn Strahler (1979), de

ros que estn en su etapa de madurez, caracterizados por poseer vallesamplios y planos, en los cuales el cauce se desplaza formando lazos u ondulaciones ms o menos regulares, que aumentan grandemente su longitud, con respecto a la longitud que presenta el valle. Segn Linsley, R., et al (1977), la longitud media de los canales con meandros, parece ser, aproximadamente, igual a 1,5 veces la longitud del valle, esta medida recibe el nombre de sinuosidad del canal; la longitud de onda de los meandros vara entre 7 y 11 veces el ancho del cauce, y el radio de curvatura de los mismos vara generalmente entre dos y tres veces el ancho del canal; la amplitud de las curvas, o el ancho del cinturn de meandros, vara considerablemente, y parece que est controlada, principalmente, por el material de las bancas del ro, generalmente vara entre 10 y 20 veces el ancho

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del cauce. En las llanuras de estos ros se presenta una situacin intermedia entre los procesos de erosin lateral en las partes externas de las curvas de los meandros (lado cncavo) y sedimentacin en sus partes internas (lado convexo), en las cuales se forman los complejos de orillares. Los meandros se pueden explicar como una forma de disipar energa.

Figura 11. Patrones de drenaje individuales

c. Cauces trenzados. Los cauces trenzados, llamados tambin por Strahler (1979) anastomosados o anastomticos, evidencian un aporte de sedimentos a lascorrientes, mayor del que ellas pueden transportar; por esto se observa que losdepsitos de material dentro del cauce del ro son bastante considerables, obligandoa las corrientes a dividirse en una serie de canales interconectados (brazos), y separados por islas, con lo cual van adquiriendo una apariencia de trenza. Los canales trenzados tienden a ser muy anchos y relativamente poco profundos, con materiales gruesos en el fondo y bien gradado. Los canales trenzados se encuentran generalmente en sitios donde las bancas son fcilmente erosionables (materiales arenosos con poco recubrimiento vegetal). La pendiente de estos canales es mayor que la de los tramos adyacentes del ro que no son trenzados. De esta manera, el cauce trenzado es una forma de disipar energa cuando la pendiente del ro se hace ms fuerte, evitando as aumentos en la velocidad del flujo, que podran producir erosin.

2.3. Orientacin de la cuenca

Por orientacin de la cuenca, segn LLamas (1993), hay que entender su direccin geogrfica segn la resultante de la pendiente general. Este concepto es importante por que distintos elementos pueden relacionarse con la orientacin de la superficie y entre ellos se tienen:

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- El nmero de horas que est soleada la cuenca. Este es un elemento bastante importante en la medida que aumenta la latitud de la cuenca. Puede ser el factor principal en el clculo de la evaporacin y la evapotranspiracin. - Las horas en a las que incide el sol sobre la ladera de la cuenca. - La direccin de los vientos dominantes - La direccin del movimiento de los frentes de lluvia - Los flujos de humedad

3. EL ENFOQUE SISTEMICO DE CUENCAS

Un sistema es un arreglo organizado de dos o ms elementos (Montilva J. 1984). La teora general de los sistemas proporciona los elementos conceptuales, metodolgicos, tcnicos y cientficos, en el estudio de problemas de unidades complejas, como son las cuencas hidrogrficas. Un sistema es un conjunto de partes coordinadas para lograr un conjunto de objetivos. (Churchman, C. W., 1981).

Segn FAO (13), para comprender el por qu la cuenca hidrogrfica es un sistema es necesario explicar que:

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

hidrolgico (Fig. 12) permite cuantificar que a la cuenca ingresa una cantidad de agua, por medio de la precipitacin y otras formas; y luego existe una cantidad que sale de la cuenca, por medio de su ro principal en las desembocaduras o por el uso que adquiera el agua.

b) En la cuenca hidrogrfica se producen interacciones entre sus elementos, por ejemplo, si se deforesta irracionalmente en la parte alta, es posible que en pocas lluviosas se produzcan inundaciones en las partes bajas. La interaccin entre los elementos implica procesos naturales, entre ellos los procesos biogeoqumicos (ciclo de las rocas, geomrfico, del agua, del fsforo, del nitrgeno, del potasio, etc.), biolgicos (transpiracin, absorcin, asimilacin, etc.) y procesos inducidos como son los procesos productivos y socioeconmicos (organizacin, administracin, educacin, etc.).

c) Dentro de la cuenca hidrogrfica se produce interrelaciones entre sus elementos, por ejemplo, la cada de aguas por precipitacin erosiona los suelos desnudos en laderas; la degradacin del agua est en relacin con la falta de educacin ambiental, con la falta de aplicacin de leyes y con las tecnologas inapropiadas. Si se deforesta la parte alta, es posible que en pocas lluviosas se produzcan inundaciones en las partes bajas.

3.1. La cuenca como sistema

Segn Hernndez (19), la cuenca hidrogrfica es un volumen terrestre que en su dimensin vertical est limitado por la biosfera y litosfera inmediatamente adyacentes y en su superficie por la divisoria de aguas que se cierra en un punto de inters en el cauce. En esta unidad territorial funciona un sistema formado por un conjunto de factores fsicos, sociales y econmicos muy dinmicos e interrelacionados entre s.

Es decir, que el concepto de cuenca en trminos de manejo, implica otras caractersticas:

- El concepto de cuenca claramente define un rea geogrfica, constituyndose en

una manera ms de dividir regiones.

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La cuenca sistema -26

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- La cuenca no es simplemente un rea sino que tambin representa un volumen terrestre.

Figura 12. El sistema hidrolgico en la cuenca. Fuente: World Visin

- La cuenca se analiza a partir de un punto en referencia en el cauce principal.

Cada punto de estos genera una cuenca hidrogrfica con un rea colectora diferente.

- Constituye un sistema que integra factores muy complejos de orden natural, social, econmico, poltico e institucional, interrelacionados y variables en el

- tiempo y en el territorio; factores que operan dentro de la cuenca y como tambin en las zonas de influencia circundantes.

- Las cuencas se deben considerar desde el punto de vista econmico como un proceso productivo (Hufschmidt M. 1986), y por tanto, como unidad de planificacin geo-econmica y socio-espacial (21).

La teora general de los sistemas proporciona los elementos conceptuales, metodolgicos, tcnicos y cientficos, en el estudio de problemas de unidades complejas, como son las cuencas hidrogrficas.

3.2. El anlisis sistmico de cuencas

El anlisis de cuenca hidrogrfica bajo el enfoque sistmico, implica la identificacin de aspectos inherentes a este sistema como son los objetivos, el ambiente, los recursos, los componentes, los productos y la administracin del sistema. En detalle, segn Londoo (28) los elementos del sistema cuenca son:

a. Los objetivos del sistema Los objetivos constituyen la razn de ser del sistema. En sistemas complejos, como las cuencas hidrogrficas, se acepta la nocin que existen objetivos mltiples. Dentro de algunos objetivos del sistema cuenca hidrogrfica se pueden

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mencionar los siguientes: abastecimiento de agua, produccin agrcola, produccin pecuaria, produccin forestal, turismo y recreacin, generacin de energa hidroelctrica, riego,

b. El ambiente del sistema El ambiente del sistema es el conjunto de elementos que influyen directamente sobre el sistema, pero el sistema no puede hacer nada para modificarlos. Ambiente no es slo aquello que se encuentra fuera del control del sistema, sino que, tambin, es algo que determina, en parte, la conducta de este. Para la cuenca hidrogrfica el ambiente se puede dividir en: poltico, jurdico, social, econmico, cultural y ecolgico.

c. Los recursos del sistema Los recursos del sistema corresponden a los medios con que dispone el sistema para el logro de sus objetivos. Los recursos del sistema se pueden agrupar en: humanos, econmicos, fsicos y naturales.

d. Los componentes del sistema

Los componentes del sistema (subsistemas) son subconjuntos organizados de recursos dentro del sistema, con una misin especfica condicionada al logro de los objetivos globales del sistema.

Esta comprensin permitir, a cada componente, orientar sus esfuerzos hacia el logro de su misin, teniendo siempre presente el papel que desempea en el logro de los objetivos globales del sistema. En el sistema cuenca hidrogrfica se identifican los siguientes subsistemas: bitico, fsico, social y econmico.

e. Los productos o servicios

Los productos o servicios representan los resultados finales que el sistema entrega al medio, y que constituyen instrumentos a travs de los cuales el sistema espera lograr sus objetivos. Estos productos o servicios, referidos a la cuenca hidrogrfica, pueden ser: hectreas de bosque instalado, toneladas de producto agrcola producido, mejoramiento de la calidad y cantidad del agua producida, regulacin de los regmenes de los caudales, aumento en los ingresos econmicos de la poblacin, etc.

f. La administracin del sistema

La administracin del sistema es el conjunto de individuos responsables del logro de los objetivos del sistema. La administracin no es responsable solamente de establecer objetivos, sino tambin de garantizar que se logren los mismos. Esto impone la existencia de un sistema de informacin que permita la toma de acciones correctivas orientadas al logro de este propsito. Para el caso de la cuenca hidrogrfica, la administracin corresponde a los organismos que toman decisiones dentro del rea, tales como: autoridades autnomas, autoridades regionales, municipios, comits de gestin (comunal, de micro cuenca, sub cuenca), empresas de agua potable, juntas de usuarios, comits y comisiones de regantes, etc.

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3.2. Los subsistemas de la cuenca El sistema de la cuenca hidrogrfica, a su vez est integrado por cuatro subsistemas siguientes: a)Subsistema Recursos Naturales biticos y abiticos, que esta integrado por el

agua, suelo, aire, flora, fauna, energa, clima, geologa, subsuelo, elementos cultivados por el hombre, etc.

b) Subsistema de Recursos Humanos, integrado por los componentes de salud, elementos demogrficos, educacin, ocupacin, ingreso, servicios bsicos, recreacin, etc.

c) Subsistema Recursos Tcnico Productivos, integrado por todas las

actividades productivas que realiza el hombre, en agricultura, recursos naturales, ganadera, industria, servicios, ttecnologa, infraestructura productiva, produccin, inversin, comercio, etc.

d) Subsistema Recursos Institucionales y Normativos, organizacionales,

polticos, Gobierno y autoridades, instituciones civiles, normas, valores, leyes, hbitos, costumbres, etc.

Los elementos que integran los subsistemas variarn de acuerdo al medio en el que se ubique la cuenca y al nivel de intervencin del factor humano. La cuenca hidrogrfica puede ser analizada como un sistema desde diferentes puntos de vista: en cuanto a la produccin de agua, madera, fauna y otros bienes. 3.3. La cuenca como un sistema productor de agua

A la cuenca hidrogrfica, incluyendo dentro de ella el substratum y la poblacin residente, entran dos aportes principales bien definidos, el primero de tipo natural representado por la precipitacin y la energa solar; y el segundo, introducido por el hombre, representado por la tecnologa, capital, mano de obra, etc. Estos aportes, tiene variaciones en el tiempo y en el territorio (20). De este sistema, salen tres productos principales:

a) La escorrenta con sus caractersticas de:

- Cantidad - Calidad y - Rgimen hidrolgico (variaciones de la calidad y cantidad en el tiempo).

Para un lapso de tiempo determinado, la cantidad de escorrenta es el rea debajo del hidrograma o curva que representa las variaciones del caudal en el tiempo. Se expresa en m3/unidad de tiempo. El rgimen hidrolgico se refiere a las variaciones del caudal durante el ao (grfico 3). Adems, ese volumen de agua que sale de la

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cuenca tiene una calidad que puede ser definida en trminos fsicos, qumicos y biolgicos.

Fotografa 03. Bocatoma y compuerta en un sistema de riego

La escorrenta a travs de obras y procesos se convierte en agua potable, riego e hidroelectricidad.

b) La evapotranspiracin, es una prdida por cuanto es un volumen de agua que

no llega al cauce.

c) Los subproductos indeseables que crean efectos negativos sobre el producto principal (el agua). Estos efectos son:

- in situ (erosin, prdida de nutrientes, contaminacin, etc).

Fotografia 04. Lago de Junn. Sector contaminado por relaves mineros

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- Aguas abajo (sedimentacin, alteraciones de la calidad del agua, alteraciones del rgimen hidrolgico, crecidas torrenciales, etc).

Sobre ese sistema se agrega otra entrada de tipo institucional y tecnolgica, creada por el hombre, que es el manejo de la cuenca. Este aporte antrpico, trata de maximizar la produccin y sus beneficios al mismo tiempo que minimizar los efectos secundarios negativos.

El concepto de manejo de cuencas as esbozado, es un planteamiento simple y convincente; sin embargo, su aplicacin prctica es difcil, dependiendo de varios factores como son la complejidad de la cuenca, tipos de objetivos, marco institucional y poltico de apoyo, capacidad tcnica y liderazgo de los ejecutores, etc. A pesar de esa complejidad, cada da en diferentes partes del mundo se disean y ejecutan nuevos proyectos de manejo de cuencas. (21)

3.4. La cuenca como un sistema productor de sedimentos

El grfico 13, adaptado por Schum (1977), muestra que en una cuenca como un sistema idealizado se pueden definir 4 zonas en el sentidos aguas bajo. Este tipo de sectorizacion tambin se presenta en textos de control de torrentes (22), (41). La zona superior o cuenca de recepcin corresponde al rea productora principal de sedimentos. Luego existe el tramo de transporte, el cual en un cauce estable, se encuentra en equilibrio, es decir, que la cantidad de entrada de sedimentos es igual a la cantidad de salida, equilibrio que por diversas causas puede romperse (21). A continuacin se presenta la zona de depositacin. Despus puede existir, en

Figura 13. Sistema fluvial idealizado (Schum), segn Vidal (40)

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algunos casos, el canal de desage, tramo que transporta la escorrenta de aguas claras despus de producirse la depositacin.

Fotografa 05. Caudal fluvial con alta carga de sedimentos

Por otra parte, la divisoria, las vertientes, el valle, los interfluvios y los cauces de la zona de recepcin forman un sistema morfolgico integrado. Adems los flujos de energa y materiales transportados forman otro sistema ms dinmico que el anterior.

3.5. La cuenca como un sistema de productos y usos mltiples

El esquema anterior es vlido para la situacin de cuencas relativamente simples. En la realidad las situaciones son ms complejas. En una cuenca con agricultura empresarial, los aportes o entrada antrpica al sistema es ms variado y de mayor magnitud e intensidad. Estos incluyen desde los factores tecnolgicos hasta los institucionales. Por otra parte, las salidas de la cuenca incluye productos tales como la escorrenta, que luego por medio de obras puede se aprovechada en agua potable, riego o en hidroelectricidad; productos forestales, agrcolas, pecuarios, artesana, paisaje, turismo, recreacin, humanos, etc., todos ellos con una demanda creciente por la poblacin. Obviamente, los subproductos indeseables son de mayor cuanta que en el caso anterior y tambin su efecto negativo en los productos de la cuenca. (21).

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Fotografa 06. Sistema de productos y usos mltiples. Subcuenca del ro Cunas

4. TIPOLOGIA DE CUENCAS

Las cuencas hidrogrficas engloban situaciones fsicas y socioeconmicas con grado variable de complejidad. Para entender su funcionamiento y facilitar el diseo de estrategias de manejo, es conveniente clasificarlas. En este sentido se proponen criterios de diverso tipo. A continuacin se expresan algunos de ellos en el entendido que son ayudas metodolgicas que no significan un encasillamiento absolutamente rgido. (21).

a. Segn el uso dominante de las tierras Existen 4 tipos principales de cuencas: urbanas, agrcolas, pecuarias, forestales y de usos mltiples. Cada una puede tener calificativos que especifiquen ms el subtipo. Por ejemplo: cuencas forestales de bosque natural, bosque artificial, bosque productor, bosque protector, bosque denso o degradado.

Fotografa 07. Cuencas agrcolas

Para asignar el calificativo respectivo se utiliza un mapa identificndose el tipo de uso con mayor superficie cubierta. Se puede complementar esta designacin con el criterio importancia econmica del uso. El uso dominante de las tierras sugiere la estrategia en la orientacin del tipo de manejo.

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Este criterio de clasificacin de las cuencas permite explicar el por qu profesionales del sector forestal han jugado un papel difusor importante en el manejo de cuencas. Los planteamientos relacionados con la necesidad de conservar, ordenar, recuperar y administrar las cuencas hidrogrficas se refirieron inicialmente a las nacientes de los ros, a las zonas altas con vertientes empinadas, tierras con vocacin forestal, es decir, cuencas forestales.

Fotografa 08. Cuencas forestales con bosque intervenido

Sin embargo, las zonas de montaa, especialmente en el trpico, incluyen valles intermontanos con usos agrcolas y pecuarios muy importantes, as como usos en vertientes, lo que indica que el manejo de cuencas tropical requiere una fuerte componente agronmica. Por otra parte, a medida que se extiende el tamao de la cuenca sujeta a manejo, aparecen combinaciones de usos de la tierra, es decir cuencas de usos mltiples, lo que sugiere la formacin de equipos interdisciplinarios.

Fotografa 09. Cuencas pecuarias

b. Segn el tipo dominante de tenencia de la tierra

Existen 3 tipos bsicos de propiedad: privada, balda y municipal. La privada significa un rgimen de propiedad particular, en cuyo caso la estrategia de manejo

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de la cuenca requiere un alto componente de persuasin para incorporar esa poblacin a los objetivos del plan.

En el tipo de tenencia cuenca balda, es decir, propiedad del Estado, aparecen 3 subtipos de cuencas con terrenos:

i. No ocupados ii. Ocupados o invadidos iii. Adquiridos con fines especficos por Instituciones del Estado.

Es obvio, entonces que el manejo de cuencas baldas implica una estrecha coordinacin con las polticas del Estado.

Por ltimo se encuentran las cuencas municipales en las cuales pueden existir: a) Terrenos ejidos propiedad del municipio pero sin documento. b) Terrenos adquiridos con documento para fines especficos.

Ejemplos de este subtipo son las cuencas municipales compradas con el propsito de asegurar la mejor calidad del agua para el abastecimiento de acueductos. En cada regin existen generalmente algunos de estos casos, los cuales son de gran inters para el manejo de cuencas. c. Segn el tipo dominante de explotacin agrcola

Se distinguen 5 tipos principales de cuencas de: a) Minifundio b) Latifundio c) Empresarial d) Comunal o en cooperativas d. Segn la existencia de reas con rgimen jurdico especial

Pueden existir los tipos de cuencas siguientes:

a) Reserva hidrulica b) Zona protectora c) Parque nacional d) Reserva forestal e) rea crtica con prioridad de tratamiento

Fotografia 10. Areas Naturales Protegidas en cuencas hidrogrficas

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Cada una de estas cuencas necesita variantes en el manejo de acuerdo a lo establecido en la legislacin y decretos respectivos, los cuales en cada pas pueden tener especificaciones diferentes. e. Segn su altitud

Se clasifican las cuencas en altas, medias y bajas. En general se asume que las cuencas altas representan las nacientes de las corrientes hdricas, con fuertes pendientes, perfil transversal en forma de V y ausencia de valle. La cuenca baja es la zona de depositacin o confluencia con el ro receptor.

Fotografia 11. Cuencas altas. Nacientes del sistema hidrolgico

Sin embargo, esta clasificacin es relativa y no existe un criterio tajante, vlido universalmente, que determine con precisin la sectorizacin.

Fotografia 12. Cuenca media. Perfil transversal en V

En todo caso un estudio del perfil longitudinal y de la curva hipsomtrica permite resolver en principio el problema.

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Fotografia 13. Cuencas bajas. Zonas de depositacin sedimentaria

Para obviar esta ambigedad algunos organismos, y slo con propsitos administrativos de uniformizar criterios, utilizan por convenirle a una regin dada, un mtodo simple que implica escoger un valor especfico de altitud a partir del cual se considere cuencas altas. En el Per, se consideran cuencas bajas a las que se ubican por debajo de los 800 msnm, cuencas medias entre los 800 y 3000 msnm y cuencas altas a las cuencas que se ubican por encima de los 3000 msnm. Vzquez (40).

f. Segn el rea

Se dividen en los tipos siguientes: a) Hoya hidrogrfica b) Cuenca grande c) Subcuenca d) Microcuenca (cuenca pequea) e) rea de captacin (rea de drenaje muy pequea)

Todos estos trminos responden a la definicin bsica de cuenca hidrogrfica; sin embargo ese orden escrito sugiere una degradacin en cuanto al tamao desde las unidades con mayor rea (hoya) hasta la ms pequea (minicuenca). De nuevo en este criterio de clasificacin, al igual que en el anterior, no existen valores de aceptacin generalizada. A nivel regional se han usado cifras referenciales como las siguientes: (MARNR 1978):

a) Cuenca ( 60.00 ha) b) Subcuenca (10.000 60.000 ha) c) Microcuenca ( 10.000 ha)

Sin embargo, es til conocer que desde el punto de vista hidrolgico, los trminos cuenca pequea y grande no estn asociados nicamente con el concepto de rea. La Unin Geofsica Internacional establece que una cuenca pequea es aquella en la cual la generacin de la onda de crecida depende principalmente del uso de las tierras en las vertientes y en las que el efecto de almacenamiento de agua en el valle es casi nulo.

g. Segn la permanencia del caudal durante el ao

Las cuencas segn la permanencia del caudal se clasifican en:

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a) Permanentes b) Intermitentes c) Efmeras

Las primeras tienen escorrenta durante todo el ao, las segundas nicamente en los meses de precipitacin y las efmeras slo horas despus de un evento de lluvia. El rgimen efmero significa que la cuenca dispone slo de almacenaje en la superficie del suelo que alimenta el flujo superficial, el cual se agota muy rpidamente; pero no tiene un almacenaje de humedad en el suelo propiamente dicho, ni almacenaje subterrneo que permitan mantener durante la poca de ausencia de precipitacin los aportes de flujo subsuperficial (rpido y lento) y flujo base a la red de drenaje. Por el contrario, el rgimen hdrico permanente representa un funcionamiento en el cual actan los diferentes almacenajes y flujos del balance hdrico de una cuenca.

Cuencas hidrogrficas deterioradas han pasado de rgimen permanente a efmero con consecuencias econmicas negativas. En algunos de estos casos tambin se ha unido el problema de la alta sedimentacin, lo cual facilita la infiltracin del poco flujo superficial que llega al cauce. A su vez, tambin se conoce de casos, en los cuales se ha logrado la transformacin de una cuenca con corriente efmera a permanente, mediante tcnicas de manejo de cuencas.

h. Segn el clima

Se pueden clasificar en 2 tipos bsicos: a) Cuencas de zonas hmedas b) Cuencas de zonas ridas o semiridas

En las del primer tipo la estrategia del manejo se orienta a controlar los excesos de agua y los problemas erosivos que se derivan de esta situacin. En este contexto se debe recordar la ecuacin general del balance hdrico.

E = P ET AA (mm)

Donde: E = escorrenta; P = precipitacin; ET = evapotranspiracin; AA = cambios en los diferentes almacenajes de la cuenca. Esto indica que para disminuir la escorrenta es bueno todo lo que aumente la evapotranspiracin y la capacidad de los almacenajes. Por el contrario en zonas ridas el propsito es disminuir la evapotranspiracin siempre que se mantenga la estabilidad de los suelos.

i. Segn el comportamiento hidrolgico de las crecidas

Se clasifican en: a) Microcuencas de torrentes b) Subcuencas de ros torrenciales c) Cuencas de ros grandes

El hidrograma de crecidas en las microcuencas de torrentes tiene una rama ascendente muy pendiente, el pico agudo y la recesin muy abrupta. La proporcin

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del caudal slido al caudal total es muy significativa, especialmente el arrastre de fondo. Este tipo de respuesta hidrolgica se explica por la presencia de las caractersticas distintivas, mencionadas anteriormente, de las cuencas pequeas o microcuencas.

La subcuenca de un ro torrencial es una unidad de mayor tamao que incluye varias microcuencas de torrentes y refleja un comportamiento hidrolgico con mayor acentuacin torrencial. Las cuencas de ros grandes incluyen subcuencas de ros torrenciales y tramos de ros en llanura. Las crecidas en este caso son de considerable magnitud, el hidrograma se inicia con un ascenso suave, el pico se mantiene como una cresta y la recesin es muy lenta. El caudal lquido significa la mayor parte del caudal total.

Fotografa 14. Subcuenca de ros torrenciales

j. Segn la torrencialidad

Las crecidas en las microcuencas de torrentes y subcuencas de ros torrenciales se pueden clasificar en 3 tipos:

a) Flujo torrencial (caudal slido > 75%) b) Lava torrencial (caudal slido 25 75%) c) Crecida de slo sedimento de grano fino.

En el primero tipo las crecidas tienen un caudal slido mayor del 75% en relacin al caudal total, con velocidades mayores de 20m/s, considerable fuerza de impacto (1 2 t/m2), transporte de grandes bloques. Estas microcuencas son muy peligrosas en trminos del potencial de daos (Aulitsky H., 1982).

Las lavas torrenciales tiene un caudal slido en relacin al total de 25 a 75% la velocidad, fuerza hidrodinmica y capacidad de transporte es menor que el primer tipo.

k. Segn el tipo dominante del proceso erosivo

Aulitsky (1982) clasifica las microcuencas de torrentes o tramos de stas, en dos tipos bsicos:

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a) De socavacin inducida por escurrimiento superficial y escorrenta. b) Con potencial de represamiento por material proveniente de deslizamiento en

las vertientes (no provocadas por socavacin). c) Torrentes especiales.

l. Segn el grado de impacto o penetracin antrpica en vertiente

Segn este criterio se pueden clasificar en cuencas con impacto o penetracin:

a) Fuerte b) Mediano c) Leve

Fotografa 15. Cuencas con fuerte impacto antrpico

Es una clasificacin de inters prctico mediante la cual se trata de evaluar el grado de deterioro de las vertientes y por lo tanto de la cuenca en su conjunto. Para cuantificarlo se puede utilizar la densidad de poblacin por km2 en vertiente, de acuerdo a una escala de valores de aceptacin regional. No se debe incluir los valles o zonas semiplanas. Se puede agregar algn calificativo que indique la velocidad de dinamismo del avance antrpico en las vertientes.

ll. Segn la divisin poltico administrativa

Existen cuencas compartidas entre Anexos, Distritos, Provincias, Departamentos, Estados, Regiones y entre Pases. Estas ltimas, es decir, las cuencas hidrogrficas internacionales son unidades hidrolgicas que se extienden sobre 2 o ms Estados. El lmite entre los pases puede ser el cauce principal, la divisoria topogrfica o una lnea que atraviesa el cauce. En este ltimo caso se definen pases aguas arriba, y pases aguas abajo, pudindose generar perturbaciones ecolgicas transforterizas. Este tema es tan importante que se encuentra incluido en la Estrategia Mundial para la Conservacin de la Naturaleza.

m. Segn la importancia relativa o prioridad de la cuenca

Las cuencas de mayor prioridad son las que presentan dos caractersticas simultneamente:

a) Muy importante en cuanto al uso de sus recursos.

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b) Presencia de problemas extendidos y de considerable magnitud. Es posible, entonces clasificar las cuencas en diferentes grados de prioridad: alta, media y baja. En este sentido se pueden disear metodologas simples prcticas con propsitos administrativos.

n. Segn la importancia relativa o prioridad de la cuenca

Las cuencas de mayor prioridad son las que presentan dos caractersticas simultneamente:

a) Muy importante en cuanto al uso de sus recursos. b) Presencia de problemas extendidos y de considerable magnitud.

Es posible, entonces clasificar las cuencas en diferentes grados de prioridad: alta, media y baja. En este sentido se pueden disear metodologas simples prcticas con propsitos administrativos.

o. Segn el propsito del tratamiento aplicado a) Cuencas demostrativas b) Cuencas experimentales

c) Cuencas representativas

Existen cuencas demostrativas para extensin y divulgacin, cuyo propsito principal de divulgar en la comunidad y en los tcnicos las bondades de los tratamientos que se aplican en manejo de cuencas. Un ejemplo son las microcuencas con tratamientos intensivos de conservacin de suelos y control de torrentes, que tienen el propsito de hacer conocer estos sistemas a nivel de agricultores, peritos, ingenieros, estudiantes y polticos.

Las cuencas experimentales son unidades pequeas ( < 4 km2), relativamente homogneas en cuanto a suelos, vegetacin y otros factores fsicos, en las que se instalen una red hidrometereolgica para medir los efectos producidos sobre las caractersticas hidrolgicas por modificaciones deliberadas en el uso de la tierra u otro factor. Generalmente se hace este tipo de investigacin por comparacin entre dos o ms cuencas y precediendo al cambio por un perodo de calibracin. Tambin se usan las cuencas experimentales para estudios de prediccin hidrolgica e investigacin bsica. (Toebes C. y V. Ouryvaev, 1970).

Las cuencas representativas son aquellas seleccionadas como tales dentro de una regin que se presume tiene una similaridad hidrolgica. Se usa para investigaciones. Posteriormente la cuenca representativa o una parte de ella puede pasar a ser cuenca experimental si se considera conveniente (Toebes C. et al., 1970).

4.1. Caractersticas de las microcuencas de alta montaa en el trpico

De singular importancia para el manejo de cuencas es este tipo de unidades hidrolgicas de cuencas altas, que mucha veces han sido catalogadas como marginales, en el sentido de marginales para la agricultura mecanizada de tierras planas, ms no para otras actividades como la forestal y que analizadas en detalle poseen o pueden llegar a tener una estructura econmica propia y prspera de importancia para el sistema local y regional. (Michaelsen T., 1985).

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Algunas caractersticas sobresalientes de ellas en trminos del manejo de cuencas son las siguientes:

a) Poseen un relieve accidentado con pendientes elevadas

b) La erosin es un problema importante. Las tierras de vocacin forestal por estar en fuertes pendientes, con suelos poco profundos son muchas veces usadas para agricultura y ganadera. Los cauces inestables, de material heteromtrico poco consolidado y fuente principal de generacin de sedimentos.

c) La calidad de la escorrenta y el rgimen hidrolgico son muy

sensibles al tipo de uso de la tierra y aguas, y se deterioran rpidamente cuando la cuenca se aprovecha en forma inadecuada. Por ello, la aplicacin de tratamiento en vertientes y cauces logran despus de varios aos recuperar exitosamente su funcionamiento normal.

d) Estas cuencas son las fuentes iniciales del sistema hidrolgico del

pas y se corresponden mucha veces con las reas crticas de cuencas grandes aprovechadas mediante obras hidrulicas para riego, hidroelectricidad, acueductos o propsitos mltiples. En zonas hmedas, estas cuencas tienen valores altos de rendimiento hdrico, lo que las hace muy importantes para los desarrollos mencionados.

e) Son asiento de numerosos ncleos humanos. La densidad de

poblacin es alta a muy alta, frecuentemente con penetracin antrpica en vertientes. Precisamente estos asentamientos humanos son muchas veces los causantes de los diversos problemas que aquejan a las cuencas hidrogrficas.

f) Debido a las condiciones climticas favorables, estas cuencas en

ciertos pisos altitudinales tiene gran potencial agrcola para cultivos de alta rentabilidad como son las hortalizas, flores, caf y ganadera de altura.

Desde el punto de vista tecnolgico se distinguen dos situaciones: Unidades de produccin mecanizadas y con uso intensivo de tecnologa moderna, ubicadas en los valles intermontanos (terrazas y conos de deyeccin) y fincas pequeas localizadas en vertientes en las cuales el cultivo se hace a mano o con animales. En este tipo se observa que cada da aumenta el uso de pequeos sistemas de riego y agroqumicos. (Michelsen T., 1985).

El manejo de estas cuencas pequeas en el trpico es complejo pero se puede simplificar subdividindolas en pisos altitudinales y en zonas ecolgica e hidrolgicamente homogneas.

5. LA DEGRADACIN DE CUENCAS Las cuencas hidrogrficas, especialmente sus cabeceras, se deterioran con facilidad creando graves problemas en la economa, de la poblacin ubicada dentro de la cuenca y aguas abajo, dificultando la consecucin de las metas de desarrollo del pas. Las caractersticas de las cuencas de montaa que constituyen las fuentes iniciales del sistema hidrolgico, con un relieve accidentado, con escurrimientos y escorrentas

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sensibles al uso de la tierra, con un potencial agropecuario, en el que se asientan numerosos poblados, predisponen a que la erosin sea uno de los principales problemas y por tanto su manejo es sumamente delicado. La causalidad del deterioro es compleja, por una parte se debe a su fragilidad fsico natural y en gran medida a su ocupacin anrquica, la cual es frecuente en los pases subdesarrollados, donde existe pobreza crtica, desempleo y bajo nivel de vida (Hidalgo P. 1986). A ello se agregan factores de tipo institucional como un bajo nivel de concertacin interna y externa o leyes con una buena poltica conservacionista pero con ausencia de decisiones oficiales (Casanova, R. 1986). Por otra parte, la accin de las instituciones llega poco a esas cuencas altas alejadas sin embargo importantes. Todas las situaciones de sobre o sub utilizacin de los recursos de las cuencas en un pas, tienen un trasfondo poltico y estructural. 5.1 Causas del deterioro de cuencas

Entre los causales del deterioro de cuencas en los pases en vas de desarrollo (21), (23), se puede enumerar:

a. Patrn concentrado de ocupacin del territorio

En una fraccin del rea del pas reside un alto porcentaje de la poblacin, caso tpico el de Lima, capital de la Repblica, donde la tercera parte de la poblacin del pas (9 millones) se emplaza sobre 3 cuencas (Rmac, Lurn y Pachacamac). Situacin semejante se observa en la faja costera donde ciudades como Piura, Trujillo, Chiclayo, Chimbote, Ica y Tacna, concentran poblacines mayormente dedicada a ocupaciones industriales y/o de servicio, situacin que no guarda equilibrio con los recursos naturales necesarios para su autoabastecimiento, donde el poblador no solo ya es ms pobre, sino ms infeliz. En la sierra Cajamarca, Huancayo, Cuzco, Juliaca y Arequipa, tienen la misma problemtica.

b. Creciente concentracin del poder poltico y econmico

La mayora de las decisiones importantes se toman en la capital, adems, gran parte de los beneficios econmico del aparato productivo y el efecto multiplicador de las inversiones revierte hacia esa zona, creando all un crecimiento excesivo con sus consecuencias ambientales graves.

c. Desarticulacin ineficiente del sistema de transporte

Esta caracterstica se manifiesta por un sistema de carreteras que convergen radialmente hacia el centro costero del pas, con insuficiencia e ineficientes conexiones entre las diferentes regiones del interior de la nacin. Predomina el vehculo automotor como unidad de transporte, derrochador de energa y con negativos impactos ambientales.

d. Intenso proceso de urbanizacin

La afluencia de la poblacin rural a las ciudades, provocada por la desatencin y falta de incentivos a la actividad agropecuaria, as como por las causas de violencia social en el campo (1980 1990) provocaron prcticamente un xodo a las ciudades, las mismas que sin una adecuada infraestructura, servicio ni oportunidades de trabajo, concentraron ingentes cantidades de poblacin, en erizaos y reas que anteriormente se dedicaban a la produccin agropecuaria. Este proceso sumamente intenso, bien es cierto, ha disminuido la presin y deterioro en las cuencas rurales, sin embargo crea nuevos y

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graves problemas en las cuencas urbanas, vinculados muchos de ellos a ncleos de poblacin marginal (invasiones), alentadas y legalizadas por gobiernos populistas. De seguir con esa tendencia, tiende a agravarse la marginalidad, la desigualdad en los niveles de vida as como la crisis ambiental.

Fotografia 16. Intenso proceso de urbanizacin en cuencas

e. Agotamiento acelerado de los recursos naturales vitales para el desarrollo

El deterioro del recurso hidrulico, en su calidad, cantidad y rgimen es un indicador que integra y refleja el dao de todos los otros recursos naturales y del ambiente en general. Su agotamiento acelerado es evidente si observamos que a mayora de las grandes ciudades costeras precisan de transvases cada vez ms lejanos para compensar sus demandas de este recurso. La concentracin econmica y la sub-utilizacin en el resto del pas amenazan el potencial de este recurso.

Fotografia 17. Retroceso de glaciares por el calentamiento global

f. Sub-utilizacin de recursos naturales y dependencia alimentaria

La agricultura a gran escala, es altamente dependiente de la tecnologa importada y el sistema alimentario es en gran medida dependiente del exterior, el relativo abandono del interior del pas, la infraestructura de riego ociosa, as como la centralizacin de la agroindustria, son entre otras, situaciones que la hace muy vulnerable. Situacin que debe revertirse.

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g. Abundante oferta de recursos tursticos escasamente valorizados

Las reservas forestales, mayormente ubicadas en selva alta y baja, que representan ms de la mitad del territorio nacional son a veces irracionalmente explotadas e invadidas, tiene un incipiente ap