PARMETROS MORFOLGICOS DE LA CUENCA HIDROLGICA

1.- DELIMITACION DE LA CUENCA.La delimitacin de una cuenca, se hace referencia sobre un plano o mapa a curvas de nivel siguiendo las lneas del parteaguas, la cual es una lnea imaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin, que en cada sistema de corriente, fluye hacia el punto de salida de la cuenca.

2.- SUPERFICIE DE LA CUENCA.La superficie de una cuenca, se refiere al rea proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular, se obtiene despus de delimitar la cuenca.

Calculo del rea de una cuenca:

Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el clculo del rea de la cuenca no se puede realizar por formas geomtricas. Sin embargo existen los siguientes mtodos para su clculo:

Uso de la balanza analtica. Uso del pluvmetro. Uso del software.

a) Uso de la balanza analtica:

Proceso:

Dibujar la cuenca sobre una cartulina que tenga una densidad uniforme, cuya rea a calcular es Ac. Dibujar con la misma escala, una figura geomtrica conocida (cuadrado, rectngulo, etc.) cuya rea se puede calcular geomtricamente, es Af. Recortar y pesar por separado las figuras.

5 cm

5 cm

Af = 25 = 25

Obteniendo el peso Wc de la cuenca y el Wf peso de la figura. Aplicar regla de tres:

Af ======================= WfAc ======================= WcDe donde se tiene:Ac = (Af x Wc)/WfDonde:Ac= rea de la cuenca a calcular.Af= rea de la figura calculada geomtricamente.Wc= peso de la cuenca.Wf=peso de la figura.

Conversiones:Escala en Carta Nacional1/100 0001 m = 1000 = 1km1 = 1

= = 226.55 (Escala Natural)

Calculo de las sub reas de la cuenca

: Sub reas de la cuenca marcadas por las curvas de nivel. = = = =3.30 = 5.31 = 12.07 =14.51 = = 71.50 =59.13 =28.63 = 4.92

b) Uso del software:

= 0.61 = 2.63 = 3.28 = 3.36 =5.61 = 12.07 = 14.93 =22.61 = 72.05 = 60.19 = 28.89 = 5.04

3.- PERIMETRO DE LA CUENCAEl permetro de la cuenca se refiere al borde de la forma de la cuenca proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular se obtiene despus de delimitar la cuenca. Calculo del permetro de la cuenca:

Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el clculo del permetro de la cuenca no se puede realizar por formulas geomtricas. Sin embargo existen los siguientes mtodos para su clculo:

Uso del mecate (hilo). Uso del curvmetro. Uso del software.

a) Uso del mecate (hilo).Proceso: Con un hilo se bordea el permetro de la cuenca, y se obtiene Lc (longitud de la cuenca medida en una regla), el cual corresponde al permetro de la cuenca Pc. Con la misma escala que esta dibujada la cuenca, se dibuja una lnea de dimensiones conocidas y se obtiene su longitud Ll (medida con la regla), el cual tiene un permetro Pl. Aplicar la regla de tres:Donde: Pc = permetro de la cuenca a calcular.Pl = permetro de la lnea conocida.Lc = longitud de la cuenca medida con hilo.Ll = longitud de la lnea medida con hilo

Pc ===== LcPl===== Ll

Luego:Pc = (Pl x Lc)/Ll

Pc 80.50 cm1 km 1 cm

Pc = 1 km x (80.50 cm)/1 cm = 80.50 Km

b) Uso del software:

Pc = 80.1271 km

4. CURVAS CARACTERISTICAS DE LA CUENCA.

a) Curva Hipsomtrica:

Es la curva que puesta en coordenadas rectangulares, representa la relacin entre la altitud, y la superficie de la cuenca que queda sobre esa altitud.

Para construir la curva hipsomtrica, se hace uso de la Carta Nacional siguiendo los siguientes pasos:

Se marcan sub reas de la cuenca siguiendo las curvas de nivel, por ejemplo de 200 m en 200 m.

Con la balanza analtica o con el Software, se determina las reas parciales de esos contornos.

Se determinan las reas acumuladas de las porciones de la cuenca.Se determina el rea acumulada que queda sobre cada altitud del contorno.Se grafican las altitudes vs la correspondientes reas acumuladas que quedan sobre esas altitudes.

= 0.61 = 2.63 = 3.28 = 3.36 =5.61 = 12.07 = 14.93 = 22.61 = 72.05 = 60.19 = 28.89 = 5.04

CUADRO ESTADISTICO.

Altitud (msnm)

(1)reas Parciales (Km2)a

(2)reas acumuladas (Km2)

(3)reas que quedan sobre las altitudes (Km2)

(4) = (A)-(3)% del Total

(5)= x100% del total que queda sobre la altitud

(6)= x100elevacin Media (msnm)ealtitud Media (msnm)a x e

18000,000,00231,290,00100,00

20000,610,61230,680,2699,7419501164,510

22002,633,25228,041,1498,6021005528,670

24003,286,53224,761,4297,1823007550,670

26003,369,89221,401,4595,7225008411,750

28005,6115,50215,792,4293,30270015137,010

300012,0727,57203,725,2288,08290035009,090

320014,9342,50188,796,4681,62310046282,690

340022,6165,11166,189,7871,85330074608,710

360072,05137,1694,1331,1540,703500252180,600

380060,19197,3633,9326,0314,673700222720,760

400028,89226,255,0412,492,183900112669,050

42005,04231,290,002,180,00410020674,250

Total(A) =231,29100,00801937,760

Curva Hipsomtricareas (km2)Altitud (msnm)

b) Curva Hipsomtrica:

Es la representacin grfica, de la distribucin en porcentaje, de las superficies ocupadas por diferentes altitudes.

Es un complemento de la curva hipsomtrica. La curva de frecuencia de altitudes se obtiene ploteando las columnas (5) vs (1) de la tabla anterior.

CUADRO ESTADISTICO.

CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES.

Curva de frecuencia de altitudesAltitud (msnm)% del Total

Con las curvas anteriores de puede determinar las siguientes caractersticas:1.- Altitud media:Es la ordenada media de la curva hipsomtrica, en ella, el 50 % del rea de la cuenca, est situado por encima de esa altitud y el 50% est situado por debajo de ella.2.- Altitud ms frecuente:Es el mximo valor en porcentaje de la curva de frecuencia de altitudes.3.- Altitud de frecuencia media:Es la altitud correspondiente al punto de abscisa de la curva de frecuencia de altitudes.Numricamente la elevacin media de la cuenca se obtiene con la siguiente ecuacin:

Donde:Em = elevacin media.a = rea entre dos contornos.e = elevacin media entre dos contornos.A = rea total de la cuenca.

5.- INDICES REPRESENTATIVOS DE UNA CUENCA.A. INDICE O FACTOR DE UNA CUENCA (F):Expresa la relacin, entre el ancho promedio de la cuenca y su longitud, es decir:

Datos:B = 19.09 km L = 23.07 km Reemplazando datos:

Si en una cuenca tiene un F mayor que la otra, existe mayor posibilidad de tener una tormenta intensa simultnea, sobre toda la extensin de la cuenca.Por el contrario, si la cuenca tiene un F menor, tiene menos tendencia a concentrar las intensidades de lluvias que una cuenca de igual rea pero con un F mayor.

B. INDICE DE COMPACIDAD (INDICE DE GRAVELIOUS):

El ndice de compacidad de una cuenca, definida por Gravelious, expresa la relacin entre el permetro de la cuenca, y el permetro equivalente de una circunferencia.

Donde: P : permetro de la CuencaA : rea de la Cuenca: Permetro de una circunferencia de igual rea

Si y Despejando r : Reemplazando en k :

Datos:P = 80.1271 kmA = 231.29 km2

Para k >1 la cuenca tiende a ser alargada; es decir que la cuenca tiene mayor posibilidad de que sea cubierta, en su totalidad, por una tormenta. 6.- RECTANGULO EQUIVALENTE.Es la transformacin geomtrica que permite representar a la cuenca, de su forma heterognea, con la forma de un rectngulo que tiene la misma rea y el mismo permetro.Clculo de los lados L y l del rectngulo

Donde:A : rea de la cuencak : ndice de compacidadL : lado mayor del rectngulo equivalentel : lado menor del rectngulo equivalente

Datos:A = 231.29 km2k = 1.49

Calculamos los cocientes

stas magnitudes se llevan en el lado mayor del rectngulo.

Cuadro de Resmenes: Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2) Longitudes Equivalentes (Km) Li

18000,000,00

20000,610,09

22002,630,38

24003,280,48

26003,360,49

28005,610,82

300012,071,75

320014,932,17

340022,613,28

360072,0510,46

380060,198,74

400028,894,19

42005,040,73

Total231,2933,58

Permetro80,1271 km

7.- INDICE DE PENDIENTE.El ndice de pendiente, es una ponderacin que se establece entre las pendientes y el tramo recogido por el ro.

Donde: : ndice de pendiente n = nmero de curva de nivel existente en el R.E, incluido los extremos: = cotas de las n curvas de nivel (km) : Fraccin de la superficie total de la cuenca, comprendida entre las cotas L : Longitud del lado mayor del R.E (km)

Altitud (msnm)

Areas Parciales (Km2)

18000,00

20000,610,200,00264990,0230215

22002,630,200,01138270,0477132

24003,280,200,01419400,0532803

26003,360,200,01454760,0539400

28005,610,200,02423940,0696267

300012,070,200,05219500,1021714

320014,930,200,06455100,1136230

340022,610,200,09775100,1398221

360072,050,200,31152250,2496087

380060,190,200,26025840,2281484

400028,890,200,12490670,1580549

42005,040,200,02180180,0660330

rea Total ()231,29I pendiente0,2252084

Permetro80,1271 km

CUADRO ESTADISTICOS

ndice de Pendiente = 0.22528.- PENDIENTE DE UNA CUENCA.La pendiente de una cuenca tiene una relacin importante y compleja con la infiltracin, la escorrenta superficial, la humedad del suelo y la contribucin del agua subterrnea a la escorrenta.Los criterios para evaluar la pendiente de una cuenca pueden ser: Criterio de Alword. Criterio de Horton. Criterio de Nash. Criterio de rectngulo equivalente. Criterio del rectngulo equivalente.

Con este criterio, para hallar la pendiente de la cuenca, se toma la pendiente media del rectngulo equivalente, es decir:

Donde: S: pendiente de la cuencaH: desnivel totalL: lado mayor

4200 1800)= 2400L= 33.58 Km = 0.07

Criterio de alvord.

Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2)DESNIVEL DLONGITUD DE LA CURVA DE NIVEL

85038.8902.63

1245.996.910.39596.57

1640.598.680.39466.69

2035.390.400.39486.12

2433.881.520.39855.52

2826.464.940.39264.40

3221.288.030.39485.96

3615.3104.810.39417.10

4010.662.960.39534.27

4405.720.920.39511.42

TOTAL748.06050.68

9.- PERFIL LONGITUDINAL DEL CURSO DE AGUA.

Este tipo de concepto refleja grficamente la capacidad erosiva de un ro en sus partes principales (superior, media e inferior) a travs del estudio de la pendiente del propio ro. Indica la relacin entre la distancia recorrida por un ro desde su nacimiento y la altura relativa de cada punto de dicho perfil. Se mide sobre el thalweg ovaguadade un ro o valle, es decir, sobre la lnea que recorre los puntos ms bajos del cauce de ese ro o del fondo del valle o cauces secos en el caso detorrentes,ramblasouadis(wadi en ingls).Altitud (msnm)Longitud del tramo (Km)sLongitud Acumulada (Km)

85000

1245.92.630.1502657782.6346651

1640.56.570.0601036739.1999876

2035.36.690.05905552415.885222

2433.86.120.06506874422.009514

2826.45.520.07108838527.532216

3221.24.400.08973820731.93168

3615.35.960.06608277337.895413

4010.67.100.05567197444.995934

4405.74.270.09263067749.261259

49.26125930.078856193241.35

10.- PENDIENTE DE CAUCE.La pendiente del cauce se puede considerar como el cociente, que resulta de dividir, el desnivel de los extremos del tramo, entre la longitud horizontal de dicho tramo.Existen varios mtodos para obtener la pendiente de un caucea) Mtodo de la Pendiente Uniforme:

Donde:S = Pendiente de la cuencaH = desnivel total (Cota en la parte mas alta-cota en la estacin de aforo),en KmL = longitud del cause ,en Km.

b) Mtodo de Compensacin de reas.

c) Mtodo de Taylos Schwarz

DondeS=Pendiente media del causeLi=Longitud del tramo iSi=Pendiente del tramo i

Altitud (msnm)Longitud del tramo (Km)sLi/s^0.5

8500

1245.92.634665090.1502657786.7966573

1640.56.565322550.06010367326.779691

2035.36.685234020.05905552427.509731

2433.86.124292220.06506874424.008758

2826.45.522702450.07108838520.713444

3221.24.39946390.08973820714.686255

3615.35.963732780.06608277323.199255

4010.67.100520650.05567197430.093443

4405.74.265325640.09263067714.014409

49.2612593187.80164

11.- RED DE DRENAJE.

La red de drenaje de una cuenca, se refiere a las trayectorias o al arreglo que guardan entre s, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella.Las caractersticas de una red de drenaje, pueden describirse principalmente de acuerdo con:. El orden de las corrientes.. Longitud de los tributarios. Densidad de corriente.. Densidad de drenaje

Orden de corrientes.

Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual est relacionado con las caractersticas fsicas y condiciones climticas de la cuenca.

Corriente efinimera, es aquella que solo lleva agua, cuando llueve e inmediatamente despus.

Corriente intermitente, lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en pocas de lluvias.

Corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, ya que aun en poca de sequia es abastecida continuamente, pues el nivel fretico siempre permanece por arriba del fondo del cauce.

Longitud de los tributarios.

La longitud de los tributarios es una indicacin de la pendiente de la cuenca, as como del gado de drenaje.La longitud de los tributarios se incrementa como una funcin de su ordenLa medicin de las corrientes, se realiza dividiendo la corriente en una serie de segmentos lineales, trazados lo ms prximo posible a las trayectorias de los cauces de las corrientes.

Densidad de drenaje.

Es la relacin entre el nmero de corrientes y el rea drenada, es decir:

Dc = densidad de corrienteNc = nmero de corrientes perennes e intermitentes.A = rea total de la cuenca en Km2

Para determinar el nmero de corrientes, solo se consideran las corrientes perennes e intermitentes. La corriente principal se cuenta como una desde su nacimiento hasta su desembocadura. Despus se tendrn todos los tributarios de orden inferior, desde su nacimiento hasta la unin con la corriente principal, y as sucesivamente, hasta llegar a los tributarios de orden uno.Esta relacin entre el nmero de corrientes y el rea drenada no proporciona una medida real de la eficiencia de drenaje, pues puede suceder, que se tengan dos cuencas con la misma densidad de corriente, y estn drenadas en muy diferente forma, dependiendo de la longitud de sus corrientes.

Densidad de drenaje.

Es un parmetro que indica la posible naturaleza de los suelos, que se encuentran en la cuenca.

Dd = densidad de drenaje.L = longitud de las corrientes perennes o intermitentes en KmA= rea total de la cuenca, en Km 2

Hoja1aea x e0.61190011592.63210055233.28230075443.36250084005.6127001514712.0729003500314.9331004628322.6133007461372.05350025217560.19370022270328.8939001126715.04410020664231.29801885