03 Cuencas Hidrograficas 2015-II

Cuenca Hidrográfica

Huancayo - 2015

Cuenca Hidrográfica Ámbito territorial formado

por un río con sus afluentes y por un área colectora de agua;

Área drenada por un único sistema fluvial, que cuenta con un solo punto de evacuación.

Todo curso de agua tiene una cuenca tributaria bien definida y única en cualquier punto de su recorrido.

División Cuenca Hidrográfica

• Subcuenca: unidad de drenaje de menor superficie que una cuenca y que forma parte de ésta.

• Microcuenca: mínima unidad territorial de drenaje dentro de una cuenca, y tributaria de una subcuenca.

• Quebradas: Varias quebradas pueden conformar una microcuenca. A veces estos cursos de agua se interceptan directamente a los grandes ríos y cuerpos de agua

Microcuenca alta

Límite de cuenca adyacente

Microcuenca alta

Subcuenca alta

Entorno de cuenca

Subcuenca alta

Subcuenca media

Quebradas

Subcuenca Baja

Zona de intercuencas

Desembocadura

División de Cuenca Hidrográfica

DIVISIÓN HIDROGRÁFICA E HIDROLÓGICA DE LA CUENCA

Cuando la divisoria de la cuenca hidrográfica es diferente de la divisoria de la cuenca hidrológica, los flujos subsuperficiales y el movimiento del agua en el suelo se

presentan de la siguiente manera (agua subterránea)

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Esquema de Cuenca Hidrográfica

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Divisoria de Aguas

• Divisoria: línea que delimita área de cuenca.• Permite dividir flujo de agua hacia diferentes cauces.

Delimitación de Cuencas

Definida red de drenaje (cuenca de interés - y vecinas -), se localiza puntos más altos (X); se traza límite de cuenca (-)

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Delimitación de cuenca

EJEMPLO PARA DELIMITAR UNA CUENCA CON BASE A UNA Imagen Satel

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Delimitación de Cuenca

Imagen de satélite

que permite

visualizar limites de cuenca o divisoria

de aguas

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Diferentes Formas de Cuencas

FORMAS DE LA RED DE DRENAJE DE UNA CUENCA

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POR EL SISTEMA DE DRENAJE Y CONDUCCIÓN

Cuando no logran drenar a un río mar o lago, sus aguas se pierden por evaporación o infiltración sin llegar a formar escurrimiento subterráneo

ARREICAS


Cuando sus redes de drenaje superficial no tienen un sistema organizado o aparente y corren como ríos subterráneos (caso de zonas cársticas)

CRIPTORREICAS


Cuando sus aguas drenan a un embalse o lago sin llegar al mar

ENDORREICAS


Cuando las vertientes conducen las aguas a un sistema mayor de drenaje como un gran río o mar

EXORREICAS

Geomorfología de la cuencaEl análisis morfométrico de la cuenca, permite evaluar cuantitativamente y cualitativamente, a partir de los diferentes parámetros e índices de forma que estima, el comportamiento de estas, ante un evento lluvioso extremo (tormenta).Se determinó los siguientes parámetros morfométricos: área, perímetro, cota máxima, cota mínima, elevación media, desnivel máximo, longitud axial y ancho de la cuenca, además se determinó lo siguiente:

Parámetros Morfometricos Cuenca Identificación y Formula Interpretación Observación

Área (km2) 833.7 A Calculo directo

Perímetro (km) 153.22 P Calculo directo

Cota Máxima (msnm) 5550.00 Cmax Lectura de plano

Cota Mínima (msnm) 3500.00 Cmin Lectura de plano

Desnivel entre curvas de nivel (km) 0,05 Dcn Lectura de plano

Longitud total de curvas de nivel (km) 11661,30 Lcn Calculo directo

Parámetros Morfometricos Cuenca A Identificación y

Formula Interpretación Observación

Elevación media (msnm) 4550,00 ELVm

Se obtiene al valor de la mediana en la curva hipsométrica

Según curva Hipsometrica

Longitud de Rio Principal (km) 46,24 L

Equivalente a la longitud de la cuenca

Ancho de la cuenca 18,24 W=A/L

Determinado por la relación del area y longitud de la cuenca

Longitud máxima de la cuenca 44,00 Lmax

Desnivel Maximo (m) 4457,00 D=Cmax_Cmin Diferencia de cota máxima y minima



Factor de Forma 0,34 Ff=A/L2

Este índice nos muestra que la cuenca es de forma oblonga con tendencia al alargamiento

Coeficiente de Compacidad 1,37 Kc=0,282 P/A0,5

Indica que la cuenca es de forma oval u oblonga

Indice de Alargamiento 1,23 =Lmax/Amax Indica que la cuenca es

poco alargada

Relaciona la longitud máxima de la cuenca el ancho máximo de misma medida perpenticularmente

Coeficiente de Masividad (m/km2) 3,60

Relaciona la elevación media de la cuenca y su superficie



Coeficiente de Masividad (m/km2) 3,60 =ELmed/A

Relaciona la elevación media de la cuenca y su superficie

Factor de Circularidad 0,53 Rc=4 Pi A/L max

Este indicador muestra que la cuenca tiene tendencia al alargamiento

Relaciona el area de la cuenca con el area de un circulo de igual perímetro

Razon de Elongacion 0,84 Re=1,129.A0.5/P

Este factor nos indica que la cuenca es ligeramente alargada

Relaciona el diámetro de un circulo con igual área que la cuenca y la máxima longitud de la misma

Parámetros Morfometricos Cuenca A Identificación y Formula Interpretación Observación

Longitud del lado mayor del rectángulo equivalente (km)

60,94 Lado mayor del rectángulo equivalente

Longitud del lado menor del rectángulo equivalente (km)

16,21 Lado menor del rectángulo equivalente

Pendiente de la cuenca Metodo Alvord (min)

0,59 S=Dcn2Lcn/A

Indica que la pendiente en la cuenca en general es alta

Relaciona directamente el desnivel entre curvas de nivel.

Factor de FormaEs un índice que permite establecer la tendencia morfológica general en función de la longitud axial de la cuenca y de su ancho promedio. Una cuenca tiende a ser alargada si el factor de forma tiende a cero, mientras que su forma redonda, en la medida que el factor forma tiende a uno.

K f = B/L = A /L2

Siendo:B = El ancho medio de la cuenca (Km), A = El área de la cuenca (Km2) y L = La longitud del cauce principal de la cuenca (Km). Una cuenca con un factor de forma bajo está menos sujeta a crecidas que una de la misma área y mayor factor de forma.

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Índice de Compacidad o Coeficiente de Gravelious (Kc) Relación entre perímetro de cuenca y perímetro de un círculo

equivalente, cuya área es igual a cuenca en estudio. Indica regularidad de forma de cuenca y su influencia en

máximas crecidas.

Kc = Perímetro de cuenca/Perímetro del círculo equivalente

Kc = Coeficiente de CompacidadP = Perímetro de cuenca, en km.A = Área de cuenca, en km2

APKC 28,0

Cuanto más irregular sea la cuenca, mayor será su coeficiente de compacidad. Una cuenca circular tendrá un coeficiente de compacidad mínimo, igual a 1.

Factor de Circularidad (RC)

Propuesto por MILLER (1953), donde se pone en relación el área de la cuenca y el área de un circulo de igual perímetro.

Los valores oscilan entre 0 y 1, y el máximo valor equivale a la unidad, lo que corresponderían a una cuenca de forma circular.

Cuencas Circulares y Alargadas

Si Rc = 1, cuenca será de forma circular; con mayores crecientes (Tc de diferentes puntos de cuenca serían iguales).

Por lo general, para cuencas alargadas, se espera Rc > 1.

Razón de Elongación (Re)

Es la relación entre el diámetro de un circulo con igual área que la de la cuenca y la longitud máxima de la misma. La fórmula propuesta por SCHUMM (1956) es la siguiente:

Es la fórmula más extendida para calcular la razón de elongación, debido a que es la mejor correlación que guarda con la hidrología de la cuenca. Así valores de Re inferiores a 1 implican formas alargadas, cuanto menor sea Re más largada será la forma de la cuenca.

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Tiempo de Concentración (Tc)

Tiempo necesario para que toda el área de cuenca contribuya al escurrimiento superficial en sección de salida. Factores que influencian Tc de una cuenca son:

o Forma de cuenca. o Declividad media de cuenca. o Tipo de cobertura vegetal. o Longitud y pendiente de curso principal y afluentes. o Distancia horizontal entre punto más alejado de

cuenca y punto de evacuación. o Condiciones del suelo en que cuenca se encuentra al

inicio de lluvia.

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Tiempo que una gota deprecipitación excedentedemora para recorrer distancia desde punto másalejado hasta salida de cuenca

Tc

Tiempo de Concentración

Tiempo de Concentración: fórmulas

Curvas Hipsométricas

Cuenca se divide en áreas parciales.

Se determina cada área parcial.

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Curvas Hipsométricas

Se elabora cuadro de datos obtenidos de áreas parciales de cuenca, para elaborar curvas hipsométricas

Cota Areas % Area Acum. % Area Acum. %(msnm) Parciales Debajo (km2) Encima (km2)

0 0 0 0 0 210 1000-800 800 0.8 0.38 0.8 0.38 209.20

800-1200 1200 11.6 5.52 12.40 5.90 197.60 99.81200-1600 1600 18 8.57 30.40 14.48 179.60 93.951600-2000 2000 25.8 12.29 56.20 26.76 153.80 85.172000-2400 2400 24.1 11.48 80.30 38.24 129.70 72.592400-2800 2800 28.4 13.52 108.70 51.76 101.30 60.832800-3200 3200 34.2 16.29 142.90 68.05 67.10 46.983200-3600 3600 28.8 13.71 171.70 81.76 38.30 30.293600-4000 4000 28.3 13.48 200.00 95.24 10.00 16.244000-4400 4400 3.9 1.86 203.90 97.09 6.10 2.444400-4800 4800 5.0 2.38 208.90 99.48 1.10 0.544800-4900 4900 1.1 0.52 210.00 100.00 0.00 0

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Curva Hipsométrica

900

1400

1900

2400

2900

3400

3900

4400

4900

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Area Acumulada (%)

Area Acum % (-) Area Acum % (+)

Curvas hipsométricas

Representan relación entre altitud y área acumulada por debajo o por encima de dicha altitud

Altitud mediana

Se elaboran curvas hipsométricas.

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Curva hipsométrica

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Curvas hipsométricas características

Curvas hipsométricas características del ciclo de erosión:

Curva A: fase de juventud;

Curva B: fase de madurez;

Curva C: fase de vejez.

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Perfil longitudinal del curso de agua

Punto Dist. de L (km)

Cota (m)

LABCDEF

0,012.430.241.063.774.083.2

372 (*)400450500550600

621 (*)

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Pendiente media del cauce principal

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Densidad de DrenajeDensidad de drenaje (Dd): cociente entre longitud total de cauces de red de drenaje y superficie de cuenca:

Dd = LT/AAL

D cd

Dd > 1 (la cuenca es bien desarrollada)

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Densidad de CaucesDensidad de cauces o frecuencia de ríos: indica cuantas corrientes hay en una determinada área de cuenca.

Dr = Nc/AEjemplo:

Dr = Nc/A = 7/40 = 0.175

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Grado de Ramificación, Orden de Cauces y Orden de Cuenca

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11

2

3

4Cuencas de 4° orden

1

11

11

1

3

2

2

2

Orden de Cauces y de Cuenca

Cuenca de 3er orden

Orden indica qué tan ramificado está el drenaje

CODIFICACIÓNDE CUENCAS HIDROGRÁFICAS

El Sistema de Codificación de Pfafstetter, fue desarrollado por el Ingeniero Brasileño OttoPfafstetter en 1989, es una metodología para asignar Ids (identificadores) a unidades de drenaje basado en la topología de la superficie del terreno; dicho de otro modo asigna Ids a una cuenca para relacionarla con sus cuencas vecinas, locales o internas, de tal forma que no exista área del territorio sin codificar y hace que la cuenca o intercuenca sea única dentro de un continente.

CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA

El sistema es jerárquico y las unidades son delimitadas desde las uniones de los ríosA cada unidad hidrográfica se le asigna un específico código Pfafstetter, basado en su ubicación dentro del sistema total de drenaje que ocupa, de tal forma que éste sea único dentro de un continente. Este método hace un uso mínimo de la cantidad de dígitos en los códigos, cuyas cantidades, solamente �dependen del nivel que se está codificando. Este sistema de codificación permitirá asimismo, una eficiente codificación de la � red hídrica.

El Sistema de Codificación de Pfafstetter, fue desarrollado por el Ingeniero Brasileño OttoPfafstetter en 1989, es una metodología para asignar Ids (identificadores) a unidades de drenaje basado en la topología de la superficie del terreno; dicho de otro modo asigna Ids a una cuenca para relacionarla con sus cuencas vecinas, locales o internas, de tal forma que no exista área del territorio sin codificar y hace que la cuenca o intercuenca sea única dentro de un continente.

EL PROCESO DE CODIFICACIÓN

Consiste en subdividir una cuenca hidrográfica, cualquiera que sea su tamaño, determinándose los cuatro mayores afluentes del río principal, en términos de área de sus cuencas hidrográficas. Las cuencas correspondientes a esos tributarios son enumeradas con los dígitos pares 2, 4, 6 y 8, en el sentido desde la desembocadura hacia la naciente del río principal. Los otros tributarios del río principal son agrupados en las áreas restantes, denominadas intercuencas, que reciben, en el mismo sentido, los dígitos impares 1, 3, 5, 7 y 9

EL PROCESO DE CODIFICACIÓN

….Pero nuestras cuencas siguen con problemas

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