DELIMITACION PUENTE DEL CARMEN 1.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniera

Escuela Acadmico Profesional de Ing. Hidrulica.

pg. 1 HIDROLOGIA GENERAL

I. INTRODUCCION

La identificacin geomorfolgica de una regin es de fundamental importancia, puesto que

constituye uno de los factores principales que dominan la dinmica hdrica (Lexow, 2002). La

morfologa regional, condicionada por procesos de sedimentacin, erosin y transporte da

lugar a la existencia de cuencas hidrogrficas. El agua, a travs de su capacidad de erosin y

transporte de sedimentos, se comporta como un factor relevante en el modelado de la

superficie terrestre y de sus paisajes (Melo, 2003).

La caracterizacin geomorfolgica ambiental de una cuenca fluvial se determina en primera

instancia por su conocimiento morfometrico. Este ltimo es uno de los aspectos ms

influyentes en la ecologa acutica, dado que muchos indicadores, composicin fsico-qumica,

sedimentacin dependen de la forma de la cuenca. La morfometra sirve, adems, para hallar

parmetros que caractericen un ambiente geomorfolgico y que sean susceptibles de un

tratamiento estadstico que permita disminuir la subjetividad en las conclusiones (Doffo y

Bonorino, 2005).

La caracterizacin es un inventaro detallado de los recursos y las condiciones biofsicas,

socioeconmicas y ambientales de la cuenca y sus interrelaciones. La caracterizacin est

dirigida fundamentalmente a cuantificar las variables que tipifican a la cuenca con el fin de

establecer la vocacin, posibilidades y limitaciones de sus recursos naturales con el

ambiente, y las condiciones socioeconmicas de las comunidades que la habitan (Jimnez,

2009).




II. OBJETIVOS

1. Delimitar la cuenca de Rio Porcon (Puente del Carmen).

2. Encontrar los parmetros geomorfolgicos de la cuenca delimitada.

- Encontrar pendiente.

- Coeficiente de compacidad.

- Coeficiente de masividad.

- Factor de forma.

- Orden de la cuenca.

- Coeficiente orogrfico.

- Altitud media.

- Curva hipsomtrica.

- Polgono de frecuencias y altitudes.

3. Estimacin de la disponibilidad hdrica promedio en la fuente de abastecimiento, al

grado de persistencia que existe en este tipo de proyectos.




III. MARCO TEORICO

1. CUENCA HIDROGRFICA:

Es el espacio de territorio delimitado por la lnea divisoria de las aguas, conformado por un

sistema hdrico que conducen sus aguas a un 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.

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. No existe ningn

punto de la tierra que no pertenezca a una cuenca hidrogrfica.

2. DELIMITACION DE UNA CUENCA:

La delimitacin de una cuenca se hace sobre un plano a curvas de nivel siguiendo las lneas del

DIVORTIUM ACUARIUM, que es una lnea imaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y

distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin, en que cada sistema de corriente

fluye hacia el punto de salida de la cuenca.

El DIVORTIUM ACUARUM est formado por los puntos de mayor nivel topogrfico y cruza las

corrientes en los puntos de salida llamado estacin de aforo (punto emisor).

3. CLASIFICACION DE UNA CUENCA:

La cuenca se puede clasificar de acuerdo a su tamao:

Cuenca Grande: es aquella cuenca en la que predomina las caractersticas fisiogrficas de la

misma, es decir su pendiente, elevacin, rea, cauce, etc. Se puede considerar que una cuenca

es cuando su rea es mayor de 250km2




Cuenca Pequea: se considera cuenca pequea, cuando su rea varia de unas pocas hectreas

hasta 250km2; en esta cuenca sus caractersticas fsicas como el tipo de suelo, vegetacin son

ms importantes que las de cauce.

4. TIPOS DE CUENCAS

Existen tres tipos de cuencas:

Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al ocano. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en

Sudamrica.

Endorreicas: desembocan en lagos, lagunas o salares que no tienen comunicacin

fluvial al mar. Por ejemplo, la cuenca del ro Desaguadero, en Bolivia.

Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes de encauzarse en una

red de drenaje. Los arroyos, aguadas y caadones de la meseta patagnica central

pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningn ro u otro cuerpo hidrogrfico

de importancia. Tambin son frecuentes en reas del desierto del Sahara y en muchas

otras partes.

5. FUNCIONES DE UN SISTEMA TPICO DE UNA CUENCA HIDROGRFICA

5.1. Funcin Hidrolgica

Captacin de agua de las diferentes fuentes de precipitacin para formar el

escurrimiento de manantiales, ros y arroyos.

Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y tiempos de duracin

Descarga del agua como escurrimiento.




5.2. Funcin Ecolgica

Provee diversidad de sitios y rutas a lo largo de la cual se llevan a cabo interacciones

entre las caractersticas de calidad fsica y qumica del agua.

Provee de hbitat para la flora y fauna que constituyen los elementos biolgicos del

ecosistema y tienen interacciones entre las caractersticas fsicas y biolgicas del agua

5.3. Funcin Ambiental

Constituyen sumideros de CO2.

Alberga bancos de germoplasma.

Regula la recarga hdrica y los ciclos biogeoqumicos.

Conserva la biodiversidad.

Mantiene la integridad y la diversidad de los suelos

6. SISTEMA HIDROLGICO.

Conjunto de procesos (fsicos, qumicos y/o biolgicos) que actuando sobre una o ms

variables de entrada los transforman en una o ms variables de salida.

7. IMPORTANCIA DE UNA CUENCA HIDROGRFICA

Las cuencas hidrogrficas son algo ms que slo reas de desage en o alrededor de nuestras

comunidades. Son necesarias para brindar un hbitat a plantas y animales, y proporcionan

agua potable para la gente, sus cultivos, animales e industrias. Tambin nos proporcionan la

oportunidad para divertirnos y disfrutar de la naturaleza. La proteccin de los recursos




naturales en nuestras cuencas es esencial para mantener la salud y el bienestar de todos los

seres vivos, tanto en el presente como en el futuro (VILLEGAS, 2004).

8. PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS:

AREA: se refiere al rea proyectada en un plano horizontal, es de forma

muy irregular, se obtiene despus de delimitar la cuenca. (MAXIMO

VILLON)

PERIMETRO: el permetro de una cuenca es el contorno exterior de la

delimitacin de la cuenca.

COEFICIENTE DE GRAVELIUS O INDICE DE COMPACIDAD

El ndice de compacidad de una cuenca, definida por indicie de

gravelious, expresa la relacin entre el permetro equivalente de una

circunferencia, que tiene la misma rea de la cuenca.

(MAXIMO VILLON)

Unidad hidrogrfica rea (Km2) Numero de Orden

Microcuenca 10 - 100 1,2,3

Subcuenca 100 - 700 4 y 6

Cuenca 700 a ms 6 y ms




2/128.0

2 A

P

A

P

D

PKc

Kc ndice de Compacidad.

28.0 Coeficiente que resulta de operar 2

P Permetro de la cuenca.

A rea de la cuenca.

FACTOR DE FORMA:

Es la relacin entre el ancho promedio (B) de la cuenca y la longitud del

curso principal del ro (L).

ANCHO PROMEDIO: relacin entre el rea de la cuenca (A) y la longitud

mayor del ro (L)

F =B

L

Dnde:

F Factor de forma.

L Longitud del cauce principal.

B Ancho promedio de la cuenca.




PENDIENTE DE LA CUENCA (Sc)

Es un parmetro que consiste en determinar el promedio de las pendientes

de toda la superficie de la cuenca. Es importante porque nos indica el tiempo

de concentracin de la cuenca as tenemos que para grandes pendientes el

tiempo de concentracin ser pequeo y para pequeas pendientes el tiempo

de concentracin ser mayor.

n

i

iLA

CSc

1

Dnde:

Sc = pendiente de la subcuencas.

iL Longitud c/curva de nivel parcial

A rea de la subcuencas.

C = equidistancia entre curvas de nivel

LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L)

Es un parmetro asociado con la geometra y tiempo de concentracin, en

consecuencia, expresa de alguna manera el grado de intensidad de la escorrenta

directa de la cuenca.

Se expresa en Km., siendo la distancia que hay entre el punto emisor y el

extremo final del tramo de igual orden que el de la cuenca.




Una caracterstica muy particular de este parmetro es la longitud al

centroide del rea (Lc) que viene hacer la longitud, medida del curso principal,

desde el punto emisor hasta el pie de la perpendicular trazada sobre el cauce

que pase por el centroide del rea de la cuenca.

TIEMPO DE CONCENTRACIN (Tc)

Es el tiempo que demora una gota de agua, en llegar a un punto de

descarga del cauce principal desde el punto ms alejado de la cuenca.

Este parmetro indica el grado de brusquedad del gasto mximo de diseo.

Existen muchas relaciones empricas para estimar el tiempo de

concentracin, casi todas ellas basadas en otros parmetros de la cuenca, tales

como: longitud de mximo recorrido, longitud al centroide, pendiente, de la

cuenca, pendiente del cauce principal.

= (

12

)0.38

Dnde:

Tc Tiempo de concentracin. En minutos.

c Coeficiente que depende de la pendiente de la cuenca.




40.030.0 c

L Longitud del cauce principal. (En Km.)

Lc Longitud al centroide. (En Km.)

S Pendiente del cauce principal.

CURVA HIPSOMETRICA:

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. (MAXIMO VILLON)

AREAS PARA LA CURVA HIPSOMETRICA

CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

Es un complemento de la curva hipsomtrica, resulta de graficar la altitud

Vs (%) porcentaje de rea parcial.

Indica el grado de madurez, y por lo tanto la capacidad de transporte de

sedimentos y la erosin.

Smx Smin

c 0,3 0,4




n

i

ii AHA

H1

*

1

Dnde:

H Altitud media. (m.s.n.m.)

A rea de la cuenca. (Km2)

iH Altura correspondiente al rea Ai.

NMERO DE ORDEN DE LA CUENCA (O)

El parmetro adimensional conocido como orden de la cuenca mide el

grado de ramificaciones de los tributarios y tiene que ver con la densidad o

frecuencia de los cursos menores que facilitan el rpido drenaje de las aguas

superficiales.

Mientras ms rpido sea el drenaje el grado de erosin hdrica aumenta y el

agua de recarga de los acuferos es mnima.

1. Mtodo de HORTON:

ste mtodo consiste en trazar una tangente por las ramificaciones que no

tienen afluentes y luego de trazada la tangente, la ramificacin que forme el

mayor ngulo con la tangente, a esa ramificacin se le coloca el ordinal 1 y al

otro el ordinal 2 y esos sern sus nmeros de orden respectivos. El resto del

procedimiento ser el mismo que explicamos anteriormente.




PROCEDIMIENTO

1. Ubicacin

2. Copiar las cartas al programa del Arc Map.




3. Unir los ros y las curvas como se indica en la figura.

4. Luego se crea un archivo TIN.

5. En la imagen se observa el archivo TIN creado.




6. luego se convierte el archivo TIN a archivo Raster.

7. En la imagen se observa el archivo raster creado.




8. Se crea la direccin de flujo.

9. Se observa la direccin de flujo.

10. se crea el flujo acumulado.




11. la imagen muestra el flujo acumulado.

12. se exporta el punto de inicio de la cuenca del programa Google Eart.




13. se convierte de raster a polgono.




14. se muestra en la imagen la cuenca en polgono.

15. se convierte a cuenca shp

16. Se crea el archivo Clip para poder mostrar las curvas y la red hdrica de la cuenca.




17. se muestra la cuenca con los ros y curvas ya cortadas de la carta general

18. Se crea el archivo Copy TIN.




19. Se crea el archivo Extract by Mask, con el archivo ya formado de Fill TIN.

20. Se realiza el mismo procedimiento pero ahora con la direccin de flujo.




21. Luego se reclasifica la cuenca en reas.

22. Se crea la curva hipsomtrica.

23. Se crea el rea entre pendientes.




24. Tabla de area entre curvas de pendientes

25. Se crea la orden de la red hdrica.

26. Se muestra la imagen de orden de la red hdrica.




27. Imagen de la orden hdrica.

28. Y por ltimo se crea la pendiente promedio de la red hdrica.




BIBLIOGRAFA

Lexow, R, 2002, Hidrologa General, edit.

Melo, 2003, Hidrologia aplicad, edit

Doffo, B y Bonorino,C, 2005, Cuencas Hidrogrficas

Jimnez, G, 2009 Hidrologia y manejo de cuencas

Alfonso Fuentes Junco, (2004).

Anaya Fernndez, (2012)

Bonelli & Horta, (2014)

Cobos Rodrguez, 2004

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