Uní-Norte Ruacs

Hidrología

“Cuenca y procesos hidrológicos”

Practica

Autor: ● Yesis Geoconda Gutiérrez C● Gustavo Noé Siles Ramírez● Wilfredo Velásquez Gurdian● Álvaro Alberto Lovo

26 de abril de 2012

INTRODUCCIÓN

Las cuencas son sistemas naturales de gran importancia en el sistema global hidrológico para el desarrollo de la vida humana y planetaria, es muy importante mantener precauciones y seguir normas para la protección y mantenimiento de estos sistemas naturales.

Es necesario conocer todo lo relacionado a cuencas hidrológicas y en el presente trabajo se conocen las generalidades de la cuenca, su definición, sus elementos que la determinan, las partes de la cuenca, sus principales funciones hidrológicas y una práctica realizada en la cuenca de San Roque donde se determinó su área, su perímetro, longitud, la divisoria, cauces, parte agua, micro cuencas, etc.Las cuencas conllevan un desarrollo socioeconómico, y cultural por tanto es necesario conocer desde su punto de partida hasta su cierre, y cada una de sus generalidades para su protección.

Generalidades sobre cuencasHoy el aprovechamiento de las aguas presenta complejidadque se vincula con la agregación de tierras para la producción y el inadecuado manejo de las actividades que se realizan en la actividad económica que repercuten en la contaminación de las aguas.Debido a la contaminación es que se lleva a cabo la explotación de las aguas superficiales y subterráneas ha incrementado la destrucción sobre estas, cambiando así el ciclo hidrológico y trayendo fuertes consecuencias sobre esta necesidad global.De tal manera hay que estudiar el estado de las aguas y realizar estrategias de implementación para mejorar su estado y aprovechando ordenadamente sus recursos.

Cuenca HidrológicaEs un sistema natural combinado de elementos físicos, biológicos y antropogenos que se relacionan como un conjunto inseparable que convergen en un territorio, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o un único lago.Una cuenca hidrográfica se delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas ya sea superficiales o subterráneas donde su punto es donde descarga sus aguas llamado exutorioUna cuenca hidrográfica y una cuenca hidrológica se diferencian en que la cuenca hidrográfica se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrológica incluye las aguas subterráneas.

Características de la cuenca hidrológicaLas principales características de una cuenca son:

● Lacurva de la cota superficie: esta característica da además una indicación del

potencial hidroeléctrico de la cuenca.● Elcoeficiente de forma: da indicaciones preliminares de la onda de avenida que

es capaz de caer.● Elcoeficiente de ramificación: también da indicaciones preliminares respecto al

tipo de onda de avenida.

En una cuenca se distinguen los siguientes elementos.Divisoria de aguas: Es una línea imaginaria que delimita la cuenca hidrográfica. Su objetivo es marca el límite entre una cuenca hidrográfica y las cuencas vecinas. El agua que se encuentra a cada lado de la divisoria desemboca en diferentes ríos.

El río principal: El río principal se caracteriza por ser el que tiene mayor caudal de agua, este caudal puede ser medio o máximo o bien con mayor longitud o mayor área de drenaje, Sin embargo, la mayoríade cuencas de drenaje tienen acentuado un río principal que inicia desde la desembocadura hasta cerca de la divisoria de aguas. El río principal tiene un curso, que es la distancia desde donde nace hasta su desembocadura.En el curso de un río se distinguen tres partes:

● curso superior, ubicado en lo más elevado del relieve, en donde la erosión de las aguas del río es vertical dando como resultado la profundización del cauce.

● curso medio, en donde el río empieza a zigzaguear, ensanchando el valle.● curso inferior, situado en las partes más bajas de la cuenca. Allí, el caudal del

río pierde fuerza y los materiales sólidos que lleva se sedimentan, formando los valles.

Otros términos importantes en un río son:● Cauce. Es un conducto o acequia por donde corren las aguas para riegos u otros

usos.● Margen derecha. Mirando río abajo, la margen que se encuentra a la derecha.● Margen izquierda. Mirando río abajo, la margen que se encuentra a la

izquierda.● Aguas abajo. Aguas que se encuentran en parte baja del rio● Aguas arriba. Aguas que se encuentran en la parte arriba del rio.

AfluentesSon los ríos secundarios que desembocan en el río principal. Cada afluente tiene su cuenca, denominada sub-cuenca.

El relieve de la cuencaEstá formado por las montañas, por las quebradas, valles y mesetas.

Partes de una cuencaLA PARTE ALTA O ZONA DE RECARGA: zona donde nace el rio, presenta la topografía más pronunciada, se produce la mayor infiltración de agua de lluvia y/o neblina, ésta se infiltra en el suelo.LA PARTE MEDIA: Es la zona más extensa y permite realizar algunas actividades agrícolas bajo control, utilizando técnicas de conservación de suelo como curvas a nivel, terrazas individuales, barreras vivas y muertas y acequias de laderas; el uso de estas técnicas es necesario ya que estas zonas presentan niveles de pendiente que favorecen la perdida de suelo por escurrimiento superficiales, lo cual contribuye a su deterioro cuando el suelo está desprotegido. LA PARTE BAJA: Es la de mayor extensión y de drenaje porque recoge toda el agua de la parte alta y media de la cuenca. Son áreas más planas, de importancia para las actividades agrícolas, ganaderas; industrias y construcción de viviendas.

FUNCIONES DE LAS CUENCAS HIDROLOGICA

Función Hidrológica:●  Territorio del ciclo hidrológico.●  Captación de agua de la precipitación para formar el escurrimiento de

manantiales, ríos y arroyos.●  Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y tiempos de duración.●  Descarga del agua como escurrimiento.

 

Función Ecológica:●  Provee diversidad de sitios y rutas a lo largo de la cual se llevan a cabo

interacciones entre las características de calidad física y química del agua.●  Provee de hábitat para la flora y fauna que constituyen los elementos biológicos

del ecosistema y tienen interacciones entre las características físicas y biológicas

del agua.  

Función Ambiental:●  Constituyen sumideros de CO2.●  Alberga bancos de germoplasma.●  Regula la recarga hídrica y los ciclos  biogeoquímicos.●  Conserva la biodiversidad.●  Mantiene la integridad y la diversidad de los suelos.

  Función Socioeconómica:

●  Suministra recursos naturales  para el desarrollo de actividades  productivas que dan sustento a la  población.

●  Provee de un espacio para el desarrollo social y cultural la sociedad.  Servicios Ambientales del Flujo Hidrológico:

●  Sus ríos y quebradas nos brindan agua para el consumo humano.●  Suministro de agua potable.●  Riego de los cultivos agrícolas.●  Agua en la industria y el comercio. ●  Agua en generación de energía eléctrica. ●  Hábitat para diferentes especies.●  Fuente de alimentación.

Cuenca de San RoqueNuestro estudio se hizo partiendo del rio la pintada, escogiendo la cuenca de san roque a través de la esquematización de ella, partiendo de un punto de intersección de cierre, se trazo la divisoria de aguas de la cuenca y sus cauces obteniendo las micro cuencas, La pendiente, la divisoria de aguas que separa la cuenca de las cuencas vecinas.

Características de la cuenca● Área de la cuenca (km2)= 2.72 KM2

● Perímetro de la cuenca (km)= 8.075 KM.● Longitud del río principal20cm x 0.25km.= 5km● Longitud de los ríos (km).● Altura máxima y altura mínima.● Índice de compacidad. También denominado coeficiente de compacidad o de

Graveliús, definida como la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área equivalente.

Forma de la Cuenca

Dos cuencas con igual área y con precipitaciones de la misma intensidad y duración, podrán tener respuestas hidrológicas diferentes en función de su forma, ya que ésta condicionará el tiempo de concentración de una hipotética gota de agua que escurre sin detención sobre su superficie. Cuanto más se acerca la forma a la circular más rápida es la respuesta hidrológica. La forma habitual de las cuencas es la alargada. Los parámetros, más usados, que aproximan la forma de la cuenca son el índice de Gravelius o coeficiente de compacidad (Kc) y el factor de forma (Kf). Otros parámetros son la relación de elongación y el índice de circularidad.

2.4.1 Índice de Graveliús o coeficiente de compacidad

Es la relación que existe entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia de área igual a la de la cuenca.

Siendo Kc: Coeficiente de CompacidadP: el perímetro de la cuenca (Km) A: el área de la cuenca (Km2).

Valores del Coeficiente de compacidad y formas típicas

1 - 1.25 Redonda1.25 – 1.5 Ovalada1.5 – 1.75 Oblonga

>1.75 Alargada

De acuerdo al resultado del índice de Graveliús la forma de la cuenca de ovalada. Pero por criterio propio según lo observado en el mapa la cuenca es cuadrada de esta manera trabajaremos nuestros cálculos.

a. Relación de Circularidad (Rci) Es el cociente entre el área de la cuenca y la del circulo cuya circunferencia es equivalente al perímetro de la cuenca

Su valor es unitario para una cuenca circular y para una cuenca cuadrada toma un valor de 0.785. La interpretación parte del análisis junto al Coeficiente de compacidad dado que relacionan parámetros iguales.

a. Relación de elongación (Re) Definido por Schumm como la relación entre el diámetro (D) de un circulo que tenga la misma superficie de la cuenca y la longitud máxima (Lm) de la cuenca medida desde la desembocadura hasta la divisoria en sus límites extremos sobre una línea recta paralela al eje del rio principal.

Ó

El valor de la relación de la elongación de la cuenca de San Roque es de 0.736 por lo tanto indica que es un relieve pronunciado.

Factor de forma de Horton

Es la relación entre el ancho medio y la longitud del cauce principal de la cuenca. El ancho medio se obtiene dividiendo el área de la cuenca por la longitud del cauce principal

Siendo el factor de formaB el ancho medio de la cuenca (Km), A el área de la cuenca (Km2) L la longitud de la cuenca medida desde el exutorio hasta la divisoria cerca de la cabecera del río principal (Km) a lo largo de una línea recta.

El rio de San Roque construye una forma semi-cuadrada por lo que debido a su coeficiente de forma cercano a 0.5 puede experimentar crecidas sin embargo pueden ser de bajo nivel.

Pendiente de la cuenca tiene una amplia relación con las tazas de infiltración, la velocidad de escurrimiento, la humedad del suelo, y la descarga de los acuíferos. Esta controla el tiempo de flujo y las crecidas, permite predecir la erodabilidad de un territorio y la carga de sedimentos transportables.

Conocido el factor de forma y el área de la cuenca se puede estimar el perímetro.

Criterio de HORTON

Consiste en trazar una malla o “grid” de cuadrados sobre la proyección planimetría de la cuenca orientándola según la dirección de la corriente principal.

La pendiente de la cuenca en cada dirección de la malla se calcula así:

Siendo:Sx pendiente en el sentido xSy pendiente en el sentido yNx número total de intersecciones y tangencias de líneas de la malla con curvas de nivel, en el sentido xNy número total de intersecciones y tangencias de líneas de la malla con curvas de nivel, en el sentido yD equidistancia entre curvas de nivelLx longitud total de líneas de la malla en sentido x, dentro de la cuencaLy longitud total de líneas de la malla en sentido y, dentro de la cuenca

Horton considera que la pendiente media puede determinarse como:

Donde Sc = Pendiente media de la cuencaN = Nx + Ny

L = Lx + Ly

N = 23 + 24= 47L = 10750m+10350m=21100m

Ø = Angulo dominante entre las líneas de malla y curvas de nivel.

Como resulta laborioso determinar la Sec de cada intersección, en la práctica y para propósitos de comparación es igualmente eficaz ignorar el término Sec y aceptarlo como = 1 o bien considerar el promedios aritmético o geométrico de las pendientes Sx y Sy como pendiente de la cuenca.

- Promedio aritmético:

- Promedio geométrico:

Calculo de perímetro y área de las micro cuencas situadas dentro de la cuenca de San Roque.

Perímetrodel micro-cuenca

Micro cuenca 1

● Perímetro= 2.375km● Área= 0.191875km2

Micro cuenca 2

● Perímetro = 2.825km● Área = 0.236875km2

Micro cuenca 3

● Perímetro = 2.875km● Área = 0.49875km2

Micro cuenca 4

● Perímetro = 2.5km● Área = 0.2075km2

Micro cuenca 5

● Perímetro =2.375km● Área = 0.161875km2

Micro cuenca 6

● Perímetro = 1.375km● Área = 0.0625km2

Micro cuenca 7

● Perímetro = 1.8km● Área = 0.11375km2

Micro cuenca 8

● Perímetro = 2.325km● Área = 0.32375km2

Micro cuenca 9

● Perímetro = 2.5km● Área = 0.426875km2

Micro cuenca 10

● Perímetro =2.825km● Área = 0.38625km2