Proyecto de hidrologia (2)

CARACTERZACION DE LA CUENCA

CASTILLO MORA INGRID GERALDINE MORALES VIUCHE INGRID GISETH PEREZ GONGORA OSCAR ADOLFO TIBADUIZA BALLESTEROS SERGIO

INSTRUCTORA INGENIERA JANETH QUINTERO

FICHA: 812199

CENTRO DE TECNOLOGIAS PARA LA CONTRUCCION Y LA MADERA AREA: CONSTRUCCION TEGNOLOGIA EN TOPOGRAFIA BOGOTA OCTUBRE 2015

Contenido INTRODUCCION ..................................................................................................... 4  OBJETIVOS GENERALES ...................................................................................... 5  MARCO TEORICO .................................................................................................. 6  Caracterizacion de una cuenca ............................................................................ 6  Tipos de cuencas ................................................................................................. 6  1.1 Cuencas Exorreicas........................................................................................ 6  1.2 Cuencas Endorreicas ..................................................................................... 6  1.3 Cuencas Arreicas ........................................................................................... 6  PARTEAGUAS ..................................................................................................... 7  CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA ................................................................................................................................. 8  1 AREA DE LA CUENCA ..................................................................................... 8  2. FORMA DE LA CUENCA ................................................................................. 9  2.1.índice de Gravelius o coficiente de compacidad, Kc....................................... 9  2.2. Factor de forma (Kf ........................................................................................ 9  3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES .. 9  3.1. Orden de las corrientes de agua:................................................................... 9  Orden de corrientes ............................................................................................... 10  3.2. Relación de bifurcación ............................................................................... 10  3.3. Densidad de drenaje:................................................................................... 10  3.4. Densidad de corrientes: ............................................................................... 10  3.5. Sinuosidad de las corrientes de agua: ......................................................... 11  II. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA ............................................................... 11  2.1. Pendiente media con Criterio de Alvord ...................................................... 11  2.2. Pendiente media con Criterio de Horton (colocar o dibujar una malla cuadriculada sobre la cuenca) ............................................................................ 11  III. PENDIENTE DEL CAUCE ................................................................................ 12  Caracterización de relieve según Heras ............................................................. 12  IV. CURVA HIPSÓMETRICA: ............................................................................ 13 

V. ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA ........................................................... 13  VI. ELEVACIÓN MEDIANA DE LA CUENCA ..................................................... 13  ¿De qué depende el escurrimiento superficial? .................................................. 13  EN RESUMEN, CARACTERÍSTICAS ADICIONALES DE LA CUENCA ............ 14  Método de los polígonos de Thiessen. ............................................................... 14  Método de las isoyetas. ...................................................................................... 15  METODOLOGIA .................................................................................................... 17  ¿ COMO CARACTERIZAMOS LA CUENCA? ................................................... 17  . FORMA DE LA CUENCA ................................................................................. 17  2.1.índice de Gravelius o coficiente de compacidad, Kc..................................... 17  2.2. Factor de forma (Kf ...................................................................................... 17  3.2. Relación de bifurcación ............................................................................... 17  3.3. Densidad de drenaje.................................................................................... 18  3.4. Densidad de corrientes ................................................................................ 18  3.5. Sinuosidad de las corrientes de agua .......................................................... 18  Rio Marmato .......................................................................................................... 19  Caracteristicas del rio ......................................................................................... 19  Bibliografia ............................................................................................................. 21 

INTRODUCCION

En la competencia de Hidrología se nos ha dado pautas y bastante información para realizar la caracterización de la cuenca y la importancia de distinguir los distintos componentes que hacen parte de una cuenca hidrográfica y como identificarlas.

OBJETIVOS GENERALES  

Que es una cuenca hidrográfica. Que es la caracterización de la cuenca hidrográfica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 

Identificar la cuenca hidrografía. Caracterizar la cuenca hidrográfica.

MARCO TEORICO Caracterizacion de una cuenca ¿Que es una cuenca? Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia que caen sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida.

La definición anterior se refiere a una cuenca superficial (cuenca hidrográfica); asociada a cada una de éstas existe también una cuenca de agua subterránea. Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos tipos de cuencas: endorreicas y exorreicas. Las endorreicas el punto de salida está dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago; en las exorreicas su punto de salida está en los límites de las cuencas y está en otra corriente o mar. El parte aguas es una línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas. Tipos de cuencas

Existen tres tipos de cuencas: 1.1 Cuencas Exorreicas: Son aquellas que drenan sus aguas al mar o al océano. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamérica. Con una superficie de 3 200 000 km² la Cuenca del Plata es la segunda cuenca hidrográfica más grande del mundo. Abarca importantes territorios pertenecientes a Argentina, Bolivia, Brasil, Uruguay y la totalidad del Paraguay. Las precipitaciones que caen en su ámbito se reúnen en dos grandes cursos, los ríos Paraná y Uruguay, que luego vierten sus aguas en el Río de la Plata el que finalmente desemboca en el mar Argentino del océano Atlántico Sur. 1.2 Cuencas Endorreicas: Son aquellas cuencas que desembocan en lagos, lagunas o salares que no tienen comunicación fluvial al mar. Por ejemplo, la cuenca del río Desaguadero, río boliviano y en un pequeño tramo también peruano. Es el principal río de la cuenca endorreica del lago Titicaca, donde se origina, descargando las aguas excedentes hasta el lago Poopó, donde se pierden principalmente a través de un fuerte proceso de evaporación. 1.3 Cuencas Arreicas: Se llama Cuencas Arreicas a aquellas cuencas cuyas aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes de encauzarse en una red de

drenaje. Los arroyos, aguadas y cañadones de la meseta patagónica central pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningún río u otro cuerpo hidrográfico de importancia. También son frecuentes en áreas del desierto del Sáhara y en muchas otras partes. ¿Cómo delimitar la cuenca? PARTEAGUAS • Levantamiento topográfico del parte aguas • Cartas topográficas (a mano, en escritorio) • Software especial (por ejemplo SWAT), el cual requiere como alimento el Modelo Digital de Elevación (MDE; sito INEGI o bien comprar las vectoriales de INEGI y convertirlo a GRID o TIN) ¿Cómo elegir cual será la “salida” de nuestra cuenca? • Porqué la queremos ver hasta que desemboque a un río de mayor importancia (por ejemplo río de la Sierra desembocando al Grijalva) • Porqué la queremos ver hasta que desemboque al mar o a una laguna • Porqué nuestro interés es una población X. Por ejemplo, El río Coatán hasta la ciudad de Tapachula o hasta una estación de aforo

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOSMORFOMETRÍA 1 AREA DE LA CUENCA

2. FORMA DE LA CUENCA 2.1.índice de Gravelius o coficiente de compacidad, Kc

Cuando K es cercano a 1.0 indica que la forma es casi una circunferencia. C K c mayores que 1.0 indica menor circular la cuenca. Cuencas con K c cercano a 1.0 tienen más problemas de crecientes (gastos muy grandes, inundaciones).

2.2. Factor de forma (Kf)

B = Ancho medio L a = Longitud axial de la cuenca (medido sobre el cauce más largo desde la cabecera hasta la salida de la cuenca). A= Área de la cuenca Suponga dos cuencas de la misma Área. La que tiene factor de forma más alto tiene más problemas de crecientes. 3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES 3.1. Orden de las corrientes de agua: El orden de la cuenca está dado por el orden del cauce principal • Corrientes de primer orden: pequeños canales que no tienen tributario • Corrientes de segundo orden: dos corrientes de primer orden se unen • Corrientes de tercer orden: dos corrientes de segundo orden de unen • Corrientes de orden n+1: dos corrientes de orden n se unen Entre más alto es el orden de la cuenca, indica un drenaje más eficiente que desalojará rápidamente el agua.

Orden de corrientes

3.2. Relación de bifurcación: es la relación entre el número de corrientes de cualquier orden u (Nu) y el número de corrientes en el siguiente orden superior u+1 (Nu+1):

El valor mínimo teóricamente posible para Rb es 2.0. Aunque en la realidad el valor promedio es del orden de 3.5 3.3. Densidad de drenaje: es la relación entre la longitud total de las corrientes de agua de la cuenca y su área total

Cuencas con drenaje pobre: Dd alrededor de 0.5 km/km 2 Cuencas bien drenadas: Dd alrededor de 3.5 km/km 2 3.4. Densidad de corrientes: es la relación entre el número total de corrientes en la cuenca y su área total

Valores altos, cuencas bien drenadas. 3.5. Sinuosidad de las corrientes de agua: es la relación entre la longitud del río principal a lo largo de su cauce y la longitud del valle medido en línea curva o recta

Un valor de S menor o igual a 1.25 indica baja sinuosidad. Entre más sinuosos las velocidades en el cauce son menores.

II. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 2.1. Pendiente media con Criterio de Alvord

D= equidistancia de curvas de nivel A = Area de la cuenca L = longitud total de las curvas de nivel de equidistancia D Se recomienda equidistancias de p.ej. 100 m, ya que medirá menos L 2.2. Pendiente media con Criterio de Horton (colocar o dibujar una malla cuadriculada sobre la cuenca)

D= equidistancia de curvas de nivel (se recomienda D =100 m) Lx = Longitud de las cuadrículas sobre la cuenca sobre eje X

Nx = Número de intersecciones o tangencias de las curvas de nivel de equidistancia D al eje x Sx = Pendiente de la cuenca en la dirección X Sc = Pendiente media de la cuenca

III. PENDIENTE DEL CAUCE

H = Desnivel en el cauce principal L = Longitud total del cauce principal Sc = Pendiente del cauce También se pudiera eliminar el primer 15% (parte montañosa) y eliminar el último 10% (parte plana) y en ese tramo calcular la pendiente del cauce para así eliminar sesgos. Se sugiere realizar un perfil del cauce (Distancia vs. elevación) Caracterización de relieve según Heras

IV. CURVA HIPSÓMETRICA: esta curva es una fotografía del relieve de la cuenca, la cual representa gráficamente las elevaciones del terreno en función de las superficies correspondientes acumuladas. Dicha curva se construye determinando con un planímetro (o AUTOCAD!) el área entre curvas de nivel. V. ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA Con una malla de apróx. 100 cuadros, se toma la elevación de c/u de los vértices y el promedio de esas elevaciones es la elevación media. VI. ELEVACIÓN MEDIANA DE LA CUENCA Corresponde al 50% del área leída en la curva hipsométrica ¿De qué depende el escurrimiento superficial? • Características fisiográficas de la cuenca • Textura del suelo • Uso del suelo 31 • Condiciones meteorológicas Factores Fisiográficos que Influyen en los escurrimientos superficiales. • Tamaño y forma del área drenada • Distribución de la red de corrientes • Pendiente media de la cuenca • Pendiente de cauce principal 32 • Pendiente de cauce principal • Almacenamientos naturales o artificiales que amortiguan avenidas Uso del Suelo y su impacto en los escurrimientos • La presencia o ausencia de cubierta vegetal suelen reducir o incrementar las velocidades con que se mueve el agua en la cuenca • Cantidad de agua infiltrada en 33 • Cantidad de agua infiltrada en el suelo • Cantidad de agua interceptada por la vegetación. Tipo de Suelo

• La textura del suelo influye en la velocidad de infiltración en el suelo. Texturas arenosas tienen velocidades de infiltración rápidas. Texturas arcillosas originan más encharcamientos 34 en las cuencas. EN RESUMEN, CARACTERÍSTICAS ADICIONALES DE LA CUENCA • Uso de Suelo, incluyendo prácticas agrícolas • Texturas • Estaciones meteorológicas • Estaciones hidrométricas 35 • Población Método de los polígonos de Thiessen. Este método para determinar la lluvia media en una zona, se aplica cuando se sabe que las medidas de precipitación en los diferentes pluviómetros sufren variaciones, teniendo además el condicionante que la cuenca es de topografía suave o en lo posible plana. El procedimiento para el cálculo es el siguiente: 1. Se unen los pluviómetros adyacentes con líneas rectas. 2. Se trazan mediatrices a las líneas que unen los pluviómetros. Recordar que una mediatriz es una línea recta perpendicular a un segmento de recta y que parte de su punto medio. Como las figuras formadas son triángulos, las mediatrices se encuentran en un punto dentro del mismo, ver Figura 19. 3. Se prolongan las mediatrices hasta el límite de la cuenca. 4. Se calcula el área formada por las mediatrices para cada pluviómetro

Se observa que cada pluviómetro queda con un área de influencia dentro de la cuenca. El siguiente paso es medir el área asociada a cada pluviómetro y determinar el ponderador de área para encontrar la precipitación media. Ver Tabla 11. Retomando los mismos valores de precipitación, tenemos:

El ponderador de área se calcula como el cociente entre el área de asociada a cada pluviómetro y el área total, por esto su suma da 1. La precipitación ponderada, se obtiene al multiplicar la precipitación medida en cada pluviómetro y al factor ponderador de área. Para el ejemplo, se obtuvo un valor de precipitación ponderada de 1351.747 mm, valor que está cercano al obtenido por el método del promedio aritmético. Método de las isoyetas.

El método de los polígonos de Thiessen se aplica con mayor precisión a zonas con topografía suave o plana. En este sentido no tiene en cuenta las variaciones producidas por la orografía local, es decir los sistemas montañosos y valles que lo conforman, ya vimos que hay lluvias definidas por accidentes orográficos. Cuando se cuentan con regiones montañosas, se aplica el método de las isoyetas, es

importante decir que una isoyeta es una línea curva que une los puntos que tienen igual valor de precipitación, en este sentido es análoga a las curvas de nivel. El procedimiento para el cálculo es el siguiente: 1. Por facilidad se puede partir de los triángulos construidos en el método de los polígonos de Thiessen. Se debe tener en cuenta el valor de precipitación de cada uno de los pluviómetros. 2. Se asume que la precipitación varía en forma lineal entre uno y otro pluviómetro, es decir sobre la línea que los une se puede trazar a intervalos regulares la curva que hace falta. 3. Se grafican las isoyetas. 4. Se calcula el área formada por dos isoyetas consecutivas ver Figura 20.

En la figura anterior se muestran los valores de precipitación (entre paréntesis) de cada pluviómetro y las respectivas isoyetas. Lo que se hace a continuación es muy similar al caso anterior, se calcula el área entre dos isoyetas consecutivas y el ponderado de área. Para obtener la precipitación media de la cuenca, se multiplica el factor ponderador por la isoyeta promedia, que es la isoyeta promedia de las dos consecutivas a las cuales se les determinó el área ver Tabla 12.

METODOLOGIA ¿ COMO CARACTERIZAMOS LA CUENCA? 1.) Digitalizacion de la cuenca. 2.) Clasificacion de la cuenca:  Es una cuenca de clase de exorreica  El area (A) de la cuenca es de 3245689,1304 km2  El perimeto (P) de la cuenca es 8424.8717 km  La longitud (L) de la cuenca total . FORMA DE LA CUENCA 2.1.índice de Gravelius o coficiente de compacidad, Kc 

El indice de gavelius es de 4.676

2.2. Factor de forma (Kf)   

Longitud (Lc) del cauce 2184,8082 Km El ancho medio de la cuenca es 1485.571 Kf es igual a 0.680

3.2. Relación de bifurcación



Rbu orden uno es igual a 0.5

3.3. Densidad de drenaje  

la longitud total de las corrientes de agua de la cuenca es 3187,0517 Dd es igual 0.010

3.4. Densidad de corrientes  

Nc El numero de corrientes de la cuenca es 408 Dc es igual 0.000126

3.5. Sinuosidad de las corrientes de agua    

Lv la longitud del valle medido en línea recta 3085,3766 S es igual 0.708 Longitud (L) total de las curvas de nivel 565.0326 D es igual 3085,3766

4.1. Pendiente media con Criterio de Alvord 

SC es igual 0.537

4.2. Pendiente del cauce  

SC es igual -0.73 o 73% Caracterización de relieve según Heras= muy escarpado

4.3. curva hipsómetrica COTA  5900  5500  5100  4700  4300  3900  3500  3100  2700  2300  1900  1500 

AREA  22313.387  231618.820  334024.300  388583.270  347326.410  378325.800  378313.340  340502.320  362931.980  396763.510  237671.220  105236.480 

ACUMULADO  m2  PORCENTAJE 22313.387  0.63%  253932.207  7.21%  587956.507  16.69%  976539.777  27.71%  1323866.187 37.57%  1702191.987 48.31%  2080505.327 59.04% 2421007.647 68.71%  2783939.627 79.01%  3180703.137 90.27%  3418374.357 97.01%  3523610.837 100.00% 

CURVA HIPSOMETRICA 120 100 80 60 ACUMULADO 40 20 0

4.4. Elevacion media de la cuenca  La elevacion media de la cuenca es 2200 m.s.n.m. 4.5. Elevacion mediana de la cuenca 

La elevacion mediana de la cuenca es 2823 m.s.n.m.

Rio Marmato Caracteristicas del rio Rio Marmato (Río Marmato) es un/una corriente (class H - Hidrográfica) en Departamento del Cauca (Cauca), Colombia (South America) con un código de región de Americas/Western Europe. Se encuentra a una altitud de 1,183 metros sobre el nivel del mar. Sus coordenadas son 1°54'59" N y 76°55'36" W en formato DMS (grados, minutes, segundos) o 1.91639 y -76.9267 (en grados decimales). Su posición UTM es TH81 y su referencia Joint Operation Graphics es NA18-09. La hora local actual es 19:47; el sol sale a las 07:40 y se pone a las 19:47 hora local (America/Bogota UTC/GMT-5). La zona horaria de Rio Marmato es UTC/GMT-5

El 2015 el horario de verano comienza el - y termina el. A Corriente es un cuerpo de agua corriente en movimiento a un nivel inferior en un canal en tierra.

Bibliografia http://ingenierosantisteban.mywebcommunity.org/tipos_cuencas.php http://datateca.unad.edu.co/contenidos/30172/MODULO%20HIDROLOGIA/leccin_ 28_mtodo_de_poligono_de_thiessen_y_de_isoyetas.html http://es.getamap.net/mapas/colombia/cauca/_marmato_rio/