Escalonado de Hidrologia

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Hidráulica e Hidrología

también podemos ubicar la cuenca mediante coordenadas de latitud y longitud, para trabajos en navegadores GPS, si es que fuese dable trabajar.

2. Latitud y Longitud. La Libertad se ubica en la parte noroccidental del Perú. Por el norte limita con el Departamento de Lambayeque; por el sur con el Departamento de Ancash y con el Departamento de Huánuco; por el este, con el Departamento de San Martín y el Departamento de Cajamarca; por el oeste con el mar de Grau. Como oasis en el desierto, sus valles costeros son fértiles, al igual que los interandinos. Este departamento se extiende hacia el oriente, con territorios bañados por el caudaloso río Marañón. Sus playas tienen también una gran riqueza marina gracias a la Corriente de Humboldt o Corriente peruana. Además, La Libertad es el único departamento del Perú que abarca las 3 regiones naturales, Costa, Sierra y Selva, y salida al mar. En el mapa político del Perú se pueden observar las coordenadas UTM alrededor del mapa por lo que estos se encuentra en UTM, dependiendo de la zona en que se encuentren, por lo que en nuestro trabajo nos encontramos en la zona 17 obteniendo sus coordenadas UTM: Cordenadas UTM

E

100000m.

Zona 17

N

750000m.

Estos datos son tomados con criterio, ya que se toma en una posición central de nuestra cuenca ya que esta abarca una gran área en el departamento de La Libertad. Para lo siguiente transformamos estas coordenadas UTM a coordenadas geográficas, ya que para todo tipo de trabajo tanto topográfico e hidrológico son necesarias una ubicación que marque el área de trabajo.

Cordenadas geograficas

latitud

6° 56´ 38" sur

Zona 17

longitud

79° 27´ 9" oeste

2013-I | Cuenca del Rio las Salinas

5


IV. DESCRIPCION DE LA CUENCA Para poder realizar una correcta investigación al obtener los parámetros físicos de la cuenca necesitamos hacer una descripción previa de nuestra cuenca tanto en el aspecto político, topográfico, climático y hidrológico. Ya que cabe resaltar que los datos que se tomen en el siguiente capítulo de nuestro informe se encuentran basados en la información recolectada sobre la zona de trabajo.

1. Aspectos Políticos. En lo que respecta a aspectos políticos, nuestra cuenca presenta una gran importancia en el departamento de La Libertad ya que este abastece a diversos poblados en las provincias de Carabamba, Salpo, Julcan y Mache. Así mediante este cuadro observamos cómo afecta a la población dependiendo del área que abarca a su cantidad de pobladores.

Provincia Julcan Mache

Area sup.

den. Poblac.

1 101,39 km² 32 985 hab. 29,95 hab/km² 3,195 hab. 85,60 hab/km ² 37 32 km²

Carabamba 254.28 km Salpo

poblacion

192.74 km

2 2

7273 hab.

29 hab/km

6710 hab.

35 hab/km

2 2

Como se puede apreciar en el cuadro, estas provincias presentan una gran variación en tanto a la cantidad de pobladores con respecto al área superficial donde viven por lo que en diferentes aspectos necesitamos considerarlo para una toma de decisiones en cuanto al cambio de estructura o si se quiere aprovechar algún recurso hídrico de la zona. 2013-I | Cuenca del Rio las Salinas

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2. Aspectos Topográfico. Se ha investigado que el lugar presenta Los más de 25 mil kilómetros cuadrados que abarca este departamento se distribuye irregularmente en varias regiones geográficas a veces discontinuas. Por el sureste, el curso final del río Santa, luego sus afluentes lo separa del Departamento de Ancash hasta la divisoria de aguas, para bajar luego el límite hasta el cañón del río Marañón. El límite continúa por el Marañón río arriba hasta la latitud 8°32' S, para ascender por el curso de un afluente. Este Departamento incluye dos provincias que forman parte del paso del Marañón ubicados en el margen derecho del Marañón colindante con los departamentos de Huánuco, San Martín y Amazonas que le da una forma de letra "H". Además en este departamento se encuentra uno de los nudos de la cordillera de los andes, es el nudo de Mollepata en la provincia de Santiago de chuco.

Observamos en el mapa topográfico de Trujillo, el área donde se encuentra nuestra cuenca, y mediante la leyenda observamos como el relieve se encuentra accidentado debido a que también pasa la cordillera de los andes le da numerosos cerros al alrededor presentando un topografía difícil de estudiar en un área de trabajo. 2013-I | Cuenca del Rio las Salinas

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3. Aspectos Climáticos. La zona costera y la andina tienen estaciones climáticas opuestas simultáneamente. La franja costera del departamento tiene un clima cálido y soleado durante buena parte del año. Su temperatura promedio oscila entre los 20 °C y 21 °C y en verano (enero a marzo) supera los 30 °C. En invierno, entre los meses de junio y agosto, las pequeñas garúas humedecen la campiña de la costa. Cabe resaltar que en Trujillo, ciudad capital, el clima es más húmedo y frío durante gran parte del año. Garúas y neblina son fenómenos diarios en invierno y otoño. Estos cambios climáticos en la ciudad se deben al violento cambio, de desierto a zonas de cultivo, en el ámbito de Chavimochic, también la contaminación es un factor importante. Su zona de sierra andina, y a partir de los 3.000 metros sobre el nivel del mar, tiene un clima seco y templado durante el día y más bien frío en la noche. Durante los meses de enero a marzo hay un invierno de intensas lluvias en esta zona.

8


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Hidráulica e Hidrología Se observa en la imagen que nuestra cuenca, se encuentra en una región lluviosa, semiárida y húmeda.

4. Aspectos Hidrológicos. El departamento por estar atravesado por la Cordillera de los Andes tiene tres de las cuatro cuencas hidrográficas del Perú: la cuenca hidrográfica del Pacífico y la del Atlántico. En la vertiente del Pacífico destacan el río Chicama en conjunto estos ríos irrigan la costa desértica de La Libertad permitiendo el desarrollo de la agricultura. En la vertiente del Atlántico los ríos discurren para formar parte de la cuenca amazónica; el río más importante que fluye por esa zona es el Marañón que va a formar junto con el río Ucayali el río más caudaloso del mundo, el Amazonas. Respecto al litoral, éste es muy rico por estar bañado por la Corriente de Humboldt o Corriente peruana que permite la abundancia del zooplancton muy apreciado por diferentes peces, entre ellos la anchoveta, bonito, etc.

9


UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Hidráulica e Hidrología Claramente en la imagen nuestra cuenca es parte de la cuenca de Viru siendo este, uno de sus afluentes.

IV. PARAMETROS 1. AREA DE LA CUENCA (Ac): Es la superficie de la cuenca delimitada del río Bigote proyectada en un plano horizontal: A =268.9 Km2

2. PERIMETRO DE LA CUENCA (Pc): Es la longitud total del contorno de la cuenca: Pc =76.82 Km

3. ÍNDICE DE COMPACIDAD O ÍNDICE DE GRAVELIUS (Kc): Es un parámetro adimensional que nos da cierta idea de la forma de una cuenca. Es la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia de igual área que el área de la cuenca.

    √   √           √  Kc = 1.321 Kc > 1


10


Como el valor del índice de compacidad es mayor que 1 la cuenca viene a ser alargada. Las cuencas de forma alargada, reducen las probabilidades de que sean cubiertas en su totalidad por una tormenta, lo que afecta el tipo de respuesta que se presenta en el rio. 4. RELACIÓN DE ELONGACIÓN (Re): Parámetro adimensional que se define como el cociente entre el diámetro (D) de un circulo que tiene igual área (A) que la cuenca y la longitud (Lc) de la misma.

    √ √   √  









√     

 

Como el valor de 0.76 se encuentra entre los valores de 0.6 y 0.8, por lo tanto indica fuertes relieves y pendientes pronunciadas

5. RAZÓN DE CIRCULARIDAD:

       Acirculo es un área de un círculo con perímetro igual al perímetro de la cuenca.


11




    

 

6. NUMERO DE ORDEN DE CAUCE (u): Es un índice de la ramificación del cauce principal dentro de una cuenca. En nuestra cuenca tenemos:

7. RAZÓN DE BIFURCACIÓN (Rb): Introducida por Horton. Indica ramificaciones o forma de la red hidrográfica.

 :              2013-I | Cuenca del Rio las Salinas

12


            

8. DENSIDAD DE DRENAJE: Indica la relación entre la longitud total de los cursos de agua: efímeros, intermitentes o perennes de una cuenca (Li) y el área total de la cuenca (A). Se expresa con la siguiente relación:

∑     

Del grafico de la cuenca se puede obtener las longitudes por orden de ramificación:

ORDEN 1 ORDEN 2 ORDEN 3 ORDEN 4 ORDEN 5

A =268.9 Km2

Se obtiene la siguiente tabla: Rio

Li

Longitud (Km) 115.177 43.875 53.010 15.945 0.430 229.03 2013-I | Cuenca del Rio las Salinas

13


Realizando los cálculos, tendremos: 

     

 



9. FORMA DE LA CUENCA:

    A es el área de drenaje en Km 2 y Lb es la longitud del cauce principal, medida de la salida hasta el límite de la hoya, cerca de la cabecera del cauce más largo, a lo largo de una línea recta. Del cauce principal se obtiene que: Lb = 69.907 km

 

 ()   

 

10. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA (S C) : A- Criterio del Rectángulo Equivalente Establece una relación entre el perímetro y el área de la cuenca, tratando de reducirlo a las dimensiones de un rectángulo con la misma área y el mismo perímetro que la cuenca. Es decir: AC=L×I ; PC=2 × (L+I) 14

De donde se deduce:



 √            km √           m π

 

 

 

π

En la cuenca tenemos:

Hmáx = 3800 m Hmin = 300 -30.97 = 269.03 m

            

L = 29180

15



11.PENDIENTE DEL CAUCE: A- PENDIENTE MEDIA La pendiente viene expresado por la relación entre el desnivel que hay entre los extremos del cauce y la proyección horizontal de su longitud. Z = 2417 m 

S=

Lc S=

7 7 8 8,

= 6.88 %

Z = 269.03 m

B- COMPENSACIÓN DE ÁREA La pendiente medida es aquella que se forma al trazar una recta que tenga como propiedad dividir de manera igual el área que se encuentra sobre y debajo de esta.   S=  S= = 3.69%



 (7908  )  (,)

Donde: S: Pendiente media del cauce principal. A: Área debajo del perfil longitudinal del rio principal. L: Longitud horizontal del rio principal.


16


C- ECUACIÓN DE TAYLOR Y SCHWARTZ El método consiste en separar el perfil longitudinal en tramos, de los cuales se puedan sacar el valor de la pendiente.

L

Si

√Si

1/√Si

Li/√Si

326,22

0,15

0,39

2,55

833,25

399,82

0,13

0,35

2,83

1130,59

403,17

0,12

0,35

2,84

1144,83

235,68

0,21

0,46

2,17

511,68

257,96

0,19

0,44

2,27

585,94

366,82

0,14

0,37

2,71

993,58

439,30

0,11

0,34

2,96

1302,15

402,28

0,12

0,35

2,84

1141,04

367,54

0,14

0,37

2,71

996,49

397,09

0,13

0,35

2,82

1119,07

115,02

0,43

0,66

1,52

174,45

202,73

0,25

0,50

2,01

408,21

137,99

0,36

0,60

1,66

229,24

37,53

0,45

0,67

1,50

56,11

109,72

0,46

0,68

1,48

162,52

218,09

0,23

0,48

2,09

455,49

248,38

0,20

0,45

2,23

553,60

307,59

0,16

0,40

2,48

762,93

181,28

0,28

0,53

1,90

345,17

166,69

0,30

0,55

1,83

304,35

862,10

0,06

0,24

4,15

3579,74

6403,81

0,01

0,09

11,32

72472,33

820,86

0,06

0,25

4,05

3325,97

459,01

0,11

0,33

3,03

1390,75

816,13

0,06

0,25

4,04

3297,25

2264,29

0,02

0,15

6,73

15237,52

2001,03

0,02

0,12

8,04

16083,62

2229,48

0,02

0,15

6,68

14887,44

17



S=

[ ∑∑=1=1( 12) ]    







Donde: S: Pendiente media del cauce.

∑ Li

1527,48

0,03

0,18

5,53

8442,64

1785,30

0,03

0,17

5,98

10667,93

410,25

0,12

0,35

2,86

1175,14

189,97

0,26

0,51

1,95

370,29

508,81

0,10

0,31

3,19

1623,10

722,41

0,07

0,26

3,80

2745,91

1000,00

0,05

0,22

4,47

4472,14

643,31

0,08

0,28

3,59

2307,50

974,00

0,05

0,23

4,41

4298,88

609,89

0,08

0,29

3,49

2130,06

287,13

0,17

0,42

2,40

688,08

614,70

0,08

0,29

3,51

2155,32

409,05

0,12

0,35

2,86

1170,00

323,52

0,15

0,39

2,54

822,92

∑ Li/√Si

31183,41

=

186555,2

Li: longitud del tramo i. Si: pendiente del tramo i.

S = 2.794 12.

CURVA HIPSOMETRICA:

√S S

0,167154 = 0,02794 Se determinaran las áreas con el AutoCAD, en tramos 18

de Δ=350 m



Los datos los procesamos en el siguiente cuadro: Areas parciales

Areas parciales

(m2)

(km2)

300

50133620,1

50,134

50,134

216,046

18,83

18,83

650

85647944,5

85,648

135,782

130,398

32,18

51,01

1000

26704879,6

26,705

162,486

103,693

10,03

61,04

1350

27074258,3

27,074

189,561

76,619

10,17

71,22

1700

19960484,2

19,960

209,521

56,659

7,50

78,71

2050

15089440,2

15,089

224,611

41,569

5,67

84,38

2400

8941584,9

8,942

233,552

32,628

3,36

87,74

2750

10131480,7

10,131

243,684

22,496

3,81

91,55

3100

15313052,6

15,313

258,997

7,183

5,75

97,30

3450

7183183,9

7,183

266,180

0,000

2,70

100,00

Altitud

Areas acumuladas

Areas que quedan sobre las altitudes

% del total

% del total que queda sobre la altitud

19



CURVA HIPSOMETRICA 4000 3500 3000 S A T O C

2500 2000 1500 1000 500 0 0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

AREA ACUMULADA

Este tipo de curva hipsométrica corresponde a una cuenca con valles extensos y cumbres escarpadas. Altura media = 700 m 13.CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES: Graficamos los porcentajes parciales de las áreas con sus determinadas cotas. Finalmente tenemos:

20



VI . CONCLUSIONES 

La determinación del área y perímetro de nuestra cuenca fue el resultado de la aplicación de los programas ArcGis y el AutoCad.



Esta variación mencionada no es considerable en cuanto a la determinación de área y perímetro de la cuenca calculados en una primera instancia.



El índice de compacidad sale 1.321, este índice lo interpretamos en la cuenca y vemos que esta tiene forma de una hoja ancha. Lo cual concuerda con el resultado obtenido.



La relación de elongación sale 0.76, esto nos indica que se presentan pendientes pronunciadas, pero en el plano observamos que esto solo es posibles en las zonas más altas de la cuenca.



El número de orden de la cuenca es 5, se tiene al rio SALINAS como rio principal, y en la determinación de nuestra cuenca el rio principal tiene una ramificación grande cercana a la zona de desembocadura de la cuenca.



La razón de bifurcación se encuentra entre los valores entre 2 a 4, en donde observamos que esta entre valores comunes.



Se obtuvo una densidad de drenaje de 0.852 lo cual nos indica que es una cuenca regularmente drenada. Debido a que mal drenada seria valores menores a 0.5 y bien drenadas serian valores mayores a 3.5.



La forma de la curva hipsométrica obtenida se tiene que corresponder a una zona con valles extensos. Lo cual corresponde a la cuenca en el plano.



De acuerdo a los 3 métodos empleados para hallar la pendiente media del cauce principal, notamos que los valores difieren siendo el más aproximado el método de TAYLOR y SHCWARZ, el cual es de 2.794%.


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VI . BIBLIOGRAFIA -HIDROLOGIA, MAXIMO VILLON BEJAR -FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA DE SUPERFICIE, APARICIO MIJARES

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ANEXOS

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