GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
PROVINCIA TOMAS
AREA DE PRO!ECTO
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
PROVINCIA TOMAS
AREA DE PRO!ECTO
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
(. A)*E A)*EC+ C+O O) ,A) ,A)IC ICO) O) (.(. Deli-iaci Deli-iación ón /e la cuenca 0i/rográfica 0i/rográfica 8a delimitación de la cuenca se realiza con el sot9are 1uto$1/ Ci1il &D :;<3a partir del
Google Ear0 en base a un punto de control (#unto de inter=s, estudio),y luego de desarrollo las curvas de nivel en Google Ma22er, para luego trabatraba-ar ar en Ci1il &D y se desarrolló la delimitación de la cuenca aplicando el sot9are mencionado, el cual contiene a la cuenca en cuestión, el procedimiento de la delimitación se realizó de acuerdo a los re%uerimientos y especiicaciones t=cnicas caracter"sticos del Ci1il &D.
CUENCA DELIMITADA MANUALMEN
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
8a $uenca en cuestión &ace reerencia al Rio Anc30ara Ma4u, cuyo punto de control es el asignado para el proyecto en cuestión. 8a delimitación de la cuenca es una l"nea curva cerrada %ue parte y llega al punto de captación mediante la unión de todos los puntos altos e interceptando en orma perpendicular a todas las curvas de nivel, por cuya razón a dic&a l"nea divisoria divisoria tambi=n tambi=n se le conoce con el nombre de l"nea neutra de lu-o.
(.'. 5rea 5rea /e la cuenca cuenca Es el rea plana en proyección proyección &orizontal encerrada por la divisoria divisoria o parteaguas, parteaguas, tiene orma muy irregular %ue depende de la topogra"a de lugar en estudio. El parmetro del rea de drena-e >1? tiene su importancia por%ue@ *irve de base base para para la dete determ rmin inaci ación ón de otro otross elem element entos os (parm (parmet etro ros, s, coei coeici cien ente tes, s, a6 *irve relaciones, etc.).
b6 #or lo general los caudales de escurrimiento crecen a medida %ue aumenta la supericie de la cuenca.
c6 El crecimiento del rea acta como un actor de compensación de modo %ue es ms comn detectar crecientes instantneas y de respuesta inmediata en cuencas pe%ueAas %ue en las grandes cuencas. 8as 8as inves investi tiga gaci cione oness &idr &idrol ológi ógica cass &an &an pue puest stoo de mani maniie iest stoo %ue e2is e2iste te un unaa dier dierenc encia ia signiicativa entre una cuenca pe%ueAa y una grande. Estrictamente &ablando, es di"cil distinguir entre las dos, basndose nicamente en su tamaAo, pues recuentemente dos cuencas del mismo tamaAo pueden comportarse de manera muy dierente desde el punto de vista de su respu respuest estaa &idr &idrol ológ ógic icaa ($am ($ampo poss 1rando rando,, :;; :;;4) 4),, e2is e2iste tenn los los sigu siguie ient ntes es crite criteri rios os para para la clasiicación de cuenca grande y cuenca pe%ueAa.
En el libro de M2imo Villón >Bidrolog"a? nos proporciona lo siguiente@
5rea 7 '89 3-' se considera cuenca grande. 5rea : '89 3-' se considera cuenca pe%ueAa.
*egn la clasiicación %ue mane-a el Viceministerio Viceministerio de 7ecursos B"dricos y 7iego
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*egn I. #ai Cu y 7. *pringall G. con ines prcticos se propone la clasiicación de cuenca indicada en la tabla@
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
AREA; ((<=>9('9?=<@8 -'
AREA; ((=>9 -'
Iner2reación 8a cuenca %ue nos tocó estudiar tiene un rea de <<4,5D; m:, est en el rango (:3F3;;) m: por lo tanto pertenece a CUENCA *EBUEA.
(.&. *er-ero /e la cuenca El per"metro de la cuenca, es un parmetro importante, pues en cone2ión con el rea nos puede proporcionar parmetros importantes como la orma de la cuenca. El per"metro de la cuenca se reiere al borde de la orma de la cuenca proyectada en un plano &orizontal es de orma muy irregular, se obtiene despu=s de delimitar la cuenca.
*ERIME+RO;8@&&'?(&& -.
*ERIME+RO;8@?&&' -.
(.>. Cenro /e gra1e/a/
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El centro de gravedad es un parmetro "sico caracter"stico de una cuenca, %ue &ace reerencia a las coordenadas, ubicación de un punto centroidal de toda el rea de inluencia de la cuenca delimitada.
$entro de gravedad de la cuenca@ $oordenadas '98&>&?=<'= <==&'(=>=6 m.
'. FORMA DE LA CUENCA '.(. Longiu/ /e la cuenca 8ongitud de la cuenca (Lc), %ue se deine como la distancia entre la salida y el punto ms ale-ado, cercano a la cabecera del cauce principal, medida en l"nea recta.
'.'. Anc0o -e/io /e la cuenca 1nc&o #romedio de la cuenca (m), representada por la siguiente ecuación@ /'0/E@ UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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#@ #er"metro de la cuenca mH 1@ rea de la cuenca mJH
PUNTO DE CONTRO
'.&. Coeficiene /e co-2aci/a/ Kndice de compacidad o $oeiciente de Gravelius (Ic). Es el cociente %ue e2iste entre el per"metro de la cuenca respecto al per"metro de un c"rculo del rea de la misma cuenca.
/'0/E@ #@ #er"metro de la cuenca mH 1@ rea de la cuenca mJH UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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*i@ Ic L < la cuenca es de orma circular. Este coeiciente nos dar luces sobre la escorrent"a y la orma del &idrograma resultante de una determinada lluvia ca"da sobre la cuenca. *i@ Ic < cuenca regular Ic N < cuenca irregularO (Ic grande, menos susceptible a inundaciones)
Iner2reación *egn el criterio como IcL<.DPQ N < # la cuenca es IRREGULAR. '.>. Relacion /e elongación Es el cociente entre el dimetro de un c"rculo %ue tiene igual rea %ue la cuenca y su longitud viene dada por la siguiente e2presión.
/R0/E@ 7e L 7adio de elongación. 1 L rea de la cuenca 6m:H. 8c L 8ongitud de la cuenca 6mH. *i 7e var"a entre ;.P; y <.;; cuenca con amplia variedad de climas y geolog"as. 1dems est uertemente correlacionado con el relieve de la cuenca, de manera %ue valores cercanos a la unidad son t"picos de regiones con relieve ba-o, en cambio donde 7e %ue var"a de ;.P; a ;.5; est asociado a uertes relieves y pendientes pronunciadas del terreno ($ampos 1randa), relieves y pendientes pronunciadas del terreno por %ue esta entre ;.P y ;.5.
Iner2reación $omo@ 7eL ;.3S:, donde se apro2ima a ;.P;, entonces $s %& REGION CON RELIEVE BAJO.
'.8. Coeficiene /e ai-era $oeiciente de orma (), 7elación entre la anc&ura media m de la cuenca y la longitud media (8c)@
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/R0/E@ m L 1nc&o media de la cuenca 8c L 8ongitud media de la cuenca (distancia entre la salida y el punto ms ale-ado de la cuenca).
$oeiciente de orma@ Kf = 0.275
'.@. *ará-ero /e for-a !ue deinido por Borton, como el cociente entre el anc&o promedio de la cuenca y su longitud del cauce principal@
/R0/E@ L 1nc&o #romedio de la cuenca, (m) 1 L rea de la cuenca, (m:) 8c L 8ongitud de la cuenca, %ue se deine como la distancia entre la salida y el punto ms ale-ado, cercano a la cabecera del cauce principal, medida en l"nea recta. Esta ecuación muestra %ue las cuencas no son similares en orma. 1 medida %ue el rea aumenta, su relación 1U8: disminuye, lo cual indica una tendencia al alargamiento en cuencas grandes. 8a orma de la cuenca aecta los &idrogramas de caudales m2imos, por lo %ue se &an &ec&o numerosos esuerzos para tratar de cuantiicar este eecto por medio de un valor num=rico. /ierentes Bidrogramas para cada tipo de cuencas. *i una cuenca tiene un ! mayor %ue otra (!:) e2iste mayor posibilidad de tener una tormenta
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intensa simultnea, sobre la e2tensión de la cuenca. #or lo contrario, si la cuenca tiene un ! menor, tiene menos tendencia a concentrar las intensidades de lluvias. (Villón =-ar, :;;:).
!actor de !orma@ Ff =0.275
&. CURVA) CARAC+ERI)+ICA) &.(. Cur1a Hi2o-rica 8a topogra"a o relieve de una cuenca puede tener mayor inluencia sobre su respuesta &idrológica %ue la orma de la misma, el relieve recuentemente se deine por medio de su llamada curva &ipsom=trica cual corresponde a la representación grica de las elevaciones del terreno en unción de sus supericies correspondientes. 8a curva &ipsom=trica es la representación grica el relieve de la cuenca &idrogrica. 8a curva &ipsom=trica representa la caracter"stica de madures respecto al tiempo de la cuenca. 8a curva &ipsom=trica permite deinir caracter"sticas isiogricas de la cuenca &idrogrica, es decir permite observar el ciclo erosivo y tipo de cuenca. 8a curva &ipsom=trica nos da un buen parmetro del ciclo erosivo de la cuenca y de su madurez. 8a curva &ipsom=trica permite conocer la distribución de masa en la cuenca desde arriba &acia aba-o. *e obtiene colocando en las ordenadas lo valores correspondientes a las dierentes alturas de la cuenca reeridos a la m2ima de la misma y, en las abscisas, los valores de rea %ue se encuentra por encima de las alturas correspondientes, reeridos al rea total de la cuenca. #ara el clculo de las reas se tomó solo las curvas de nivel cada <;;m de elevación entre cotas y el parteaguas.
Cur1a A@ $uenca en ase -uventud
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Cur1a , $uenca en ase madurez
Cur1a C $uenca en ase de ve-ez
0ormalmente su orma es sigmoidal, cóncava &acia arriba en la parte superior y conve2a en la parte ba-a@ el grado de sinuosidad es muy variable, lo mismo %ue la pendiente en el punto de inle2ión.
Conrucción Cur1a Hi2o-rica #ara construir la curva &ipsom=trica se utiliza un mapa con curvas de nivel, el proceso es como sigue@ o
*e marcan subreas de la cuenca siguiendo las curvas de nivel, por e-emplo de <;; en <;; m.
o
$on el plan"metro o sot9are adecuado (1uto$ad, Il9is, 1rcVie9, etc), se determinan las reas parciales de esos contornos.
o
*e determinan las reas acumuladas, de las porciones de la cuenca.
o
*e determina el rea acumulada %ue %ueda sobre cada altitud del contorno.
o
*e plotean las altitudes, versus las correspondientes reas acumuladas %ue %uedan sobre esas altitudes.
Uili/a/ /e la cur1a Hi2o-rica /e la curva &ipsom=trica se puede e2traer una importante relación, como es la relación &ipsom=trica (7B)@ UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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8a topogra"a o relieve de una cuenca puede tener ms inluencia sobre su respuesta &idrológica %ue la orma de la misma. $on propósitos de comparación entre cuencas, es conveniente utilizar el porcenta-e del rea total en lugar de su magnitud y la altura relativa. 8as reas entre curvas se obtuvieron mediante el programa indicado anteriormente.
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COTA
COTA SUPERIO R
N° INFERIOR (m.s.n.m ) (m.s.n.m) 1 3087'23 3100'00 2 3100'00 3200'00 3 3200'00 3300'00 " 3300'00 3"00'00 5 3"00'00 3500'00 6 3500'00 3600'00 7 3600'00 3700'00 8 3700'00 3800'00 9 3800'00 3900'00 10 3900'00 "000'00 11 "000'00 "100'00 12 "100'00 "200'00 13 "200'00 "300'00 1" "300'00 ""00'00 15 ""00'00 "500'00 16 "500'00 "600'00 17 "600'00 "700'00 18 "700'00 "720'00
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COTA
AREA
AREA
AREA
AREA
MEDIA
CURVAS
CURVAS
ACUM.
SOBRE COTA
(m.) 3093'61"5 3150 3250 3350 3"50 3550 3650 3750 3850 3950 "050 "150 "250 "350 ""50 "550 "650 "710
(m2) 25189'55 "91870'25 926063'"9 18"5363'19 32"8970'"2 "858800'33 7961818'38 123""332'33 13382"61'70 1"13963"'1" 1"893029'18 13998178'88 11693"12'70 7081329'38 51208"3'17 3351220'"2 2327815'"8 1"9787'89 11!"#12#$! !
(Km2) 0'02519 0'51706 1'""312 3'288"9 6'537"6 11'39626 19'35808 31'702"1 "5'08"87 5 9'22"50 7 "'11753 8 8'11571 9 9'80912 106'890"5 112'01130 115'36252 117'69033 117'8"012
(Km2) 117'81"93 117'32306 116'39700 11"'55163 111'30266 106'""386 98'"8205 86'13771 72'75525 58'61562 "3'72259 29'72""1 18'03100 10'9"967 5'82882 2'"7760 0'1"979 0'00000
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(km2) 0'02519 0'"9187 0'92606 1'8"536 3'2"897 "'85880 7'96182 12'3""33 13'382"6 1"'13963 1"'89303 13'99818 11'693"1 7'08133 5'1208" 3'35122 2'32782 0'1"979 11$!"
1"
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Iner2reación *egn los modelos curva (1, , $), #ertenece a ,, la cuenca en cuestión es una cuenca en E%uilibrio.
&.'. Cur1a /e Frecuencia /e aliu/e 8a curva de recuencia de altitudes se muestra en la !igura. COTA INFERI OR (m.s.n. m)
COTA SUPERI OR (m.s.n. m)
1
3087'23
3100'00
2
3100'00
3200'00
3
3200'00
3300'00
"
3300'00
3"00'00
5
3"00'00
3500'00
6
3500'00
3600'00
7
3600'00
3700'00
N °
COTA MEDI A (m.) 3093'6 1 3150'0 0 3250'0 0 3350'0 0 3"50'0 0 3550'0 0 3650'0 0
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AREA CURVAS (m2)
AREA CURV AS
AREA ACU M. (Km2 (km2) )
AREA TOTAL
AREA PARC.
(Km2)
SOBRE ALTITUD %
SOBRE ALTITUD %
AREA SOB ALTITUD
25189'55
0'03
0'03
117'81
99'98
0'02
"91870'25
0'"9
0'52
117'32
99'56
0'"2
926063'"9 18"5363'1 9 32"8970'" 2 "858800'3 3 7961818'3 8
0'93
1'""
116'"0
98'78
0'79
1'85
3'29
11"'55
97'21
1'57
3'25
6'5"
111'30
9"'"5
2'76
"'86
11'"0
106'""
90'33
"'12
7'96
19'36
98'"8
83'57
6'76
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
8
3700'00
3800'00
9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 " 1 5 1 6 1 7 1 8
3800'00
3900'00
3900'00
"000'00
"000'00
"100'00
"100'00
"200'00
"200'00
"300'00
"300'00
""00'00
""00'00
"500'00
"500'00
"600'00
"600'00
"700'00
"700'00
"720'00
3750'0 0 3850'0 0 3950'0 0 "050'0 0 "150'0 0 "250'0 0 "350'0 0 ""50'0 0 "550'0 0 "650'0 0 "710'0 0
123""332' 33 13382"61' 70 1"13963"' 1" 1"893029' 18 13998178' 88 11693"12' 70 7081329'3 8 51208"3'1 7 3351220'" 2 2327815'" 8 1"9787'89
12'3"
31'70
86'1"
73'10
10'"8
13'38
"5'08
72'76
61'7"
11'36
1"'1"
59'22
58'62
"9'7"
12'00
1"'89
7"'12
"3'72
37'10
12'6"
1"'00
88'12
29'72
25'22
11'88
11'69
99'81 106'8 9 112'0 1 115'3 6 117'6 9 117'8 "
18'03
15'30
9'92
10'95
9'29
6'01
5'83
"'95
"'35
2'"8
2'10
2'8"
0'15
0'13
1'98
0'00
0'00
0'13
7'08 5'12 3'35 2'33 0'15 11$! "
&.'.(. Ele1ación -e/ia
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
8a altura media de la cuenca tiene inluencia sobre las precipitaciones por tanto sobre el r=gimen &idrológico. 1 partir de la curva &ipsom=trica se pude determinar la altura media de la cuenca, determinando en el e-e de las abscisas al 3; del rea acumulada, a partir de ese punto se traza una vertical &asta cortar la curva &ipsom=trica y luego se traza una &orizontal &asta cortar al e-e de las ordenadas.
8a elevación media de la cuenca es@
>. REC+ANGULO EBUIVALEN+E El rectngulo e%uivalente es una transormación geom=trica, %ue permite representar a la cuenca, de su orma &eterog=nea, con la orma de un rectngulo, %ue tiene la misma rea y per"metro (mismo "ndice de compacidad), igual distribución de alturas (igual curva &ipsom=trica), e igual distribución de terreno, en cuanto a sus condiciones de cobertura. En este rectngulo, las curvas de nivel se convierten en rectas paralelas al lado menor, siendo estos lados, la primera y ltima curva de nivel.
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
Cálculo /e lo la/o l 4 L /el recángulo El rectngulo e%uivalente es lógicamente una transormación puramente geom=trica de la cuenca en un rectngulo de igual per"metro, convirti=ndose las curvas de nivel en rectas paralelas al lado menor, siendo =stos la primera y la ltima curva de nivel.
Dón/e 8 L 8ongitud del lado mayor del rectngulo l L longitud del lado menor del rectngulo Ic L Kndice de $ompacidad o de Gravelious 1 L rea de la cuenca
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
COTA INFERIOR (m.s.n.m)
COTA SUPERIOR (m.s.n.m)
AREA CURVAS (km2)
A&'
A&'m
(Km)
(m)
1
3087'23
3100'00
0'03
0'00"92850
"'928"9736
2
3100'00
3200'00
0'"9
0'09623758
96'2375758
3
3200'00
3300'00
0'93
0'18119027
181'19027"
"
3300'00
3"00'00
1'85
0'36105717
361'057169
5
3"00'00
3500'00
3'25
0'6356819"
635'6819"5
6
3500'00
3600'00
"'86
0'95065551
950'65551"
7
3600'00
3700'00
1557'7809"
8
3700'00
3800'00
7'96 1'5577809" RECTANGULO 12'3" 2'"152"796
2"15'2"796
9
3800'00
3900'00
13'38
2'61836"6"
2618'36"6"
10
3900'00
"000'00
1"'1"
2'76651030
2766'5103
11
"000'00
"100'00
1"'89
2'91391688
2913'91688
12
"100'00
"200'00
1"'00
2'73883367
2738'83367
13
"200'00
"300'00
11'69
2'28789135
2287'89135
1"
"300'00
""00'00
7'08
1'38550761
15
""00'00
"500'00
5'12
1'00192588
1385'50761 A( )* 1001'92588
16
"500'00
"600'00
3'35
0'65568781
655'687815
17
"600'00
"700'00
2'33
0'"55"5206
"55'"5206
18
"700'00
"720'00
0'15
0'02930696
29'306963"
N°
11$!"
>.(. In/ice /e 2en/iene El "ndice de pendiente, es una ponderación %ue se establece entre las pendientes y el tramo recorrido por el r"o. $on este valor se puede establecer el tipo de granulometr"a %ue se encuentra en el cauce. 1dems, e2presa en cierto modo, el relieve de la cuenca. *e obtiene utilizando el rectngulo e%uivalente, con la siguiente ecuación@
/'0/E@ Ip L "ndice de pendiente n L nmero de curvas de nivel e2istente en el rectngulo e%uivalente, incluido los e2tremos (lados menores) UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA HIDROLOGICA
c<, c:, cQ,W,cn L cotas de las n curvas de nivel consideradas (m). Xi L !racción de la supericie total de la cuenca comprendida entre las cotas ai FaiF<. 8 L 8ongitud del lado mayor del rectngulo e%uivalente (m). 1iL rea entre curvas de nivel 1tL rea total de la cuenca. N° 1 2 3 " 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1" 15 16 17 18 19
COTA (m.s.n.m) 3087'23 3100'00 3200'00 3300'00 3"00'00 3500'00 3600'00 3700'00 3800'00 3900'00 "000'00 "100'00 "200'00 "300'00 ""00'00 "500'00 "600'00 "700'00 "720'00
AREA CURVAS (km2) 0'00 0'03 0'"9 0'93 1'85 3'25 "'86 7'96 12'3" 13'38 1"'1" 1"'89 1"'00 11'69 7'08 5'12 3'35 2'33 0'15 11$!"
&
0'0000 0'0002 0'00"2 0'0079 0'0157 0'0276 0'0"12 0'0676 0'10"8 0'1136 0'1200 0'126" 0'1188 0'0992 0'0601 0'0"35 0'028" 0'0198 0'0013
(*&)+(*&+1) (Km) 0'0000 0'0128 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'1000 0'0200
I+ 0 7'16656E,05 0'000886163 0'00121593 0'001716""2 0'002277515 0'002785177 0'003565286 0'00""39378 0'00"62228 0'00"7512"" 0'00"876181 0'00"727"19 0'00"3207"8 0'003362371 0'002859295 0'002313075 0'001927803 0'000218696 #$#,#-//
/e la tabulación de datos tenemos %ue@
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Claificación /e *en/iene en una cuenca El valor de la pendiente permite clasiicar el relieve o topogra"a del terreno segn la tabla mostrada.
Iner2reación $omo en "ndice de pendiente, IpL3.;SD, entonces segn el criterio de clasiicación de pendientes en una cuenca, tenemos %ue es una CUENCA )UAVE.
8. *ENDIEN+E DE LA CUENCA 8a pendiente de la cuenca tiene una importancia pero comple-a relación con la iniltración, el escurrimiento supericial, la &umedad del suelo y la contribución del agua subterrnea al lu-o en los cauces. Es uno de los actores "sicos %ue controlan el tiempo de concentración del lu-o sobre el terreno y tiene inluencias directas en la magnitud de las avenidas o crecidas. #ara la estimación de la pendiente de la cuenca, se presentan dierentes criterios@ $riterio de 7. E. Borton, $riterio del 7ectngulo E%uivalente y el $riterio de Y.C. 1lvord, para nuestro caso se obtuvo la pendiente media de la cuenca por el m=todo del peso, utilizando el Ci1il &D se generó el mapa de pendientes.
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8.(. Crierio /e recángulo eJui1alene
/R0/E@ UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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8 L 8ado mayor del rectngulo e%uivalente Bma2 L $ota m2ima de la cuenca Bmin L $ota m"nima de la cuenca
#endiente de la cuenca segn el criterio del rectngulo e%uivalente es@
)c;9.9<( -K- 0 )c;<.( 8.'. Crierio /e !.". Al1or/ 1naliza la pendiente e2istente entre curvas de nivel, traba-ando con la a-a deinida por las l"neas medias %ue pasan entre las curvas de nivel, #ara una de ellas la pendiente es@
(.(. Crierio /e R.E. Horon $onsiste en trazar una malla de cuadrados sobre la proyección &orizontal de la cuenca orientndola segn la dirección de la corriente principal. *i se trata de una cuenca pe%ueAa, la malla llevar al menos cuatro cuadros por lado, pero si se trata de una supericie mayor, deber aumentarse el nmero de cuadros por lado, ya %ue la precisión del clculo depende de ello. na vez construida la malla en un es%uema similar al %ue se muestra en la !igura, se miden las longitudes de las l"neas de la malla dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada l"nea con las curvas de nivel.
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8a pendiente de la cuenca en cada dirección de la malla se calcula as"@
*iendo@ 82 L 8ongitud total de l"neas de la malla en sentido 2, dentro de la cuencaO 8y L longitud total de l"neas de la malla en sentido y, dentro de la cuencaO 02 L nmero total de intersecciones y tangencias de l"neas de la malla con curvas de nivel, en el sentido 2. 0y L nmero total de intersecciones y tangencias de l"neas de la malla con curvas de nivel, en el sentido y. *2, *y L pendiente adimensional de la cuenca en cada una de las direcciones de la malla de cuadrados. /e L desnivel constante entre las curvas de nivel de la cuenca, en m. /ebi=ndose respetar las recomendaciones citadas a este respecto en el criterio de 1lvord, anteriormente descrito. Borton considera %ue la pendiente media puede determinarse como@
@. CARAC+ERI)+ICA) DE LA RED DE DRENA!E
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*e llama red de drena-e de una cuenca, al sistema de cauces por el %ue luyen los escurrimientos supericiales, subsupericiales y subterrneos, de manera temporal o permanente. *u importancia se maniiesta en la ormación y rapidez de drenado de los escurrimientos normales o e2traordinarios. 1dems de proporcionar indicios sobre las condiciones "sicas del suelo y de la supericie de la cuenca.
@.(. Mo/elo /e /renae 8a combinación de los eectos del clima y la geolog"a de la cuenca topogrica, originan un modelo erosional el cual es caracterizado por la red de cauces, el patrón o modelo %ue orman los cauces, es determinado localmente por las desigualdades en la pendiente del terreno y en la resistencia de las rocas. En la reerencia recomendada /, se presenta una descripción detallada de diversos modelos de drena-e indicando su utilidad para describir e interpretar su evolución geológica. 1lguno de los modelos de drena-e ms recuentemente observados se ilustra en la igura siguiente. na cuenca &idrogrica en la %ue los escurrimientos no inluyen a un cauce principal, si no %ue se concentran en su parte ba-a, se denomina@ $E0$1 E0/'77EI$1 y son caracter"sticas de las zonas ridas y semiridas. /esde el punto de vista de la salida de una cuenca, e2isten dos tipos de cuencas@ endorreicas y e2orreicas.
Cuenca En/orreica UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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El punto de salida est dentro de los l"mites de la cuenca y generalmente es un lago.
Cuenca Eorreica En las cuencas e2orreicas el punto de salida se encuentra en los l"mites de la cuenca, pudiendo ser en otra corriente de agua o en el mar.
$omo se aprecia, de acuerdo a los modelos de drena-e ms comunes, tenemos %ue nuestra cuenca en cuestión tiene un modelo de drena-e del tipo /endr"tico.
MODELO DE DRENA!E DENDRI+ICO@ Este patrón est ormado por una corriente principal con sus a luyentes primarios y secundarios uni=ndose libremente en todas direcciones. entonces esto indica %ue la pendiente inicia del rea era ms bien plana y compuesta de materiales uniormes.
@.'. Or/en /e corriene El nmero de orden es e2tremadamente sensitivo a la escala del mapa empleado. 1s", una revisión cuidadosa de otogra"as a=reas, imgenes satelitales y visita de campo. UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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Es un nmero %ue rele-a el grado de ramiicación de la red de drena-e. E2isten diversos criterios para el ordenamiento de los cauces de la red de drena-e en una cuenca &idrogrica.
@.'.(. Crierio /e Horon )ra0ler El ie-a /e Horon
8os cauces de primer orden (<) son a%uellos %ue no poseen tributarios.
8os cauces de segundo orden (:) tienen aluentes de primer orden.
8os cauces de tercer orden (Q) reciben inluencia de cauces de segundo orden, pudiendo recibir directamente cauces de primer orden.
n canal de orden n puede recibir tributarios de orden nF< &asta <.
Esto implica atribuir mayor orden al r"o principal, considerando esta designación en toda su longitud, desde la salida de la cuenca &asta sus nacientes.
El ie-a /e )ra0ler #ara evitar la sub-etividad de la designación en las nacientes determina %ue@
Todos los cauces sern tributarios, aun cuando las nacientes sean r"os principales.
El r"o en este sistema no mantiene el mismo orden en toda su e2tensión.
El orden de una cuenca &idrogrica est dado por el nmero de orden del cauce principal.
En ciertos casos puede ser preerible &acer a-ustes de los estimativos iniciales mediante comprobaciones de terreno para algunos tributarios pe%ueAos. /iversos autores coinciden en airmar %ue mientras mayor sea el grado de biurcación del sistema de drena-e de una cuenca, ms rpida ser la respuesta de la cuenca rente a una tormenta, evacuando el agua en menos tiempo. En eecto, al presentar una densa red de drena-e, una gota de lluvia deber recorrer una longitud de ladera pe%ueAa, realizando la mayor parte del recorrido a lo largo de los cauces, donde la velocidad del escurrimiento es mayor. En virtud de lo anterior, se &an propuesto una serie de indicadores del grado de biurcación, como la densidad de corrientes y la densidad de drena-e.
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1plicando el criterio del sistema *tra&ler para la cuneca en cuestión se determinó el nmero de orden de corrientes desarrollado en el sot9are Ci1il &D '9(8.
PUNTO DE SALIDA
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8os segmentos de la cabecera ms pe%ueAos son asignados con orden <. El orden aumenta rio aba-o en < siempre %ue : corrientes de igual orden se unan. #or e-emplo dos corrientes de orden : se unen para ormar una corriente de orden Q. #ero el orden de los nmeros no aumenta cuando una corriente de orden mayor es unida a una corriente de orden menor.
@.&. )inuoi/a/ /e la corriene /e /renae *inuosidad del cauce principal (*i), es la relación %ue e2iste entre la longitud del cauce principal 8c, y la longitud del valle del cauce principal medida en l"nea recta o curva, 8t. n valor de la sinuosidad menor a <,:3 deine a un cauce con ba-a sinuosidad. /'0/E@ Entonces se tiene la longitud del cauce principal@ 8tL:D.P;Pm 8ongitud de la cuenca ($auce #rincipal) medida en l"nea recta@ 8cL:;.PS4m
Iner2reación $omo@ *iL;.5D. Deni/a/ /e /renae 8a /ensidad de drena-e se deine como la longitud total de las corrientes dentro de la cuenca, tambi=n es un parmetro %ue indica la posible naturaleza de los suelos %ue se encuentran en la cuenca, adems da una idea sobre el grado de cobertura %ue e2iste en la cuenca, si se obtiene una alta densidad de drena-e representa rocas d=biles o de suelos impermeables, vegetación escasa y relieves montaAosos, si el valor de la densidad de drena-e es ba-a, nos indica %ue son regiones de rocas resistentes o de suelos muy permeables con vegetación densa y donde el relieve d=bil. 8a densidad de drena-e se deine como la longitud total de los cauces dentro de la cuenca, dividida entre el rea total de drena-e. Borton (
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densidad de drena-e, ms dominante es el lu-o en el cauce rente al lu-o en ladera, lo %ue se traduce en un menor tiempo de respuesta de la cuenca y, por tanto, un menor tiempo al pico del &idrograma. *tra&ler (
*e puede establecer una relación entre la densidad de drena-e y las caracter"sticas del suelo de la cuenca analizadaO tal como se detalla en la Tabla@
Iner2reación $omo@ /dL;.P3Q mUmJ se apro2ima a ;.3 mUmJ # 8a cuenca en cuestión tiene una ,A!A DEN)IDAD DE DRENA!E.
@.8. Deni/a/ /e corriene *e deine como el cociente entre el nmero de segmentos de canal de la cuenca y la supericie de la misma@
/onde 0t, es la suma de todos los segmentos de canal %ue orman la red &idrogrica de la cuenca, entendiendo como tales a todo tramo de canal %ue no sure aporte alguno de otro canal. 1un%ue la densidad &idrogrica y la densidad de drena-e miden propiedades distintas, Melto (
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@.@. Frecuencia /e corriene Borton deinió la recuencia de cauces como la relación entre el nmero de cauces y su rea correspondiente@
/onde ]0i es la sumatoria de todos los cauces de orden 6 y 16 el rea de la cuenca de orden 6 (m:). Melton (
<. CAUCE *RINCI*AL <.(. Longiu/ /el cauce 2rinci2al 8a longitud del cauce principal es tambi=n una magnitud caracter"stica til y de eecto importante en la respuesta &idrológica, ya %ue un r"o corto los eectos de la precipitación en la cuenca se &acen sentir ms rpidamente %ue en un r"o largo. Este parmetro "sico se obtuvo de la red de drena-e,
CAUCE PRINCIPAL
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8ongitud del cauce principal@ Lc2;'>.@9@ -.
<.'. *erfil /el cauce 2rinci2al El peril de un rio se obtiene llevando a una grica los valores de sus recorridos &orizontales contra sus cambios de elevaciones respectivas.
*ERFIL DE *ENDIEN+E DEL CAUCE *RINCI*AL
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PERFIR DEPENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL
<.&. *en/iene /el cauce 2rinci2al
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8a pendiente de los cauces inluye sobre la velocidad de lu-o %ue constituye un parmetro importante en el estudio del comportamiento del recurso &"drico en el trnsito de avenidas. En particular con la velocidad de propagación de las ondas de avenidas y con la capacidad para el transporte de sedimentos. /e acuerdo al valor obtenido de la pendiente, se puede clasiicar el relieve o topogra"a del terreno, segn los valores propuestos por 7. Beras 7. citado en la tabla@
<.&.(. Crierio i-2lifica/o Este m=todo considera la pendiente del cauce, como la relación entre el desnivel %ue &ay entre los e2tremos del cauce y la proyección &orizontal de su longitud. * L #endiente promedio de la corriente principal, a dimensional. 8p L 8ongitud del cauce principal, en m o m. B L /esnivel de cotas del rio principal, en m o m.
<.&.'. Crierio /e la reca eJui1alene
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En este criterio, la pendiente promedio del cauce principal se obtiene por la pendiente de una l"nea recta %ue se apoya en el inicio o salida de la cuenca y tiene igual rea arriba y aba-o, respecto al peril del colector principal, es decir, el rea total ba-o la recta es igual al rea ba-o el peril del cauce principal.
/ónde@ * L #endiente promedio de la corriente principal, a dimensional. 8p L 8ongitud del cauce principal, en m. Bo L /esnivel del punto de salida con la posición de la l"nea recta, en m.
<.&.&. For-ula /e A. ,. +a4lor 4 H. E. )c0Par Este m=todo, considera %ue un rio est ormado por m tramos de igual longitud, cada uno de ellos con pendiente uniorme, pero tambi=n se puede obtener una e2presión para el caso en %ue las longitudes de los tramos no sean iguales. 8os autores desarrollaron una órmula %ue permite obtener la pendiente promedio del cauce principal, como la pendiente de un canal uniorme %ue tiene igual longitud y tiempo de via-e, %ue en el colector principal de la cuenca. Esta órmula est dado por@
<.>. Alea-ieno -e/io <.8. Coeficiene /e orrenciali/a/ Este coeiciente se emplea para estudios de m2imas crecidasO y se determina por la ecuación@
/onde, 0< es el nmero de cursos de primer ordenO y 1 es el rea de la cuenca UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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=. +IEM*O DE CONCEN+RACION Es a%uel tiempo en el cual la gota ubicada en el punto ms le-ano llega a la salida de la cuenca. Este tiempo de concentración puede variar desde unos pocos minutos &asta una ó ms &oras, dependiendo undamentalmente de las condiciones isiogricas de la cuenca (geogricas, topogricas, etc.) /'0/E@ 8p @ 8ongitud del cauce principal.
1 @ rea de la cuenca.
Bc @ /esnivel total de la cuenca.
* @ #endiente del cauce principal.
B @ /esnivel total de la corriente.
*c @ #endiente de la cuenca
=.(. For-ula /e California o ir2ic0 UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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=.'. For-ula /e Gian/oi =.&. For-ula Auraliana . GEOLOGIA ?)UELO) Q CO,ER+URA VEGE+AL .(. Geologia 4 uelo El estudio geológico debe estar encaminado a clasiicar en t=rminos generales la mayor o menor permeabilidad de los suelos, la localización de aguas subterrneas, sus reas de recarga y descarga. 8as caracter"sticas "sicas determinan la naturaleza y desarrollo de la vegetación y por tanto, la evapotranspiración, la erosión y arrastre de sólidos son unción del tipo de suelos de la cuenca. $oncretamente ser conveniente estimar su capacidad de iniltración, capacidad de retención (te2turas) y la magnitud de las p=rdidas in"ciales de una tormenta.
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Iner2reación.% Es una región %ue se encuentra en el altiplano donde podemos encontrar ermo soles y salares tal como se muestra en la mapa anterior. UNIV.FA!ARDO MAMANI "ILVER
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.'. Coberura 1egeal 8os bos%ues y los cultivos aAaden su inluencia a la naturaleza geológica de la cuenca, para condicionar la retención, evaporación y el escurrimiento, ya %ue la vegetación controla la acción
y
el
movimiento
del
agua,
intercepción,
iniltración,
almacenamiento,
evapotranspiración y erosión.
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8as condiciones &idrológicas de la supericie de la cuenca para avorecer o diicultar el escurrimiento directo, esto se encuentra en unción de la cobertura vegetal, puede apro2imarse de la siguiente orma@
8a determinación de $0 se realizó en base a la identiicación de comple-os &idrológicos, es decir combinando grupos de suelos y vegetación caracter"stica de la cuenca en estudio, a trav=s de la superposición de los mapas temticos de suelos y cobertura vegetal.
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