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Capitulo 2 primera parte

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(1)

Definición de cuenca y su clasificación

Parámetros físicos

Profesora: Alicia Ravelo

Primavera 2012

Parte-1

(2)

UNIDAD 2

OBJETIVO

El ciclo hidrológico es el concepto fundamental de

la hidrología, la cuenca hidrológica es su unidad

básica de estudio.

En este capitulo

se estudiará este concepto y

algunas nociones fundamentales de geomorfología

útiles en la ingeniería hidrológica.

(3)

UNIDAD 2

DEFINICIÓN DE CUENCA

El escurrimiento superficial ocurre cuando la precipitación fluye

a través de la superficie terrestre. Parte de este escurrimiento

llegará finalmente a cauces y cuerpos de agua tanto naturales

como

artificiales.

La

superficie

terrestre

que

aporta

escurrimiento superficial a algún punto de interés se

denomina

cuenca

Las cuencas se pueden definir a través de un conjunto

consistente de reglas sobre las características topográficas del

medio físico, denominándose entonces

cuencas hidrográficas

.

Las cuencas también se pueden definir a partir de puntos de

drenaje tales como presas, confluencias de ríos o estaciones

hidrométricas con el fin de calcular la disponibilidad del agua,

(4)

UNIDAD 2

DEFINICIÓN DE CUENCA

Existen básicamente dos tipos de cuencas hidrológica.

Topográfica y Geohidrológica.

Las

cuencas topográficas

vierten a una sección transversal de un

cauce, es la superficie en la cual al caer una gota de agua, se evapora o

se infiltra y aparece como escurrimiento en toda la sección.

Una

cuenca Geohidrológica

es el área de terreno donde se infiltra la

precipitación y alcanza su manto acuífero correspondiente.

(5)

UNIDAD 2

Definición de cuenca topográfica

La

cuenca topográfica

es una área drenada por una corriente

o sistema interconectado de cauces, el escurrimiento originado

en el área es descargado a través de una salida única.

Se clasifican en

cuencas urbanas,

debido a que áreas

importantes han sido

altamente modificadas, el suelo y la

vegetación fueron sustituidos por superficies impermeables.

Las

cuencas rurales

aun conservan su estado natural, no se ha

modificado del todo la vegetación.

(6)

UNIDAD 2

Definición de cuenca topográfica

Otra clasificación, distingue a las

cuencas topográficas

en

grandes y pequeñas,

según su comportamiento hidrológico

esta en función al tamaño o magnitud, también influyen las

características de las tormentas y sus condiciones físicas en

cuanto a su

pendiente, altitud, tipos de suelos y cobertura

vegetal .

En una

cuenca pequeña,

la cantidad y distribución del

escurrimiento

son

influenciadas

principalmente

por

las

condiciones físicas del suelo y cobertura vegetal, es sensible a

lluvias de alta intensidad y corta duración; en una

cuenca

grande

el efecto del almacenamiento en la red de cauces y

acuíferos es muy pronunciada.

(7)

UNIDAD 2

Definición de cuenca topográfica

Otra clasificación operativa establece las cuencas en

representativas y

experimentales,

las primera son seleccionadas como típicas de la

hidrología de una región y se utilizan para investigación intensiva sobre

problemas específicos del ciclo hidrológico, manteniendo las condiciones

naturales estables, reflejan las características hidrológicas en toda una

región y sus variaciones en grandes zonas naturales.

Las

cuencas experimentales

tiene como objetivo el estudio de los

efectos que se producirá al modificar deliberadamente una o varias de

sus características naturales , deben tener cierta homogeneidad en cuanto

a suelo, vegetación y características físicas relativamente uniformes, se

recomienda que su tamaño máximo sea de 4 km

2

. La investigación en

(8)

CUENCAS TOPOGRÁFICAS Y GEOHIDROLÓGICAS

CUENCA URBANA Y RURAL

CUENCAS PEQUEÑAS Y GRANDES

CUENCAS REPRESENTATIVAS Y EXPERIMENTALES

UNIDAD 2

CUENCA HIDROGRÁFICA

(9)
(10)

UNIDAD 2

CUENCA GEOHIDROLÓGICA

(11)

UNIDAD 2

CUENCA GEOHIDROLÓGICA

(12)

UNIDAD 2

Comparación de cuencas

TOPOGRÁFICA

GEOHIDROLÓGICA

(13)

UNIDAD 2

(14)

GEOHIDROLÓGICA

UNIDAD 2

(15)

Cuenca Endorreica

: cuando el punto

de salida de los escurrimientos se

encuentra dentro de los límites de la

propia cuenca

Cuenca Exorreica:

cuando el punto

de salida se encuentra en los

límites de la cuenca y el sistema de

drenaje está asociado a otra

corriente o al mar.

Cuencas Costeras:

cuando los

escurrimientos drenan directamente al

mar sin necesariamente unirse

Cuencas

Arréicas;

cuando

los

escurrimientos que se generan en la

Cuenca Criptorréica;

cuando los

escurrimientos se infiltran y se convierten

(16)

Clasificación de Cuencas (fines de planeación)

Parte alta

Parte media

Parte baja

(17)

Clasificación de Cuencas

Por su tamaño

< 25

Microcuenca

25 – 250

Pequeña

250 – 500

Intermedia pequeña

500 – 2500

Intermedia grande

2500 – 5000

Grande

(18)

CUENCA RURAL

UNIDAD 2

CUENCA

HIDROGRÁFICA

(19)
(20)

UNIDAD 2

CUENCA RURAL

(21)

CUENCA URBANA

(22)

UNIDAD 2

CUENCA URBANA

(23)

Clasificación de Cuencas

(fines de planeación)

Cuenca

Subcuenca

Microcuenca

Unidad de

Escurrimiento

Acuífero

Corriente

Principal

Tributario

de 1º orden

Tributario

de 2º orden

Punto de salida

(24)

SON CONSIDERADOS FUNDAMENTALES POR TENER UNA

RELACIÓN CAUSA-EFECTO CON SU RESPUESTA HIDROLÓGICA,

1.- ÁREA O MAGNITUD

(A)

2.- INDICE DE COMPACIDAD

(IC)

3.- RELACIÓN DE ELONGACIÓN

(RE)

4.- ALTITUD MEDIA

(AM)

5.- ORDEN DE CORRIENTES

(OC)

6.- DENSIDAD DE DRENAJE

(DD)

8.- PENDIENTE PROMEDIO DEL CAUCE PRINCIPAL

(SC)

9.- TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

(TC)

10.-NÚMERO DE ESCURRIMIENTO

(N)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(25)

ES LA LINEA IMAGINARIA DEL CONTORNO DE UNA CUENCA DE DRENAJE,

QUE LA SEPARE DE LAS ADYACENTES Y DISTRIBUYE EL ESCURRIMIENTO

ORIGINADO POR LA PRECIPITACIÓN EN EL SISTEMA DE CAUCES QUE

FLUYE O DRENA HACIA LA SALIDA DE DICHA CUENCA. CUATRO REGLAS

PRÁCTICAS PARA EL TRAZADO DEL PARTEAGUAS.

1.- LA DIVISORIA CORTA ORTOGONALMENTE A LAS CURVAS DE NIVEL Y

PASA POR LOS PUNTOS DE MAYOR NIVEL TOPOGRÁFICO.

2.- CUANDO LA DIVISORIA VA AUMENTANDO SU ALTITUD, CORTA A LAS

CURVAS DE NIVEL POR SU PARTE CONVEXA PA.

3.- CUANDO LA ALTITUD DE LA DIVISORIA VA DECRECIENDO, CORTA A

LAS CURVAS DE NIVEL POR PARTE CÓNCAVA. PB.

4.- COMO COMPROBACIÓN, LA DIVISORIA NUNCA CORTA UN ARROYO O

RIO, EXCEPTO EN EL PUNTO DE INTERES O SALIDA DE LA CUENCA.

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(26)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

DIVISORIA TOPOGRÁFICA O PARTEAGUAS

(27)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

DIVISORIA TOPOGRÁFICA O PARTEAGUAS

(28)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

DIVISORIA TOPOGRÁFICA O PARTEAGUAS

(29)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

DIVISORIA TOPOGRÁFICA O PARTEAGUAS

Modificación de los límites de

una cuenca como

(30)

UNIDAD 2

CUENCA TOPOGRÁFICA

(31)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(32)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

DIVISORIA TOPOGRÁFICA O PARTEAGUAS

(33)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

2.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

(34)

PLANÍMETRO:

INSTRUMENTO NATURAL PARA MEDIR UNA SUPERFICIE

IRREGULAR, SU FUNCIONAMIENTO ES ABSOLUTAMENTE MECÁNICO, DE MODO

QUE LAS TECLAS Y LA PANTALLA DE LOS MODELOS MODERNOS LO ÚNICO QUE

APORTAN ES UNA LECTURA MÁS CÓMODA. EN CUALQUIER TIPO DE SUPERFICIE

SE MIDE POR EL NUMERO DE VUELTAS QUE HA DADO UNA RUEDA QUE TIENE

ESTE INSTRUMENTO POR SU PARTE DE ABAJO, LA RUEDA GIRA EN UN

SENTIDO.

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

2.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

http://whistleralley.com/planimeter/planimeter.htm

LOS MODELOS MÁS COMUNES DISPONEN DE UN PUNTO FIJO, CON LO QUE LA

SUPERFICIE A MEDIR ESTÁ LIMITADA POR EL TAMAÑO DEL BRAZO DEL

APARATO, SI LA SUPERFICIE A MEDIR ES MAYOR, ES SIMPLE TROCEARLA

MEDIANTE LÍNEAS, MEDIR SEPARADAMENTE CADA UNA DE LAS PARTES Y

SUMAR LOS RESULTADOS. OTROS MODELOS DE PLANÍMETRO SON DE CARRO

MÓVIL, DE MODO QUE PUEDEN MEDIR SUPERFICIES DE CUALQUIER TAMAÑO.

(35)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

2.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

(36)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

2.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

Planímetro de lectura digital sin punto fijo.

(37)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

2.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

(38)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

Planímetro con punto fijo:

recorre el perímetro del área a medir en el

sentido de las agujas del reloj, comenzando en cualquier punto y

terminando exactamente en el mismo punto en que se comenzó.

1.- situamos el planímetro de manera que a lo largo de todo el circulo

no vaya a quedar demasiado cerrado ni demasiado abierto.

2.- asegurar que el punto fijo está bien fijo y situamos el punto de

medida sobre el punto del recorrido elegido para empezar, el papel no

debe moverse, recorremos el planímetro con la mayor precisión

posible en el sentido de las agujas del reloj hasta llegar de nuevo al

punto de partida.

(39)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

CONSEJOS.

1.

Es preferible calcar la superficie a medir sobre papel vegetal de

tamaño suficiente, para evitar que la rueda tropiece con los bordes

o dobleces del papel.

2.

Algunos planímetros se pueden ajustar dependiendo de la escala

del mapa, para no complicarse , medimos cm2 del papel y después

calculamos manualmente a cuantos km2 equivalen los cm2. por

ejemplo: escala 1:50.000, 1cm2=0.25km2.

(40)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1. TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

CONSEJOS.

4.- si el área media tiene agujeros, se puede medir después y restar a

mano , pero es muy como dibujar una línea cualquiera para llegar

al perímetro interior, ir y volver para la misma línea y recorrer el

agujero en sentido contrario, el planímetro resta esa área interior .

Esto no se presenta la medir cuencas, pero si en otro tipo de

superficies.

(41)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

MEDIDA DE ÁREAS CON PAPEL MILIMETRICO.

Calculamos la superficie a medir sobre un papel milimetrado de cálida y

contamos cuadros, el trabajo es relativamente rápido y la precisión es

aceptable.

Primero contamos cuadros grandes (cm2 o cuadros de 5*5 mm, según

el tamaño de la superficie y finalmente mm2 en las zonas de los

bordes.

En el ejemplo de la figura , hemos contado en primer lugar 30 cuadros

de un cuarto de cm2 (5*5 mm=25 mm2 cada uno), después vamos a

notando los que están incompletos: +3mm2,+6mm2, etc. en los que

están casi completos se cuentan los mm2 que faltan (si es -4, ese

cuadro tendrá 25-4=21mm2).

(42)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

Al final obtenemos mm2 del papel, para

obtener unidades reales:

100 mm2=1cm2

Escala 1:25.000: 1cm2 =62500m2

Escala 1:50.000 : 1cm2=250.000m2=0.25 km2

Escala 1:100.000: 1cm2 = 1 km2

(43)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

MEDIDAS DE ÁREA Y LONGITUDES CON ORDENADOR

Existen diversos programas

(software) que pueden realizar medidas de

longitudes y superficies, realizan esta tarea sin problemas los SIG (sistemas de

información geográfica) o también CAD (diseño asistido por ordenador).

Programas de dibujo como son Freehand 9, Canvas , no incluyen utilidades

como los programas mencionados arriba. Su proceso es:

1.- Escanear la superficie a medir (mejor si está calcada sobre un papel blanco).

2.- Abrir o importar esa imagen en el programa correspondiente.

3.- Recorrer la periferia cuidadosamente comenzando y terminando en el

punto.

(44)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.- TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

El programa Acrobat 6 ofrece esta función. Primero de deberá crear un archivo

PDF con la imagen de la superficie a medir. Sobre ese archivo , en el menú

Tools---Measurements---área. Se va recorriendo la periferia y al cerrar el

perímetro , facilita el resultado.

Previamente indicamos la escala o simplemente que el resultado lo de en cm2

para convertir a escala real manualmente.

En el mismo menú Tools ----Measurements--- aparece la opción Perimeter, que

sirve como curvímetro.

(45)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

1.-

TAMAÑO O MAGNITUD DE LA CUENCA

(46)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

Se llama red de drenaje de una cuenca , al sistema de cauces por

donde fluyen los escurrimientos superficiales , subsuperficiales

y subterraneos, de manera temporal

o permanente. Su

importancia

se manifiesta por sus efectos en la formación y

rapidez de drenado de los escurrimientos normales o

extraordinarios, además de proporcionar indicios sobre las

condiciones físicas del suelo y de la superficie de la cuenca. Las

principales características de la red de drenaje son:

tipos de

corrientes, modelos de los drenajes, orden de la corriente,

relación de bifurcación, densidad de drenado y frecuencia de las

corrientes.

(47)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

TIPOS DE CORRIENTE:

Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases, que dependerán del tipo

de escurrimiento en la zona , que esta relacionado con las características

físicas y condiciones climáticas de la cuenca. Se clasifican en :

PERENES:

Conducen agua todo el tiempo , excepto en época de sequia

extrema. En época de sequia se abastece del nivel freático. (río Usumacinta,

Grijalva, Hondo, Bravo)

INTERMITENTES:

Lleva agua la mayor parte del tiempo, pero

principalmente en época de lluvias, su aporte cesa cuando el nivel freático

desciende por debajo del fondo del cauce.

(48)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

(49)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

LONGITUD DE TRIBUTARIOS:

Es una indicación de la pendiente de la cuenca, así como del grado de

drenaje; las áreas escapadas y bien drenadas usualmente tiene numerosos

tributarios pequeños , mientras que en regiones planas, donde los suelos

son profundos y permeables se tienen tributarios largos, que generalmente

son corrientes perenes.

(50)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

MODELOS DE DRENAJE Y ENDORREISMO.

La combinación de los efectos del clima y la geología de la cuenca topográfica,

origina un modelo erosional el cual es caracterizado por la red de cueces. El

patrón o modelo que forman los cauces, es determinado localmente por las

desigualdades en la pendiente del terreno y en la resistencia de las rocas.

Algunos modelos de drenaje más frecuentes se ilustran en la figura siguiente.

(51)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

(52)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

MODELOS DE DRENAJE Y ENDORREISMO

Tipos de de Cuencas

(por la forma del drenaje)

(53)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

(54)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

MODELOS DE DRENAJE Y ENDORREISMO

.

En una cuenca hidrográfica en donde los escurrimientos no fluyen a un cauce

principal, sino que se concentran en su parte baja, se le denomina

CUECA

ENDORREICA

y son características de las zonas áridas y semiáridas; en

general se distinguen dos tipos de endorreísmo .

ENDORREISMO CON ESCURRIMIENTOS:

cuando las aguas concentradas en

las depresiones de la cuenca, pueden fluir hacia otras cuencas vecinas por

escurrimientos.

ENDORREISMO TOTAL:

cuando el escurrimiento subterráneo hacia otras

cuencas es prácticamente nulo y el agua concentrada en forma de lago en la

parte baja de la cuenca se pierde por evapotranspiración.

(55)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

CORRIENTE PRINCIPAL DE UNA CUENCA:

es la corriente que pasa por la

salida de la misma, esta definición solo es aplicable a cuencas exorreicas, a

las demás corrientes de una cuenca de este tipo se denominan corrientes

tributarias . Todo punto de cualquier corriente tiene una cuenca de

aportación, toda cuenca tiene una y sólo una corriente principal. Las cuencas

correspondientes a las corrientes tributarias o a los puntos de salida se llama

cuencas tributarias o subcuencas.

(56)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

EL ORDEN DE LAS CORRIENTES

se determina como se muestra en la figura

siguiente:

Una corriente de orden 1, es un tributario sin ramificaciones.

Una corriente de orden 2, tiene sólo tributarios de primer orden.

Dos corrientes de orden 1, forman una de orden 2.

Dos corrientes de orden 2, forman una de orden 3.

Dos corrientes de orden 3, forman una de orden 4

Una corriente de orden 2 y una corriente de orden 3, forman una corriente de

orden 3.

Corrientes de n+1, cuando dos corrientes de orden n se unen.

(57)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(58)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

ORDEN DE CORREINTES

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

(59)

3er

(60)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

El orden de una cuenca es el mismo que el de la corriente principal en su salida.

Otros indicadores del grado de bifurcación o eficiencia de una cuenca son:

La

densidad de corrientes Ds

, definida como el número de corrientes perenes e

intermitentes por unidad de área.

Ds =Ns /A

La

densidad de drenaje Dd,

definida como la longitud de corrientes por unidad de

área.

Dd = Ls/A

Donde:

Ns es el número de corrientes perennes e intermitentes de la cuenca, suma del

orden de corrientes.

Ls es la longitud total de las corrientes.

A Área de la cuenca.

Ds densidad de corriente

Dd densidad de drenaje por km

(61)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

EJEMPLO.

Determinar el grado de bifurcación de la siguiente cuenca, así

cómo la densidad de drenaje y la densidad de corrientes.

Datos:

Área de la cuenca es de 207 km2

Longitud de tributarios es de 198 km.

(62)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

EJEMPLO.

Determinar el grado de bifurcación de la siguiente cuenca, así cómo la densidad

de drenaje y la densidad de corrientes.

Datos:

Área de la cuenca es de 207 km2

Longitud de tributarios es de 198 km.

Ns número de corriente, es igual a la suma de los tributarios de 1, 2, 3 y 4 orden.

De la figura, se tiene :

Corrientes de 1 orden= 48

Corrientes de 2 orden = 12

Corrientes de 3 orden= 3

Corrientes de 4 orden = 1

Ns= 48+12+3+1=64

Ds = Ns/A= 64/207=0.309

Dd= Ls/A= 198/207= 0.96 por Km.

(63)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

(64)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DE DRENAJE

Un orden de corrientes alto o una densidad elevada refleja una cuenca

altamente disectada, que corresponde rápidamente a una tormenta. La

densidad u ordenes de corriente pequeñas se observan donde los suelos

resistentes a la erosión o muy permeables; donde estos indicadores son

elevados , los suelos se erosionan fácilmente o son relativamente

impermeables, las pendientes son altas y la cobertura vegetal es escasa .

Uno de los indicadores más importantes del grado de respuesta de una

cuenca a una tormenta es la pendiente del cauce principal , debido a que la

pendiente varía a lo largo del cauce, es necesario definir una pendiente media,

para lo cual existen varios métodos, de los cuales se describen a continuación .

(65)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DRENAJE

(66)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DRENAJE

2.- Método de las áreas compensadas.

La pendiente media es la de una línea recta que, apoyándose en el extremo

de aguas abajo de la corriente, hace que se tengan áreas iguales entre el

perfil del cauce, arriba y debajo de la línea, como se muestra en la figura.

(67)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DRENAJE

3.- Método de Taylor y Schwarz

Propone calcular la pendiente media como la de un canal de sección

transversal uniforme que tenga la misma longitud y tiempo recorrido que la

corriente .

2

2

1

....

m

s

l

s

l

s

l

m

S

m

m

s

l

s

l

s

l

L

S

....

2

2

1

1

(68)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

CARACTERISTICAS DE LA RED DRENAJE

(69)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(70)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

TAMBIÉN SE CONOCE COMO TIEMPO DE RESPUESTA O DE EQUILIBRIO.

LLAMAS (1993) LO DEFINE COMO EL TIEMPO REQUERIDO PARA QUE,

DURANTE

UN

AGUACERO

UNIFORME,

SE

ALCANCE

EL

ESTADO

ESTACIONARIO; ES DECIR, EL TIEMPO NECESARIO PARA QUE TODO EL

SISTEMA

(TODAD

LA

CUENCA)

CONTRIBUYA

EFICAZMENTE

A

LA

GENERACIÓN DE FLUJO, TAMBIÉN SE DICE QUE ES EL TIEMPO QUE

TARDA UNA PARTÍCULA DE AGUA CAÍDA EN EL PUNTO DE LA CUENCA

MÁS ALEJADO (SEGÚN EL RECORRIDO DEL DRENAJE) EN LLEGAR A LA

SALIDA DE ESTA. ESTO NO CORRESPONDE CON EL FENÓMENO REAL,

PUES PUEDE HABER PUNTOS DE LA CUENCA EN LOS QUE EL AGUA

CAÍDA TARDE MÁS EN LLEGAR A LA SALIDA DE LA CUENCA, ADEMÁS

DEBE TENERSE CLARO QUE EL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN DE UNA

CUENCA NO ES CONSTANTE, DEPENDE COMO LO INDICA LOS AUTORES

MERCO Y REYES (1992), DE LA INTENSIDAD DE LA LLUVIA, AUNQUE

MUY LIGERAMENTE.

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

(71)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(72)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

(73)

PENDIENTE DE LA CUENCA

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

EXISTEN DIVERSOS CRITERIOS PARA CALCULAR LA PENDIENTE DE UNA

CUENCA, DEPENDIENDO DEL USO POSTERIOR QUE SE LE VAYA A DAR

AL RESULTADO O BIEN AL

CRITERIO QUE LO REQUIERE.

MÉTODO DE ALVORD:

PARA OBTENER LA ECUACIÓN QUE PROPORCIONA

LA PENDIENTE DE LA CUENCA POR ESTE CRITERIO, SE ANALIZA PRIMERO

LA PENDIENTE EXISTENTE ENTRE CURVAS DE NIVEL. ANALIZANDO LA

FAJA DEFINIDA POR LAS LINEAS MEDIAS QUE PASAN ENTRE LAS CURVAS

DE NIVEL, SE TIENE QUE PARA UNA DE ELLAS LA PENDIENTE DE SU ÁREA

TRIBUTARIA ES

Si = D/Wi

DONDE:

D

ES EL DESNIVEL ENTRE LAS LINEAS MEDIAS, COMO SON LINEAS

INTERMEDIAS ENTRE CURVAS DE NIVEL, SE PUEDE ACEPTAR QUE ES EL

DESNIVEL ENTRE DICHAS CURVAS.

(74)

PENDIENTE DE LA CUENCA

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

SI

a

SE OBTIENE CON LA SIGUIENTE EXPRESIÓN.

W1 =a1/l1

DONDE:

a1

ES EL ÁREA DE LA FAJA.

L1

ES LA LONGITUD DE LA CURVA DE NIVEL.

ENTONCES LA PENDIENTE DE LA CUENCA SERÁ EL PROMEDIO PESADO DE LA

PENDIENTE DE CADA FAJA EN RELACIÓN CON SU ÁREA; ASÍ , CONSIDERENDO N

FAJAS.

S = Dl1/a1 * a1/A +Dl2/a2*a2/A+ …+ Dln/an * an/A

ORDENANDO,

S=D/A (l1+l2+…+ ln)

POR LO QUE

Sc = Dl/A

DONDE

A

ÁREA DE LA CUENCA EN KM2.

D

DESNIVEL CONSTANTE ENTRE CURVAS DE NIVEL, EN KM.

L

LONGITUD TOTAL DE LAS CURVAS DE NIVEL DENTRO DE LA CUENCA, EN KM.

Sc

PENDIENTE DE LA CUENCA.

(75)

PENDIENTE DE LA CUENCA

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

(76)

PENDIENTE DE LA CUENCA

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

UNA VEZ HECHO LO ANTERIOR, SE MIDE LA LONGITUD DE CADA LÍNEA DE LA

MALLA COMPRENDIDA DENTRO DE LA CUENCA Y SE CUENTAN LAS

INTERSECCIONES Y TANGENCIAS DE CADA LINEA CON LAS CURVAS DE NIVEL. LA

PENDIENTE DE LA CUENCA EN CADA DIRECCIÓN DE LA MALLA SE CALCULA

COMO

Sx =NxD/Lx Y Sy = Ny D/Ly

D

DESNIVEL CONSTANTE ENTRE CURVAS DE NIVEL.

Lx

LONGITUD TOTAL DE LAS LINEAS DE LA MALLA EN LA DIRECCIÓN

X,

COMPRENDIDAS DENTRO DE LA CUENCA.

Ly

LONGITUD TOTAL DE LA LÍNEAS DE LA MALLA EN LA DIRECCIÓN y,

COMPRENDIDAS DENTRO DE LA CUENCA.

Nx

NÚMERO TOTAL DE INTERSECCIONES Y TANGENCIAS DE LAS LINEAS DE LA

MALLA EN LA DIRECCIPON x, CON LAS CURVAS DE NIVEL.

Ny

NÚMERO TOTAL DE INTERSECCIONES Y TANGENCIAS DE LAS LINEAS DE LA

MALLA EN LA DIRECCIÓN y, CON LAS CURVAS DE NIVEL.

Sx

PENDIENTE DE LA CUENCA EN LA DIRECCIÓN X

Sy

PENDIENTE DE LA CUENCA EN LA DIRECCIÓNY

(77)

PENDIENTE DE LA CUENCA

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

FINALMENTE, HORTON CONSIDERA QUE LA PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA

PUEDE DETERMINARSE COMO

Sc =N D sec

/L

DONDE

L= Lx+Ly

N= Nx +Ny

ES EL ÁNGULO ENTRE LAS LÍNEAS DE LA MALLA Y LAS CURVAS DE NIVEL.

(78)

LA FORMA DE LA CUENCA ES LA CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA DE LA CUENCA

TAL

COMO

ESTÁ

PROYECTADA

SOBRE

EL

PLANO

HORIZONTAL,

TRADICIONALMENTE SE PENSABA QUE ERA DE GRAN IMPORTANCIA Y QUE

PODIA

INCIDIR

SENSIBLEMENTE

EN

EL

TIEMPO

DE

RESPUESTA

DE

LA

CUENCA, ES DECIR, AL TIEMPO DE RECORRIDO DE LAS AGUAS A TRAVÉS DE

LA RED DE DRENAJE , POR CONSIGUIENTE, A LA FORMA DEL HIDROGRAMA

RESULTANTE DE UNA LLUVIA DADA. EN LA ACTUALIDAD NO SE DA TANTA

IMPORTANCIA A LA FORMA DE LA CUENCA. PARA DETERMINAR LA FORMA DE

LA CUENCA SE UTILIZAN

VARIOS ÍNDICES ASOCIADOS A LA RELACIÓN

ÁREA-PERÍMETRO

LOS

MÁS

COMUNES

SON.

FORMA DE UNA CUENCA

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

(79)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(80)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

(81)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

(82)

UNIDAD 2

PARÁMETROS FÍSICOS DE UNA CUENCA

PARAMETROS DE FORMA

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