Cuenca Rio Puyango Tumbes

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2017

FACULTAD: INGENIERIA CIVIL

CURSO: HIDRAULICA URBANA II

INGENIERO: MIGUEL RAMOS LEGUA

ALUMNOS:

QUINTEROS GELDRES LUIS A.

ANTEZANA CABALLERO CLAUDIA E.

TORRRES MACHADO LUIS A.

ESPINO FERREYRA JHEISFFER F.

Universida

Universidad d Nacional

Nacional

San Luis Gonzaga

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DEDICATORIA

El presente trabajo es dedicado a nuestros padres El presente trabajo es dedicado a nuestros padres y familia, que con su apoyo incondicional hacen y familia, que con su apoyo incondicional hacen posible que sigamos este camino en nuestra vida posible que sigamos este camino en nuestra vida universitaria, a Dios que nos guía en cada paso que universitaria, a Dios que nos guía en cada paso que

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Facultad de Ingeniería Civil

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ÍNDICE DEL CONTENIDO

PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN I.

I. MEMORIA DESCRIPTIVAMEMORIA DESCRIPTIVA 1.

1. UBICACIÓN.UBICACIÓN. 2.

2. CARACTERÍSTICACARACTERÍSTICAS E S E HIDROLOGÍA.HIDROLOGÍA. II.

II. MARCO TEÓRICOMARCO TEÓRICO 1.

1. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO.DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO. 2.

2. DEFINICIÓN DE TÉRMINO.DEFINICIÓN DE TÉRMINO. III.

III. CARACTERISTICACARACTERISTICAS S GEOMORFOLOGICGEOMORFOLOGICASAS 1.

1. DELIMITACIÓN DE LA CUENCA.DELIMITACIÓN DE LA CUENCA. 2.

2. ÁREA DE LA CUENCA.ÁREA DE LA CUENCA. 3.

3. PERÍMETRO DE LA CUENCA.PERÍMETRO DE LA CUENCA. 4.

4. PENDIENTE DE LA CUENCA.PENDIENTE DE LA CUENCA. 5.

5. PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL DE LA PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL DE LA CUENCA.CUENCA. 6.

6. GRAFICA DE LA CURVA HIPSOMETRICA DE LA CUENCAGRAFICA DE LA CURVA HIPSOMETRICA DE LA CUENCA Y DETERMINACIÓN DEL VALOR DE LA ALTITUD MEDIA Y DETERMINACIÓN DEL VALOR DE LA ALTITUD MEDIA (m.s.n.m.)

(m.s.n.m.) 7.

7. ORDEN DE LAS CORRIENTES DE LA CUENCA.ORDEN DE LAS CORRIENTES DE LA CUENCA. 8.

8. LONGITUD DE DRENAJE.LONGITUD DE DRENAJE. 9.

9. DENSIDAD DE DRENAJE.DENSIDAD DE DRENAJE.

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IV. CÁLCULOS HIDROLÓGICOS 1. ÁREA DE LA CUENCA.

2. PERÍMETRO DE LA CEUNCA. 3. PENDIENTE DE LA CUENCA.

4. PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL DE LA CUENCA. 5. GRAFICA DE LA CURVA HIPSOMÉTRICA DE LA CUENCA

Y DETERMINACIÓN DEL VALOR DE LA ALTITUD MEDIA (m.s.n.m.)

6. ORDEN DE LAS CORRIENTES DE LA CUENCA. V. CONCLUSIONES.

VI. RECOMENDACIONES. VII. BIBLIOGRAFÍA.

VIII. ANEXOS.

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PRESENTACIÓN

El presente trabajo se desarrolla en cinco títulos, cada uno tan importante como el otro que nos ayuda a comprender los parámetros de una Cuenca.

En este informe se recopilo datos de distintas fuentes acopiando lo más resaltante, ya que es muy probable que haya distorsiones, ya que entender con precisión y claridad los trabajos a veces es tedioso, pero con nuestros conocimientos aprendidos en aula y las practicas diarias que tenemos podemos comprender las terminologías que se presentan, para así tener más conocimientos sobre el tema de CUENCAS y a futuro nos sirve para

desempeñarnos como buenos ingenieros hidráulicos del Perú.

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INTRODUCCION

Las características físicas de una cuenca son elementos que tienen una gran importancia en el comportamiento hidrológico de la misma. Dichas características físicas se clasifican en dos tipos según su impacto en el drenaje: las que condicionan el volumen de escurrimiento como el área y el tipo de suelo de la cuenca, y las que condicionan la velocidad de respuesta como el orden de corriente, la pendiente, la sección transversal, etc.

El Perú presenta desigualdades naturales importantes en cuanto a la distribución de la oferta de agua según zonas territoriales. Sus recursos hídricos están distribuidos en tres grandes vertientes: Pacífico, Amazonas y Lago Titicaca. La vertiente del Pacífico, caracterizada por su aridez es la más crítica del Perú ya que dispone de sólo 1,8% de los recursos hídricos y en contraposición concentra el 70% de la población del país que produce 80,4% del PBI del país (Expediente para la creación del Consejo de Recursos Hídricos de la Cuenca Tumbes, marzo 2012). En los últimos dos decenios, se ha expresado una preocupación creciente por el aumento cada vez mayor de la demanda de este limitado recurso, en los diversos sectores socioeconómicos.

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ANTECEDENTES

El siguiente proyecto contempla determinar las características del sistema hidrográfico del Rio Tumbes, contempla hallar su área, perímetro, pendiente, y toda la red de drenaje por los métodos realizados en clase de hidráulica urbana II.

Para lo cual se tuvo que adquirir la carta nacional, para poder tener datos más precisos de la cuenca ah estudiar.

UBICACIÓN

La cuenca del río Tumbes está ubicada en la parte norte del Perú, políticamente pertenece al departamento Tumbes y su cobertura espacial se extiende entre las coordenadas –80º 07’ y – 80º 40’’ de longitud oeste; –3º 24’’ y –4º 15’’ de latitud sur. La cuenca del río Tumbes es binacional,

la parte peruana abarca 1 893,3 km2

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POLÍTICA

La cuenca hidrográfica del río Puyango-Tumbes es una cuenca binacional, debido a que el territorio se ubica en las provincias de El Oro y Loja en la República del Ecuador y en el departamento de Tumbes en la República del Perú (ANA, 2013). El río Puyango-Tumbes nace a una altitud de 3 500 msnm en la confluencia del río Pindo con el río Yaguachi en Ecuador. 100 km más adelante, el río Puyango-Tumbes recibe a la quebrada Cazaderos para formar el río Tumbes en territorio peruano. La longitud total de la red hidrográfica principal del río Puyango Tumbes es de aproximadamente 950 km, de los cuales 230 km discurren en territorio peruano.

GEOGRÁFIA

Se encuentra ubicada en el departamento de Tumbes, entre las siguientes coordenadas: Geográficamente, el área de la cuenca se halla entre las coordenadas 9.530.000 –

9.615.000 N y 536.000 – 680.000 E (Puño, 2010) expresado en datum WGS84. Limita al

norte con el océano Pacífico, al este con la cuenca Zarumilla y el Ecuador, al sur con Ecuador y al oeste con la cuenca Bocapán. (ANA, 2013)

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EXTENSIÓN Y LÍMITES

Nace en las cordilleras de Zaruma (Ecuador, por las afluencias de los ríos Amarillo y Calera, su ingreso al Perú lo hace a una longitud de aproximadamente 130 Km. los ecuatorianos lo llaman ríopuyango. Desde el límiteinternacional hasta su desembocadura en el océano pacífico, mide 80 Km.

El río Tumbes, uno de los mayores de la costa peruana, nace en los contrafuertes andinos del Ecuador, en las sierras de Zaruma, con un recorrido total de 180 km. y en territorio peruano de 130 km. Su cuenca colectora tiene un área estimada de 5,656 kilómetro

cuadrados, de los cuales 1,885 km2 aproximadamente se encuentran en territorio peruano.

INFORMACIÓN CLIMÁTICA

En esta zona se tienen inventariadas 8 estaciones meteorológicas (precipitación y temperatura).

El clima de la cuenca del rio tumbes es semitropical, correspondiente a una zona de transición entre el régimen del clima húmedo ecuatorial y el desértico de la costa peruana, las lluvias son estacionales y están distribuidas irregularmente, haciéndola así la zona más cálida de la costa peruana con mayores precipitaciones y vegetación más vigorosa.

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INFORMACIÓN GEOLÓGICA Y DE SUELOS : *Morfología y fisiografía de la cuenca

El relieve topográfico de la cuenca es bastante accidentado, y la pendiente muy elevada en su zona alta (zona ecuatoriana). Más abajo las pendientes disminuyen. La pendiente media de toda la cuenca es 0,73 % y la del río varía entre 0,7 % en la parte alta y aproximadamente 0,15% en la parte baja. La estratigrafía de la región está caracterizada por mostrar formaciones de rocas sedimentarias, metafórmicas e ígneas. También hay materiales aluviales terciarios y cuaternarios, estos últimos consisten en gravas, arenas, limos y arcillas y se encuentran esparcidos en la planicie costera y también en el interior, a lo largo de los valles principales

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*Sistema hidrográfico y cuenca

El río Puyango-Tumbes nace a una altitud de 3 500 msnm en los páramos de Chilla y Cerro Negro, zona de Portovelo, donde recibe el nombre de rio Pindo. En su cabecera está formado por numerosas quebradas que discurren principalmente desde la cordillera de Chilla y Cerro Negro en Ecuador. A partir de su confluencia con el río Yaguachi cambia de nombre a río Puyango. 100 km más adelante, el río Puyango recibe a la

quebrada Cazaderos para formar el río Tumbes. La cuenca alta del río Puyango-Tumbes tiene cuatro tributarios principales: ríos Calera, Moro Moro y Amarrillo por la margen derecha y los ríos Yaguachi y Ambocas y quebrada Cazaderos por la margen izquierda. En territorio Peruano los afluentes son, por su margen derecha las Quebradas las Peñas, Angostura, Guanábano y Garzas y, por su margen izquierda las quebradas Colorado, Cristales. La Jardinera, Vaquería, Higuerón y Ucumares, siendo la fuente más

importante en la época de avenidas la Quebrada de Cazaderos. La longitud total de la red hidrográfica principal del rio Puyango Tumbes es de aproximadamente 950 km, de los cuales 230 km discurren en territorio peruano. La longitud total de los cursos

alcanza los 8340 km aproximadamente. Su extensión media de escurrimiento es de 0,14 km y su densidad de drenaje es de 1,81 Km/Km2.

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MARCO TEORICO

I. DEFINICION DE

TERMINOS.-CUENCA.-Área de la superficie terrestre drenada por un único sistema fluvial. Sus límites están formados por las divisorias de aguas que la separan de zonas adyacentes pertenecientes a otras cuencas fluviales. El tamaño y forma de una cuenca viene determinado generalmente por las condiciones geológicas del terreno. El patrón y densidad de las corrientes y ríos que drenan este territorio no sólo dependen de su estructura geológica, sino también del relieve de la superficie terrestre, el clima, el tipo de suelo, la vegetación y, cada vez en mayor medida, de las repercusiones de la acción humana en el medio ambiente de la cuenca.

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II. CARACTERISTICAS

GEOMORFOLOGICAS.-Las características geomorfológicas de una cuenca constituyen un acápite importante dentro del estudio hidrológico; puesto que nos dan una idea clara de las propiedades particulares de la cuenca de estudio.

Estas propiedades o parámetros nos facilitaran el empleo de métodos y fórmulas hidrológicas.

1. DEFINICIÓN:

Se define la cuenca como una zona o área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación, se unen para formar un solo curso de agua. Cada curso de agua

tiene una cuenca bien definida, para cada punto de su recorrido.

La zona del terreno drenada por el dren recibe el nombre de cuenca, la misma que puede ser:

 Cuenca Topográfica  Cuenca Hidrográfica

De lo anterior se desprende que una cuenca está rodeada de otras cuencas y por consiguiente es básico delimitarlas correctamente para evaluar el volumen de agua por cada una de ellas.

La cuenca topográfica se delimitara por la línea divisoria de las aguas, la misma que puede trazarse en un plano a curvas de nivel, uniendo los puntos de máximas alturas

que separan dos cuencas adyacentes.

En general, las cuencas topográficas e hidrográficas no coinciden porque en algunos casos el agua recorrida en una cuenca aparece en otra cuenca debido a procesos de

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La cuenca hidrográfica o de drenaje de un cauce está delimitada por el contorno en cuyo interior el agua es recogida y concentrada en la entrega al dren mayor.

Este concepto también puede referirse a un punto cualesquiera del dren antes de la entrega, y es muy usado en los estudios hidrológicos.

Estudiar el recurso hídrico de una cuenca en un punto dado cualesquiera, incluyendo el de entrega a otro dren, es un problema complejo que requiere el conocimiento de muchas características de la cuenca, algunas de las cuales son difíciles de expresar mediante parámetros o índices que son muy útiles en el estudio de una cuenca y de permitir aun una comparación con otras cuencas mediante el establecimiento de

condiciones de analogía.

En el presente desarrollo indicaremos algunos de estos parámetros o índices, a los que llamaremos“Características fisiográficas de una cuenca” , así como también la

manera de determinarlos.

Las características principales de una cuenca son:

 Forma  Área  Perímetro  Pendiente  Relieve  Altitud  Red de drenaje  Orientación

A lo que es necesario asociar las características del cauce principal como son su longitud y su pendiente.

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Con la finalidad de evitar clasificaciones hasta ciertos puntos arbitrarios y engorrosos, expondremos este tema tratando ya sea la propia característica o un parámetro que la defina.

El estudio de cuenca impone la necesidad de usar cartas y mapas, los mismos que se encuentran a varias escalas, pero solo como criterio de utilización de acuerdo a las áreas, se puede tener en consideración el siguiente cuadro

AREA DE LA CUENCA (km2₎ ESCALA RECOMENDABLE A < 100 1/25000 100 < A <1000 1/50000 1000 < A < 10000 1/200000 A > 10000 1/500000

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2. DELIMITACION DE LA CUENCA:

Es la etapa de inicio en la cual se definió el área de influencia en la que se desarrolló el trabajo.

La delimitación de la cuenca se efectuó con la ayuda de planos topográficos (cartas nacionales) siguiendo las líneas divisorias de las aguas o línea de altas cumbres; teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:

 La línea divisoria debe cortar ortogonalmente a las curvas de nivel del

terreno; cuando la divisoria va disminuyendo de altitud, debe cortar al curva de nivel en su parte cóncava.

 Cuando la divisoria ve aumentando su altitud debe cortar a la curva en su

parte convexa

 Verificar que la divisoria no debe contar con ningún cauce de agua, hasta

el punto que queremos estudiar la cuenca

 Identificar los cursos de agua hacia donde tributa cada curso d agua., ya que se puede tomar cursos que pertenecen a otra cuenca.

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Para delimitar una cuenca se requiere lo siguiente:

 Hoja de Carta Nacional que contenga la cuenca requerida (en este caso

de la región Tumbes)

 Conocimientos de Topografía.

PROCEDIMIENTO:

Colocamos un papel transparente sobre la carta nacional para poder trazar la línea de delimitación de la cuenca.

Empezamos a delimitar la cuenca teniendo en cuenta los ríos que alimentaran el cauce principal, lleguen o no hasta el mismo cauce, ya que en algunos casos aunque no lleguen estos alimentaran el cauce por filtración, nos ayudaremos de las curvas de nivel para poder observar si los ríos fluyen o no hacia el cauce. La línea de delimitación que trazaremos unirá los puntos más altos según lo indiquen las curvas de nivel, manteniendo el criterio que el agua que cae en ellos estaría en la disyuntiva de escurrir en la cuenca y llegar al dren o bien dirigirse hacia la cuenca vecina, según se muestra en la figura que aparece a continuación.

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Para el presente trabajo se delimito una cuenca ubicada en la provincia de Tumbes.

3. AREA DE LA CUENCA:

Una cuenca tienes su superficie perfectamente definida por su contorno y viene a ser el área drenada comprendida desde la línea de división de las aguas, hasta el punto convenido (estación de foro, desembocaduras, etc.). Teniendo en cuenta que el drenaje se realiza por un sistema de cauces superficiales de agua que confluyen en uno principal que es el más extenso y por lo general le da el nombre a la cuenca, subcuenca, micro cuenca, dependiendo de la unidad hidrográfica en estudio.

El área de la cuenca tiene importancia porque:

a. Sirve de base para la determinación de otros elementos (parámetros, coeficientes, relaciones, etc.);

b. Por lo general los caudales de escurrimiento crecen a medida que aumenta la superficie de la cuenca;

c. El crecimiento del área actúa como un factor de compensación de modo que es más común detectar crecientes instantáneas y de respuesta inmediata en cuencas pequeñas que en las grandes cuencas.

Siguiendo el criterio de investigadores como Ven Te Chow, se pueden definir como Cuencas Pequeñas aquellas con áreas menores a 250 km2, mientras que las que poseen áreas mayores a los 2500 km2, se clasifican dentro de las Cuencas Grandes.

La medición de la superficie de la cuenca se puede llevar a cabo mediante la utilización de un planímetro o, a través de la digitalización planimétrica en un sistema de diseño gráfico asistido por computadora (CAD, mientras que el perímetro puede ser obtenido con la ayuda de Un curvímetro o también a través de sistemas CAD.

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 EL PLANÍMETRO:

El planímetro es un instrumento que se utiliza para medir áreas sobre mapas. Consta de un brazo trazador, ajustable, que esta en relación con la escala del mapa. Un extremo del brazo se halla unido a otro, denominado brazo polar, en el otro extremo posee una mirilla o un punzón trazador con el que se recorre el perímetro del área que se ha de medir, en el sentido de las manecillas del reloj. Cuando se emplea la tabla de constantes que trae el planeamiento, se gradúa el brazo trazador colocándolo en la posición correspondiente a la escala del mapa, se recorre el perímetro del área con el punzón y se lee el valor de la superficie del terreno en el disco graduado del instrumento.

Él área se calcula según la ecuación: A = K. L Dónde:

A = área (m2)

K = constante del planímetro según escala del mapa (m2)

L = lecturas del promedio con el planímetro, de la figura cuya área se desea conocer (adimensional).

Si bien el planímetro han sido utilizados habitualmente en épocas pasadas, hoy en día gracias a los sistemas CAD y/o SIG (sistemas de información geográfica), los cómputos de superficie y perímetro de un área cualquiera se resuelven inmediatamente, una vez que la cuenca ha sido digitalizada bajo un sistema de georreferenciación adecuado.

Uno de los sistemas CAD más difundidos es el AutoCAD.

Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el cálculo del área de la cuenca no se puede realizar por fórmulas geométricas. Sin embargo, existen diferentes métodos para su cálculo.

 Uso de la balanza analítica.  Uso del planímetro.

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3.1. USO DE LA BALANZA ANALÍTICA

El proceso para el cálculo es como sigue:

1. Dibujar la cuenca sobre una cartulina que tenga una densidad uniforme, cuya área a calcular es Ac.

2. Dibujar con la misma escala, una figura geométrica conocida (cuadrado, rectángulo, etc.) cuya área que se puede calcular geométricamente, es Af .

3. Recortar y pesar por separado las figuras.

Obteniendo el peso

W

c de la cuenca, y

W

f peso de la figura

4. Aplicar la regla de tres:

A

f

————

W

f

A

c

————

W

c

De donde, se tiene:





=





 







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Dónde:

A

c = Área de la cuenca a calcular

A

f = Área de la figura calculada geométricamente

W

c = Peso de la cuenca

W

f = Peso de la figura

3.2. USO DEL PLANÍMETRO

El planímetro es un instrumento integrador, por medio del cual se puede determinar el área de una figura de forma irregular.

Para esto, basta con recorrer el perímetro de dicha figura, mediante una lupa de que está dotado el planímetro; el movimiento de la lupa es transmitido a un tambor graduado, siendo el área de la figura proporcional al número de revoluciones del tambor, expresadas en unidades de vernier.

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ELEMENTOS DEL PLANÍMETRO

Los elementos del planímetro son:

1. Trazador , el cual consta de una lupa, sirve para recorrer el

perímetro de la figura del cual se desea calcular su área.

2. Brazo trazador , une el cuerpo del planímetro con el trazador, puede ser fijo o móvil.

3. Cuerpo, es donde se realizan las lecturas, consta de un disco, un rodillo giratorio y un vernier.

4. Brazo polar , une el cuerpo del planímetro con el polo, puede ser fijo o móvil.

5. Polo, es un apoyo fijo, alrededor del cual se realizan los giros

cuando se realiza la lectura.

Cuando se efectúan las lecturas con el planímetro, se debe tener las siguientes precauciones:

1. Por recomendación de los fabricantes el ángulo “α” que se forma entre los brazos

trazador y polar, debe estar entre 30° y 120°, es decir: Si esto no es posible puede:

 Cambiar la posición del polo

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 Dividir la superficie en área más pequeña y calcular esta en forma

separada

2. Cuando se recorre el perímetro de la figura el polo se debe desplazar en sentido horario.

3. Evitar que la superficie donde se desplaza el cuerpo del planímetro sea lisa, para que el rodillo ruede y no se deslice sin marcar.

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LECTURAS EN UN PLANIMETRO

Las lecturas en un planímetro se expresan en unidades de vernier (UV) y consta de 4 dígitos, como se indica:

Lectura en disco (1) Lectura en rodillo (2) Lectura en rodillo (3) Lectura en Vernier (4) 1. Lectura en el disco , se toma el valor que esta antes de la marca, en el caso de la

siguiente figura, el primer digito de la lectura es 6.

2. Lectura en el rodillo, se toma el valor que esta antes de la marca, pero corresponde a las divisiones mayores. En la siguiente figura el segundo digito de la lectura es 4.

3. Lectura del rodillo, se toma el valor que esta antes de la marca, pero corresponde a las divisiones menores. E n la figura anterior el tercer digito de la lectura es 3.

4. Lectura en el vernier,se toma el valor en la escala del Vernier, que este en línea recta, con la escala de las divisiones menores del rodillo. En la figura anterior el cuarto digito de la lectura es 2.

Por lo tanto la lectura para un planímetro que tenga lectura en disco, rodillo y vernier es6432.

En el mercado se pueden conseguir también planímetros digitales como el que se muestra en la figura.

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PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR EL AREA DE UNA CUENCA USANDO UN PLANIMETRO

1. Colocar el trazador, en un punto cualquiera del perímetro de la figura a calcular su área.

2. Leer en el cuerpo del planímetro las unidades de vernier iniciales

(UVi)

3. Desplazar el trazador por el perímetro de la figura, siguiendo el sentido horario, hasta llegar al punto de inicio

4. Leer en el cuerpo del planímetro las unidades de vernier finales (UVi)

5. Calcular las unidades de vernier correspondiente al área a calcular UV

6. Repetir el proceso unas tres veces, y calcular para cada una de ellas las unidades de vernier (UV1, UV2, UV3), verificar que estos tres valores sean parecidos; si uno de los valores de las unidades del vernier, es muy diferente a los otros, se puede descartar. Si todos fueran diferentes el planímetro puede estar descalibrado.

7. Calcular las unidades de vernier (UVc) que corresponde a la cuenca

8. Dibujar una figura conocida, por ejemplo en rectángulo, calcular sus unidades de vernier UVf , siguiendo el proceso indicado y por

procedimiento geométrico calcular su área final.

UV = UV

f –

UV

i





=



+ 

_



+ 



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9. Aplicar la regla de tres:

Af ———— UVf

Ac ———— UVc

Luego: Dónde:

Ac = Área de la cuenca a calcular

Af = Área de la figura calculada geométricamente

UVc = Unidades de vernier de la cuenca

UVf = Unidades de vernier de la figura

4. PERÍMETRO DE LA CUENCA:

El perímetro de la cuenca, está dado por la longitud del contorno del área de la cuenca y sus unidades se expresan en km. Al igual que el área de la cuenca su medición, se hace sobre las cartas nacionales

y se puede efectuar con un curvímetro.

Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el cálculo del perímetro de una cuenca no se puede realizar por formulas

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Sin embargo existen los siguientes métodos para su cálculo:

*Uso de hilo (pabilo) *Uso del curvímetro.

*USO DE HILO O PABILO.

El proceso del cálculo es como sigue:

1. Con un pabilo se bordea el perímetro de la cuenca, y se obtiene Lc (longitud

de la cuenca medida en una regla), el cual corresponde al perímetro de la cuenca Pc.

2. Con la misma escala con que esta dibujada la cuenca, se dibuja una línea de dimensiones conocidas y se obtiene su longitud Ll (Medida con la regla), el

cual tiene un perímetro Pl.

3. Aplicar la regla de tres. 4.

P

c

————

L

c

P

l

————

L

l

Luego:

Dónde:

Pc = Perímetro de la cuenca a calcular

Pl = Perímetro de la línea conocida

Lc = Longitud de la cuenca medida con el pabilo.





=



 

_

_



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*USO DEL CURVÍMETRO

El curvímetro es un instrumento que consta de una rueda móvil, y que permite medir longitudes de forma muy irregular, como son perímetro de una cuenca, longitud de cauce de un rio, sus tributarios y longitud de las curvas de nivel.

Estos aparatos cuentan con una punta giratoria que se desliza por un camino del mapa, por ejemplo, normalmente indican la distancia en centímetros, por lo que solo se debe multiplicar el dígito del curvímetro por un número en función de la escala. El uso del curvímetro para el cálculo del perímetro es muy similar al del pabilo, en vez de bordear el perímetro con un hilo o pabilo, lo hacemos con el

curvímetro, la ecuación para su cálculo es: Dónde:

Pc = Perímetro de la cuenca a calcular

Pl = Perímetro de la línea conocida

Lc = Longitud de la cuenca medida con el curvímetro.

Ll = Longitud de la línea de la línea medida con el curvímetro.





=



 



_



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5. CURVAS, ELEMENTOS Y CARACTERISTICAS DE LA TOPOGRAFIA DE

LA CUENCA.

a) CURVA HIPSOMETRICA:

Es la curva que puesta en coordenadas rectangulares, representa la relación entre la altitud y la superficie de la cuenca que queda sobre esa altitud.

La curva hipsométrica de la cuenca da en la superficie de la cuenca que se encuentra por encima de las cotas de altura fijadas en ordenas.

La curva hipsométrica es convexa pendientosa, lo cual significa que representa problemas de erosión, debido al escurrimiento de las aguas será rápido, sobre

todo en la parte alta y media de la cuenca.

Para construir la curva hipsométrica, se utiliza un mapa con curvas de nivel, el proceso es como sigue:

 Se marcan subareas de la cuenca siguiendo las curvas de nivel, por

ejemplo de 600 en 600m.

 Con el planímetro, balanza analítica o autocad se determinan las áreas

parciales de estos contornos.

 Se determinan las áreas acumuladas, de las porciones de la cuenca.

 Se determina el área acumulada que queda sobre cada altitud del contorno.

 Plotear las altitudes vs. Las correspondientes áreas acumuladas que

quedan sobre esas altitudes.

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Admitiendo que la cuenca se comporta de un modo análogo a un rectángulo que tuviera la misma área y perímetro.

Como el rectángulo equivalente trata de expresar el comportamiento hidrológico de una cuenca de un modo análogo a un rectángulo, me va a permitir calcular la pendiente media de la cuenca.

En este rectángulo, las curvas a nivel vienen dados por rectas paralelas al lado menor.

Para obtener los lados del rectángulo equivalente de la cuenca de estudio, se ha empleado formulas empíricas, que parten del perímetro y del área de la cuenca, así tenemos:

DONDE:

L= lado del rectángulo equivalente P= Perímetro de la cuenca

A=A rea de la cuenca

c) INDICE DE COMPACIDAD (INDICE DE GRAVELIOUS)

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También denominado coeficiente de compacidad o de graveilius definida como la relación entre el perímetro de cuenca y el perímetro de un círculo de área equivalente. ……….. (2.2) ……….. (2.3) ……….. (2.4) Sustituyendo (2.4) en (2.3) se tiene: ……….….… (2.5)

=

_{      }

   

= 

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= ට = ξ 

=. ξ 

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El índice de compacidad trata de expresar la influencia del perímetro y el área de una cuenca en la escorrentía, particularmente de las características del hidrograma. Si K = 1, la cuenca será de forma circular; por lo general para cuencas alargadas se espera que K > 1. 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.

d) INDICE O FACTOR DE UNA CUENCA (F)

Expresa la relación, entre el ancho promedio de la cuenca y su longitud, es decir:

Suponiendo la cuenca de forma rectangular:

Si una Cuenca tiene un F mayor que otra (tal es el caso de F 2 en la figura),

existe mayor posibilidad de tener una tormenta intense simultánea, sobre toda la extensión de la cuenca.

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= 

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(36)

6. PENDIENTE DE LA CUENCA

Con frecuencia nos basta con medir la pendiente media del cauce principal, pero en ocasiones necesitamos calcular la pendiente media de toda la superficie de la cuenca. Si estamos trabajando con un programa de SIG, como ArcView, y el programa dispone de un Modelo Digital del Terreno (mapa digital, con la cota de cada punto), entonces el cálculo de la pendiente media es inmediato.

La pendiente tiene relación importante y complejo con la infiltracion, la escorrentía superficial, la humedad del suelo, y la contribución del agua subterránea. Es uno de los factores que controla el tiempo de escurremiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje, y tiene una importancia directa en relación a la magintud de las crecidas.

Existen diversos criterios para evaluar la pendiente de una cuenca, entre las que se puede citar:

a. Criterio de Horton

b. Criterio de Nash

c. Criterio de Alvord

d. Criterio del Rectángulo Equivalente

7. ORDEN DE LA CUENCA

El orden de las corrientes es una clasificación que proporciona el grado de bifurcación de la Cuenca. Para hacer esa clasificación se requiere un plano de la Cuenca que incluya tanto corrientes perennes como intermitentes. El procedimiento más común para esta clasificación es considerar como corriente de orden 1, aquellas que no tienen ningún tributario; de orden 2 a las que solo tienen tributario de orden 1; de orden 3, aquellas corrientes con 2 o más tributarios de orden 2, etc.Así, el orden

Hidráulica Urbana

(37)

CRITERIO HORTON

En una copia del plano de delimitación de la cuenca que contiene curvas de nivel se procede de la siguiente manera.

a) Siguiendo la orientación del dren principal se traza un reticulado de acuerdo al siguiente criterio:

 Si la cuenca tiene una área igual o menor a 250 Km2, es necesario formar un

reticulado de por lo menos 4 cuadrados por lado

 Si la cuenca tiene un área mayor de 250 km2, es necesario aumentar el número

de cuadrados del reticulado para mejorar la precisión del cálculo.

b) Se asocia, el reticulado así formando, un sistema de ejes rectangulares X e Y acotándose cada eje correspondiéndole una coordenada a cada línea de reticulado c) A continuación se mide la longitud de cada línea del reticulado en las direcciones

X e Y, contándose además el número de intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel de desnivel constante en las direcciones X e Y.

Hidráulica Urbana

(38)

d)

d) Se evalúa las pendientes de la Se evalúa las pendientes de la cuenca en las direcciones X e cuenca en las direcciones X e Y según las siguientesY según las siguientes formulas:

formulas:

En las que: En las que:

SSxx = pendiente de la cuenca en la dirección X = pendiente de la cuenca en la dirección X

SSyy = pendiente de la cuenca en la dirección Y = pendiente de la cuenca en la dirección Y

N

Nxx = Número total de intersecciones y tangencias de la línea del reticulado = Número total de intersecciones y tangencias de la línea del reticulado

con las curvas de nivel en la dirección X. con las curvas de nivel en la dirección X. N

Nyy = Número total de intersecciones y tangencias de la línea del reticulado = Número total de intersecciones y tangencias de la línea del reticulado

con las curvas de nivel en la dirección Y. con las curvas de nivel en la dirección Y. D = Desnivel constante entre curvas de nivel D = Desnivel constante entre curvas de nivel L

Lxx = Longitud total de la línea del reticulado comprendidas dentro de la = Longitud total de la línea del reticulado comprendidas dentro de la

cuenca en la dirección X cuenca en la dirección X L

Lyy = Longitud total de la línea del reticulado comprendidas dentro de la = Longitud total de la línea del reticulado comprendidas dentro de la

cuenca en la dirección Y cuenca en la dirección Y e)

e) Se determina el ángulo θ entre las líSe determina el ángulo θ entre las líneas del reticulado y las curvas de nivel neas del reticulado y las curvas de nivel parapara aplicar la ecuación de Horton y obtener la pendiente media

aplicar la ecuación de Horton y obtener la pendiente media “S” de la“S” de la cuenca:cuenca:

En la que: En la que:

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Facultad de Ingeniería Civil





=



_



.

_







=



_



.

_



(39)

La determinación de la Sec θ de cada intersección es muy laboriosa por lo que La determinación de la Sec θ de cada intersección es muy laboriosa por lo que

el mismo Horton sugiere tomar un valor promedio de 1,57. Cuando se requiere el mismo Horton sugiere tomar un valor promedio de 1,57. Cuando se requiere comparar cuencas es práctica

comparar cuencas es práctica usual no considerar el valor de la Sec usual no considerar el valor de la Sec θ, o tambiénθ, o también

considerar como pendiente de la cuenca el promedio aritmético o

considerar como pendiente de la cuenca el promedio aritmético o geométrico degeométrico de las pendientes S

las pendientes Sxx y S y Syy..

El número de las intersecciones y tangencias así como las l

El número de las intersecciones y tangencias así como las longitudes de las líneasongitudes de las líneas del reticulado pueden presentarse como se indica en el

del reticulado pueden presentarse como se indica en el recuadro siguiente:recuadro siguiente:

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(40)

CRITERIO DE NASH

En una copia del plano de delimitación de la cuenca que contiene curvas de nivel se En una copia del plano de delimitación de la cuenca que contiene curvas de nivel se procede de

procede de la siguiente forma:la siguiente forma: a)

a) Siguiendo la orientación del dren principal se traza un reticulado de tal forma que seSiguiendo la orientación del dren principal se traza un reticulado de tal forma que se obtenga 100 intersecciones dentro de la cuenca

obtenga 100 intersecciones dentro de la cuenca b)

b) Se asocia a este reticulado un sistema de ejes rectangulares X e YSe asocia a este reticulado un sistema de ejes rectangulares X e Y c)

c) A cada intersección se le asigna un número y se le anota la coordenada (X,Y)A cada intersección se le asigna un número y se le anota la coordenada (X,Y) correspondientes.

correspondientes. d)

d) En cada intersección se mide la distancia mínima entre las curvas de nivel, según seEn cada intersección se mide la distancia mínima entre las curvas de nivel, según se indica en la figura siguiente.

indica en la figura siguiente.

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Facultad de Ingeniería Civil

(41)

e) Se calcula la pendiente de cada intersección dividiendo el desnivel entre dos curvas de nivel y la mínima distancia medida.

f) Se calcula la medida de las pendientes de las intersecciones y este valor, según Nash se puede considerar como la pendiente de la cuenca

g) Cuando una intersección se ubica entre dos curvas de nivel de la misma cota la pendiente se considera nula y esta intersección no se toma en cuenta para el cálculo de

la media.

Los datos así obtenidos pueden ordenarse según el cuadro siguiente para facilitar los cálculos:

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(42)

Según este cuadro la pendiente de la cuenca de acuerdo al criterio de Nash será:

Los datos obtenidos pueden analizarse estadísticamente considerando las pendientes calculadags en cada intersección a fin de trazar una grafica de distribución de frecuencias y objetivizar mejor la variación de las pendientes de la cuenca.

Para ello se escoje un intervalo de clase de pendientes por ejemplo 0.010 y se considera que todas las pendientes son valores comprendidos entre 0.345 y 0.3549, pueden tomarse como 0.3500; aquellas entre 0.3550 y 0.3649 como 0.3600, y asi sucesivamente anotándose las veces en que se cumple cada intervalo.

La precisión de los resultados de este análisis estadístico dependerá, como es lógico, del valor del intervalo de clase seleccionado.





= σ

(−)

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(43)

Los cálculos pueden ordenarse con la ayuda del cuadro que se muestra acontinuacion Si los valores de la columna los llevamos a la escala logarítmica de un papel semilogaritmico los valoers de las columna (5) a la escala aritmética (que corresponderá al porcentaje de area con mayor o igual pendiente), obtenemos la distribución de frecuencias de las pendientes de la cuenca en estudio.

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(44)

CRITERIO DE ALVORD

La obtención de la pendiente de la cuenca está basada en la obtención previa de las pendientes existentes entre las curvas de nivel.

Para ello se toman tres curvas de nivel consecutivas (en línea llena en la figura) se trazan las líneas medias (en línea discontinua) entre estas curvas, delimitándose para cada curva de nivel un área de influencia (que aparece achurado en la figura) cuyo valor es a1 el ancho media b1, de esta área de influencia puede calcularse como.

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(45)

En que I1 es la long de la curva de nivel correspondiente entre los límites de la cuenca.

La pendiente del área de influencia de esta curva de nivel estará dada por:

En la que D es el desnivel constante entre curvas de nivel.

Se procede de la misma forma para todas las curvas de nivel comprendidas dentro de la cuenca y el promedio pesado de todas pendientes dará, según Alvord, la pendiente Sc de la cuenca. Luego obtendremos:





=





= 

_

= .



_







= .

_

_



_{. + .}

.



_

_



_{. + ……+ .}

.



_

_



_.

.



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

_



(46)

De donde se obtiene:

A = Área de la cuenca

D = desnivel constante entre curvas de nivel

L = longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca Sc = pendiente de la cuenca

CRITERIO DEL RECTANGULO EQUIVALENTE

Para aplicar este criterio en la determinación de la pendiente de una cuenca es necesario definir previamente dos parámetros importantes que son:

a) Coeficiente de compacidad K c

b) Rectángulo equivalente

Es el rectángulo que tiene la misma área y el mismo perímetro de la

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



= .(



+ 

_



…+ 



)





= . 

(47)

K c de Gravelious así como también iguales parámetros de distribuciones

de alturas, igual curva hipsométrica, etc.

Se deberá tener, considerando L y l, las dimensiones del rectángulo equivalente: De donde se obtiene:

= .

= (+)= 



ξ 





− .



ξ + =

= 



ξ .

቎+ඨ −

_−

_

቏

Hidráulica Urbana

(48)

8. PENDIENTE GENERAL DEL CURSO PRINCIPAL

El conocimiento de la pendiente general del cauce principal de una cuenca resulta ser también un parámetro importante en el estudio del comportamiento del recurso hídrico como por ejemplo para el tránsito de una avenida o en la determinación de las características optimas de una aprovechamiento hidroeléctrico, o en la solución de problemas de estabilización de cauces, de manera que su determinación es necesaria.

En general la pendiente de un tramo de un rio se puede considerar como el cociente que resulta de dividir el desnivel de los extremos del tramo, entre la longitud horizontal de dicho tramo.

Un cauce natural presenta un perfil longitudinal del eje conformado por una serie ilimitada de tramos, dependiendo estos de los diferentes tipos de conformaciones geológicas del lecho, de manera que a continuación expondremos algunos métodos

Hidráulica Urbana

(49)

a) PENDIENTE DE UN TRAMO.

Sea por ejemplo un tramo de cauce cuyo perfil longitudinal se conoce, y cuyos

extremos A y B tengan una diferencia de nivel Δh y estén separados entre sí por una

distancia horizontal CB = 1. La pendiente SAB del tramo AB estará dada por:

La pendiente así calculada será más real en cuanto el tramo AB sea lo más uniforme en otras palabras, que en AB no existan rupturas de pendiente.

b) PENDIENTE DE UN TRAMO CON RUPTURA DE PENDIENTES.

Para este caso utilizaremos el método del Área compensada.

MÉTODO DEL AREA COMPENSADA

Consideremos un tramo de cauce cuyo perfil longitudinal presenta varias pendientes según ABCD como se muestra en la figura:





= ∆

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(50)

Un criterio consiste en considerar que la pendiente del tramo AD, es la pendiente de la línea punteada AD que se apoya en el extremo inferior D de modo tal que las áreas achurada a y b sean iguales.

c) METODO DE TAYLOR Y SCHWARZ

Este método considera que un río está formado por “N” tramos de i gual longitud y

cada uno de ellos con pendiente uniforme. Taylor y Schwarz recomiendan utilizar la siguiente ecuación:

9. RED DE DRENAJE

Es el conjunto de cursos de agua que van a coincidir las aguas precipitadas de una determinada cuenca hacia el punto, mas bajo o también llamado punto de control. Toda red de drenaje queda definida por los siguientes parámetros:

 Cantidad de cursos de agua

 Longitud total de los cursos de agua

 Orden del rio principal de la cuenca.

1. Cantidad de cursos de agua.- Esta dado por el número total de cursos de agua que conforman la red hidrográfica.

2. Longitud total de los cursos de agua.- Viene a ser la distancia total de recorrido de

los diferentes cursos de gua que forman parte de una red hidrográfica. La distancia

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(51)

3. Grado de ramificación y orden de los ríos.- Para determinar el grado de ramificación

de un curso de agua se considera el numero e bifurcaciones que tienen sus tributarios, asignándole un orden a cada uno de ellos en forma creciente dese el inicio e la divisoria hasta llegar al curso principal de manera que el orden atribuido a esta, indique en forma directa el grado de ramificación de la red de drenaje.

La red de drenaje de una cuenca, se refiere a las trayectorias o al arreglo que guardan entre sí, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella. Es otra característica importante en el estudio de una cuenca, ya que manifiesta la eficiencia del sistema de drenaje en el escurrimiento resultante, es decir la rapidez con que desaloja la cantidad de agua que recibe. La forma de drenaje, proporciona también indicios de las condiciones del suelo y de la superficie de la cuenca.

Las características de una red de drenaje, puede describirse principalmente de acuerdo con:

 El orden de las corriente  Longitud de drenaje  Densidad de drenaje. 

10.ORDEN DE LA CORRIENTE

Antes de hablar del orden de las corrientes, conviene ver si clasificación. Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual está relacionado con las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca.

Así, una corriente puede ser efímera, intermitente o perenne.

 Una corriente efí mera, es aquella que solo lleva agua cuando llueve e

inmediatamente después.

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(52)

 Una corriente intermitente, lleva agua la mayor parte del tiempo, pero

principalmente en época de lluvia; soporte cesa cuando el nivel freático desciende por debajo del fondo del cauce

 La corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, ya que aun en épocas de

sequía es abastecida continuamente, pues el nivel freático siempre permanece por arriba del fondo del cauce.

El orden de las corrientes es una clasificación que proporcional el grado de bifurcación dentro de la cuenca. Para hacer esta clasificación se requiere de un plano de la cuenca que incluya tanto corriente perennes como intermitentes el procedimiento más común para esta clasificación es considerar como corrientes de orden 1, aquellas que no tienen ningún tributario; de orden 2 a las que solo tiene tributario de orden 1; de orden aquellas corrientes con 2 o más tributarios de orden 2, etc.

Así el orden de la principal, indicara la extensión de la red de corrientes dentro de la cuenca.

Hidráulica Urbana

(53)

11.LONGITUD DE LOS TRIBUTARIOS

La longitud de los tributarios es una indicación de la pendiente de la cuenca, así como el grado de drenaje. Las áreas escarpadas y bien drenadas como usualmente tiene numerosos tributarios pequeños, mientras que en regiones planas donde los suelos son profundos y permeables se tiene tributarios largos, que generalmente son corrientes perennes.

La longitud de los tributarios se incrementa como una función de su orden. Este arreglo es también aproximadamente una ley de progresión geométrica. La relación es válida para corrientes individuales.

La medición de las corrientes, se realiza dividiendo la corriente en una serie de segmentos lineales, trazados lo más próximo posible a la trayectoria de los cauces de las corrientes.

12.DENSIDAD DE DRENAJE

Esta característica proporciona una información más real que la anterior, ya que se expresa como la longitud de las corrientes por unidad de área, es decir:

Dónde:

Dd = densidad de drenaje

L = longitud total de las corriente perennes o intermitentes (Km.) A = Área total de la cuenca (Km2)

La densidad de drenaje es un parámetro que indica la posible naturaleza de los suelos, que se encuentran en la cuenca. También da una idea sobre el grado de cobertura que existe en la cuenca. Valores altos, representan zonas con poca cobertura vegetal, suelos fácilmente erosionables o impermeables. Por el contrario valores bajos indican

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(54)

13.ALTITUD MEDIA DE LA CUENCA

La altitud media de la cuenca es aquella altitud para la cual el 50% del área de la cuenca está situado por encima de esta altitud y el 50% está situado debajo de ella. Esta altitud media se puede determinar mediante un cuadro adicional o mediante el grafico de la curva hipsométrica elaborado en base a un polígono de frecuencias.

La función hipsométrica es una forma conveniente y objetiva de describir la relación entre la propiedad altimétrica de la cuenca en un plano y su elevación

También han sido asociadas con las edades de los ríos de las respectivas cuencas, figura.

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(55)

Hidráulica Urbana

(56)

1. AREA DE LA CUENCA

a) MÉTODO DE LA BALANZA

ANALÍTICA.-Para hacer este método necesitamos una figura conocida para así poder hacer las comparaciones a escala. Para nuestro caso usaremos un cuadrado de lado 10 cm y su medida a escala 1/100000 es 100 km.

Dónde:

Ac= área de la cuenca a calcular

Af= área de la figura calculada geométricamente Wc= peso en cartulina de la cuenca

Wf= peso en cartulina de la figura Af= 100 km2 Wc= 31 gr Wf= 2 .84gr





=





_



_







=

.

Ac=1091.55km2

Hidráulica Urbana

(57)

b) CALCULO DEL AREA EN

AUTOCAD.-Se procedió a dibujar la cuenca en Autocad y se obtuvo un área de 1083.8369 Km2.

2. PERIMETRO DE LA CUENCA a) USO DEL

HILO.-Este cálculo del perímetro se puede hacer de la siguiente forma: Se bordea el límite de la cuenca con un hilo, luego se mide con una regla graduada (escalimetro) obteniendo así el perímetro de la cuenca:

Al igual como hallamos la cuenca, nuestra figura conocida para poder comparar será un cuadrado de 10 cm de lado.

Pc= perímetro de la cuenca

P1= perímetro de la figura conocida, Lc= longitud medida con la regla

L1= longitud medida con la regla de la figura conocida.

P1= 261 m

Lc= 100 m

L1= m

3. PENDIENTE DE LA CUENCA a) METODO DE

HORTON.-Determinación de la pendiente de la cuenca del río Tumbes. Desnivel Constante entre curvas de nivel: 500 m.





=







_







=



Pc= 1044 km

Hidráulica Urbana

(58)

Tabla de resumen del Método de Horton METODO HORTON LINEA DE RETICUL DO INTERSECCION Y TANGENTES LONGITUD DE LINEA DE RECTA DETERMINACION DE LAS PENDIENTES POR

RETICULADO Nx Ny Lx Ly Sx(%) Sy(%) PROMEDIO (% 0 0 0 0 0 22.6388 48.9121 35.77545212 1 6 1 8.437 3.159 2 5 4 15.33 7.02 3 10 4 18.085 7.722 4 6 8 15.332 17.47

Hidráulica Urbana

(59)

Determinando la pendiente promedio de la cuenca: Luego: 7 7 26 8.262 46.065 8 3 20 7.954 39.398 9 7 16 16.759 22.563 10 18 6 31.667 16.409 11 17 7 37.525 12.265 12 11 8 42.699 13.453 13 16 6 43.883 14.474 14 7 7 19.359 17.439 15 10 7 20.198 14.259 16 13 6 19.824 8.537 17 0 6 0 8.814 18 0 2 0 9.24 19 0 2 0 3.386 Σ ₁₄₈ _{163 326.873 334.143} Σtotal= ₃₁₁ _334.143 Sx = Nx. D / Lx Sx=148*0.5/326.873 Sy = Ny. D / Ly Sx=0.226 Sy=163*0.5/334.143 Sy=0.489 S promedio = (0.226+0.489)

S promedio = 0.3577 = 29.77%

Hidráulica Urbana

(60)

b) METODO DE

NASH.-INTERSECCION COORDENADAS PENDIENTE (%)

X Y 1 1 1 1.29 2 2 1 10.58 3 2 2 1.36 4 3 2 3.78 5 3 3 1.46 6 4 2 5.4 7 4 3 3.05 8 4 4 2.74 9 4 5 9.6 10 4 15 3.51 11 4 16 3.2 12 5 3 3 13 5 4 2.08 14 5 5 3.56 15 5 6 2.17 16 5 7 0 17 5 13 120.75 18 5 15 2.69 19 5 16 3.4 20 6 3 3.64 21 6 4 3.62 22 6 5 258.4 23 6 6 347.94 24 6 7 57.21

Hidráulica Urbana

(61)

27 6 10 3.61 28 6 11 1.06 29 6 12 28.05 30 6 13 3.6 31 6 14 5.34 32 6 15 135.51 33 6 16 1067.25 34 7 3 131.7 35 7 4 1.5 36 7 5 167.37 37 7 6 0 38 7 7 7.18 39 7 8 22.48 40 7 9 3.31 41 7 10 44.62 42 7 11 25.79 43 7 12 4.6 44 7 13 1.81 45 7 14 87.52 46 7 15 0 47 7 16 146.34 48 8 2 1.76 49 8 3 3.16 50 8 4 3.3 51 8 8 18.57 52 8 9 72.37 53 8 10 1.32 54 8 11 2.02 55 8 12 1.48 56 8 13 4.29 57 8 14 1.97 58 8 15 4.48 59 8 16 0

Hidráulica Urbana

(62)

61 9 11 1.68 62 9 12 2.54 63 9 13 1.5 64 9 14 40.06 65 9 15 85.52 66 9 16 3.27 67 10 10 1.06 68 10 11 2.41 69 10 12 37.17 70 10 13 9.06 71 10 14 1.7 72 11 10 2.59 73 11 11 36.66 74 11 12 1.78 75 11 13 2.81 76 12 10 1.1 77 12 11 2.17 78 12 12 2.46 79 12 13 4.11 80 13 9 1.84 81 13 10 1.43 82 13 11 348.52 83 13 12 2.35 84 13 13 1.87 85 14 9 22.96 86 14 10 7.58 87 14 11 2.07 88 14 12 18.35 89 14 13 4.06 90 15 10 2.28 91 15 11 5.05

Hidráulica Urbana

(63)

95 16 12 3.34 96 16 13 4.16 97 17 11 2.93 98 17 12 0 99 17 13 3.14 100 18 12 3.15 101 18 13 3.12 102 18 14 2.54 103 19 12 2.61 c) METODO DE

ALVORD.-CÁLCULOS PARA EL MÉTODO DE ELVORD

curva de cota (msnm) longitud (KM) 50 25.369 100 70.095 200 91.964 300 111.262 400 89.38 500 100.996 600 224.403 700 0.758

∑=

714.227

PARA ELLO UTILIZAMOS LA SIGUIENTE FORMULA:





=   

SC = pendiente de la cuenca.

D = desnivel entre líneas medias, aceptado como desnivel entre curvas (equidistancia).

L= longitud total de las curvas dentro de la cuenca. A = área de la cuenca.





= 0.500   714.227 

777.5502 2

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(64)

d) METODO DEL RECTANGULO EQUIVALENTE.-a) Coeficiente de compacidad:

Área de la cuenca: 1083.8369 Km2 Perímetro de la cuenca: 232.305 Km Cálculo de coeficiente de compacidad:





= 0.2821 

_ξ 

Calculando el radio: A = 1083.8369 Km2

=



R = 18.5741 Km Área del Círculo:





= 0.2821(232.305)

_{ξ 1083.8369}





= 1.9906

b) Rectángulo Equivalente:

Determinando las dimensiones del rectángulo “L” y “l”. Calculo de la longitud mayor “L”:

=ξ 

_{1.1284(1+ඨ 1−൬1.1284}

_{ ൰}



)

=1.9906ξ 1083.836918



)

Hidráulica Urbana

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



=0.4593

(65)

Calculo de la longitud menor “

=

ඨ 1−൬1.1284

_{ ൰}



)

=1.9906

ඨ 1−൬1.1284

_1.9906൰



)

Determinando la pendiente

= 

= 900

_105.9212

S = 0.0085 S = 0.85% 4. PENDIENTE DEL CAUCE

a) PENDIENTE UNIFORME

Este método considera la pendiente del cauce como la relación entre el desnivel que hay entre los extremos del cauce y la proyección horizontal de su longitud.

=∆

Dónde:

S: Pendiente

H: Diferencia de la cotas entre los extremos del cauce, en Km. L: Longitud del cauce, en Km.

De los gráficos tenemos:

∆=200−50=150 

= 0.15 Km

=49486.16=49.49 

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

”

ξ 

1.1284(1−

ξ 1083.836918

_{1.1284 (1−}



= 10.2325 km

(66)

=0.30 %

5. RED DE DRENAJE

a) Número de orden de la cuenca (O).

El número de orden de una cuenca es una clasificación que nos proporciona el grado de dentro de la cuenca.

Esta clasificación se realiza en un plano de la cuenca donde se incluya corrientes perennes como intermitentes.

La sub-cuenca es de cuarto orden (N=4); indica un drenaje más eficiente que desaloja rápidamente el agua

CALCULOS PARA HALLAR LOS PARAMETROS SIGUIENTES:

ORDEN LONGITUD DE RIOS N° DE RIOS 1 450 km 143 2 150 km 79 3 43 km 20 4 40 km 37 5 56 km 14 Total 739 km 293 Área de la cuenca = 1083.8369 km2 Longitud de drenaje

Hidráulica Urbana

Facultad de Ingeniería Civil

=

_{.}

.

_{=3.0310−3}

(67)

L d = 739 Km.

Hidráulica Urbana

(68)

Densidad de corrientes





=







Dónde:

Nc: ES El número de cursos naturales. A: área de la cuenca.





=







=



1083.8369

= 0.27

VALORES ALTOS, CUENCAS BIEN DRENADAS

Hidráulica Urbana

(69)

Densidad de drenaje

Se encuentra con la relación de la longitud total de los cursos de agua de la cuenca y su área total.

Característica Densidad Alta Densidad Baja Observaciones

Resistencia a la

erosión Fácilmenteerosionable Resistente

Asociado a la

formación de los cauces

Permeabilidad Poco permeable Muy permeable Nivel de infiltración y_escorrentía Topografía Pendientes fuertes Llanura

Tendencia al encharcamiento y tiempos de concentración

D



=



Dónde:

L : longitud total de las corrientes perennes o intermitentes A : área total de la cuenca

D



=



=



1083.8369

=0.68 km/km2

Cuencas de drenaje pobre:





alrededor de 0.5 km/km2 Cuencas bien drenadas:





alrededor de 3.5 km/km2

Podría decirse que de acuerdo con el valor indicado, que el relieve del Rio tumbes favorece una alta retención del agua.

Hidráulica Urbana

(70)

LA ALTURA MEDIA U ORDENADA MEDIA (HM)

Resulta de la sumatoria del producto de la semisuma de dos cotas, por el área

comprendida entre las dos cotas divididas entre el área total de las cuencas, en forma sucesiva.

La altura media correspondiente al rio tumbes es de 500 m.

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(71)

CONCLUSIONES

 El trabajo que realizamos nos ayuda a conocer los parámetros geomorfológicos de

la cuenca así como también las condiciones hidrológicas que se presentan en el medio ambiente.

 El método del que hemos utilizado para hallar el área de la cuenca resulta muy práctico para tener una idea acerca de su respectiva área, así nosotros tener una idea acerca del tamaño del proyecto que se pudiese realizar en el lugar. Pero no es un método exacto debido a los errores humanos que se puede cometer durante el desarrollo del método.

 El método del hilo para poder hallar el perímetro es un método práctico para poder saber y tener una idea acerca del perímetro de la cuenca pero no es un método exacto acerca de los errores humanos que se pudiese cometer al realizar la manipulación del hilo.

 Es muy importante hallar la pendiente de la cuenca y para ello el método más recomendable fue el de NASH, ya que comprende más cuadriculas y es más laborioso.

 El conocimiento de la pendiente del cauce principal de una cuenca, es un

parámetro importante en el estudio del comportamiento del recurso hídrico, como por ejemplo para la determinación de las características óptimas para su

aprovechamiento hidráulico, en relación a problemas de inundación.

 Entre más alto es el orden de la cuenca, indica un drenaje más eficiente que desalojara rápidamente el agua. Para la densidad de drenaje, usualmente toma valores entre 0.5 Km./km2 para el caso de drenaje pobre hasta .3.5 km./km2 para el caso excepcional de bien drenadas. Se pude delimitar adecuadamente la cuenca del rio Tumbes, haciendo uso de las cartas geográficas de dicha zona .Y con esta información procesada se pudo realizar convenientemente el análisis de geomorfológico de esta cuenca.

Hidráulica Urbana

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RECOMENDACIONES

 Se debe tener cuidado al hacer el dibujo de la cuenca a escala, a la cartulina para

así poder ser más exacto en el método, al igual tener precaución al realizar los recortes de la cartulina.

 Se debe tener cuidado al momento de bordear con el hilo la cuenca debido a que

no tiene una forma regular y así poder medir hacer la medición correctamente.

 Siempre recomendable tener una buen visión al momento de aplicar los métodos para hablar la pendiente ya que si fallaríamos en ese aspecto no coincidiríamos en

el resultado final.

 Para el cálculo de la pendiente del cauce de una cuenca, es recomendable el uso del programa AutoCAD u otros para dibujar el perfil longitudinal, este programa a la vez nos permite hallar áreas, pendientes y trabajar con escalas, obteniendo resultados con precisión.

 En cuanto al método de compensación de áreas, tomar el punto final de la cuenca

y trazar una pendiente, tratando de que las áreas sean iguales en magnitud, para esto requerirá algo de paciencia. En el método de Taylor mientras más tramos tomamos, más preciso será el resultado.

Hidráulica Urbana

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BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca

http://www.senamhi.gob.pe/sig.php?p=023

http://www.condesan.org/portal/novedades/analizando-las-

cuencas-hidrograficas-que-proveen-de-agua-lima-peru-para-mejorar-su-calidad-de-agua-y

Hidráulica Urbana

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Hidráulica Urbana

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Bordeando el plano de la cuenca con un hilo

Hidráulica Urbana

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Pesando figura conocida

Pesando cuenca dibujada en cartulina

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