chalaco 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA

GEOLÓGICA

PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LA SUBCUENCA

CATUDEN-MAGDALENA

CURSO

MECANICA DE ROCAS

DOCENTE

Ing. Montoya

PRESENTADO POR

CONTRERAS CHAVEZ, Engler.

ROJAS URRUTIA, Cluber.

RUIZ SANCHEZ, Heiner.

SOSA QUINTANA, Cristhian.

Cajamarca-Perú

2015

RESUMEN

INDICE

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA

Escuela Academico Profesional de Ingenieria Geologica

INTRODUCCION

La Microcuenca es una unidad territorial natural hidrológica y

geofísica, por tal posee cualidades particulares; una de estas, las

características geomorfológicas, recaen directamente en su

comportamiento hidrológico, el conocimiento sistemático de estos

parámetros, y la incorporación de estos en modelos hidrológicos, son

de gran importancia para el diagnóstico de la situación real de tal

unidad natural, así poder entender mejor y representar su

comportamiento para prever sucesos adversos, que en su mayoría se

ven intensificados por la inadecuada intervención antrópica en el

sistema y quebrantando así el perfecto equilibrio dinámico de la

misma.

Mecanismos para el mantenimiento y recuperación de estas unidades

son avalados por documentos técnico-científicos que analizan estas

condiciones, por tal el conocimiento de estas permitirá desarrollarlos y

proponer soluciones para el adecuado balance de la intervención

humana.

MECANICA DE ROCAS

2



OBJETIVOS

GENERAL:

þ Determinar y reconocer los parámetros geomorfológicos de la

Microcuenca Catuden.

ESPECIFICOS:

þ Hallar el área, áreas parciales y el perímetro del terreno comprendido de

la Microcuenca.

þ Analizar las características y el comportamiento de la red hídrica en la

Microcuenca.

þ Determinar las áreas parciales y analizar el comportamiento hídrico de

Microcuencas dentro de la Microcuenca.

MECANICA DE ROCAS

3



DEFINICIONES

PARÁMETROS GEOMORFOLOGICOS DE LA MICROCUENCA CATUDEN -

MAGDALENA

Las características fisiográficas de la microcuenca pueden ser explicadas a partir

de ciertos parámetros o constantes que se obtienen del procesamiento de la

información cartográfica y conocimiento de la topografía de la zona de estudio.

La microcuenca como unidad dinámica natural es un sistema hidrológico en el

que se reflejan acciones recíprocas entre parámetros y variables. Las variables

pueden clasificarse en variables o acciones externas, conocidas como entradas

y salidas al sistema, tales como: precipitación, escorrentía directa, evaporación,

infiltración, transpiración; y variables de estado, tales como: contenido de

humedad del suelo, salinidad, cobertura vegetal, entre otros. Los parámetros en

cambio permanecen constantes en el tiempo y permiten explicar las

características fisiomorfometricas de la cuenca.

En general, las variables del sistema hidrológico cambian de tormenta a

tormenta, en contraste con los parámetros que permanecen invariables. En

hidrología superficial existe una relación muy estrecha entre parámetros y

variables, relaciones que son muy bien aprovechadas para solucionar problemas

cuando se carece de información hidrológica en la zona de estudio.

PARÁMETROS BÁSICOS

ÁREA (A): Está definida por el espacio delimitado por la curva del

perímetro (P). Esta línea la trazamos a partir de una fotointerpretación y

en función a las curvas de nivel y a un punto de aforo.

LONGITUD DE CAUCE PRINCIPAL (L): Distancia equivalente que

recorre el río principal entre el punto de descarga aguas abajo y el punto

situado a mayor distancia topográfica aguas arriba.

PERÍMETRO (P): Representa la forma de la microcuenca, perímetros de

mayor valor corresponden a cuencas alargadas mientras que las de

menor lo hacen para cuencas redondeadas.

MECANICA DE ROCAS

4



DESNIVEL ALTITUDINAL (DA): Diferencia entre la cota más alta de la

Microcuenca y la más baja (DA = HM – Hm); está relacionada con la

variabilidad climática y ecológica puesto que si la cuenca presenta gran

cantidad de pisos altitudinales entonces albergará más ecosistemas y en

conclusión existirán variaciones en la precipitación y temperatura.

PARÁMETROS DE DRENAJE

GRADO DE RAMIFICACIONES: Corresponde al orden de corrientes que

representa la bifurcación dentro de la Microcuenca. R.E. Horton clasificó

el orden de corrientes asignando el orden 1 a las más pequeñas, es decir,

aquellas que no están ramificadas; el orden 2 a las corrientes que sólo

tienen ramificaciones o tributarios de primer orden, de orden 3 aquellas

con dos o más tributarios de orden 2 o menor, etc. Es así que el orden de

la corriente principal será un indicador de la magnitud de la ramificación y

de la extensión de la red de drenaje dentro de la microcuenca.

DENSIDAD DE DRENAJE (Dd): Se define como la longitud total de los

cauces dentro de la microcuenca, divida entre el área total de drenaje. Por

lo común se encuentran bajas densidades de drenaje en regiones de

rocas resistentes o de suelos muy permeables con vegetación densa y

donde el relieve es débil; en cambio se obtienen altas densidades de

drenaje en áreas de rocas débiles o de suelos impermeables, vegetación

escasa y relieve montañoso.

Imagen 1: Densidad de drenaje

MECANICA DE ROCAS

5



EXTENSIÓN MEDIA DE ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL: Se realiza en

función a la superficie total de la microcuenca y el largo total de los cursos

de agua.

FRECUENCIA DE RÍOS: El número de segmentos de corrientes por

unidad de área. M.A. Melton analizó en detalle la relación entre la

densidad de drenaje (Dd) y la frecuencia de corrientes (Fr) y encontró que

ambas medidas son medidas de la magnitud de la red de drenaje, pero

cada una trata aspectos diferentes.

Imagen 1 : Contraste entre frecuencia de corrientes y densidad de drenaje

PARÁMETROS DE FORMA

COEFICIENTE DE GRAVELIUS (Kc): Conocido como Coeficiente de

Compacidad, relaciona el perímetro de la microcuenca en estudio con el

perímetro de una microcuenca teórica circular de igual área; es así que

estima la relación entre el ancho promedio del área de captación y la

longitud de la microcuenca.

La razón para usar la relación del área equivalente a la ocupada por un

círculo es porque una microcuenca circular tiene mayores probabilidades

de producir avenidas superiores dad su simetría.

Kc = Coeficiente de Gravelius

P = Perímetro de la Microcuenca en Km

MECANICA DE ROCAS

6



A = Superficie de la Microcuenca en Km2

FACTOR DE FORMA (Ff): Esta ecuación muestra que las cuencas no

son similares en forma. A medida que el área aumenta, su relación A/L2

disminuye, lo cual indica una tendencia al alargamiento en cuencas

grandes. Cabe mencionar que la forma de la microcuenca afecta a los

hidrogramas de caudales máximos.

ANCHO PROMEDIO (Ap): Relación, entre el área (A) y la longitud de la

Microcuenca (L).

PARÁMETROS DE RELIEVE

Son de gran importancia porque tienen más influencia sobre la respuesta

hidrológica que su forma, es así que podemos decir que a mayor relieve la

generación de escorrentía se produce en lapsos de tiempos menores.

ALTITUD MEDIA DE LA MICROCUENCA: Tiene influencia en el régimen

hidrológico, ya que la tiene sobre las precipitaciones que alimentan el

ciclo hidrológico. Se basa en la curva hipsométrica, que consiste en

cuantificar el “volumen” bajo ésta y dividirlo entre el área de la

microcuenca.

PENDIENTE MEDIA DE LA SUBCUENCA: Según M. Roche, es el valor

medio de las pendientes que se deduce del rectángulo equivalente según

la expresión:

Ip = Índice de pendiente, adimensional

L = Longitud del lado mayor del rectángulo equivalente, en

kilómetros

n = Número de curvas de nivel existentes en el rectángulo

equivalente, incluido los extremos (lados menores)

MECANICA DE ROCAS

7



Fracción de la superficie total de la Microcuenca

comprendida entre las cotas

Cotas de las n curvas de nivel consideradas, ao en la

elevación de la salida de la Microcuenca y an será la cota de

su punto más alto.

POLÍGONO DE FRECUENCIA DE ALTITUDES: A partir de la curva de

altitudes podemos obtener las áreas parciales entre las curvas a nivel y

así calcular el área de los polígonos parciales en porcentajes.

CURVA HIPSOMÉTRICA: Nos es necesaria dicha curva, puesto que el

relieve tiene más influencia en la respuesta hidrológica que la misma

forma de la cuenca, además que nos permite calcular la elevación media

de la cuenca.

Imagen 2 :Análisis Hipsométrico

PARÁMETRO DEL RECTÁNGULO EQUIVALENTE:

Proporciona la transformación geométrica de la Microcuenca real en una

superficie rectangular de lados L y I del mismo perímetro de tal forma que las

curvas de nivel se convierten en rectas paralelas a los lados menores del

rectángulo (I).

MECANICA DE ROCAS

8



PARÁMETRO DECLIVIDAD DE LOS CURSOS DE AGUA

PENDIENTE MEDIA DEL RIO: Se relaciona con las características

hidráulicas del escurrimiento, en particular con la velocidad de

propagación de las ondas de avenida y con la capacidad para el

transporte de sedimentos.

PERFIL LONGITUDINAL DE LA MICROCUENCA: El perfil se obtiene

llevando a una gráfica los valores de sus recorridos horizontales

(abscisas) contra sus cambios de elevaciones respectivas (ordenadas)

PARÁMETRO DEL COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD

COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD: Será medido como el número de

cursos de drenaje de primer orden entre el área total de la microcuenca.

PARÁMETRO DEL COEFICIENTE DE MASIVIDAD

COEFICIENTE DE MASIVIDAD: Es la relación entre la Altitud media de la

microcuenca y el área total de la microcuenca.

MECANICA DE ROCAS

9



ASPECTOS GENERALES DE LA MICROCUENCA CATUDEN - MAGDALENA

Esta unidad hidrológica drena sus aguas al río Jequetepeque el cual drena sus

aguas hata el océano Pacifico.

UBICACIÓN

La Microcuenca catuden - magdalena se ubica en el norte peruano dentro de

los departamentos de Cajamarca y la libertad.

Imagen N° 01: ubicación de la Microcuenca

MECANICA DE ROCAS

10



CÁLCULOS DE LA MICROCUENCA BÁSICA


MECANICA DE ROCAS

11




MECANICA DE ROCAS

12




PARAMETROS DE ELEVACION DEL TERRENO

MECANICA DE ROCAS

13



MECANICA DE ROCAS

14



MECANICA DE ROCAS

15



MECANICA DE ROCAS

Nº Area

Cota baja Cota alta

m.s.n.m m.s.n.m Si %

Pto mas bajo 1300 0.00 0.00

A - 01 1300 1625 0.84 1.50

A - 02 1625 1925 3.90 6.96

A - 03 1925 2225 8.54 15.24

A - 04 2225 2525 10.25 18.28

A - 05 2525 2825 10.76 19.19

A - 06 2825 3125 9.51 16.97

A - 07 3125 3425 6.81 12.16

A - 08 3425 3725 3.38 6.04

A - 09 3725 4050 2.06 3.67∑ 56.06 100.00

POLIGONO DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

AreasParciales

Elevación Areas Parcial entrecurvas (Km2)

0.001.50

6.96

15.2418.28 19.19

16.9712.16

6.043.67

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

1300 1625 1925 2225 2525 2825 3125 3425 3725 4050

ARE

AS

PARC

IALE

S %

ALTITUD msnm


16



MECANICA DE ROCAS

Nº Area

Cota baja Cota alta

m.s.n.m m.s.n.m (Km2) (Km2) (Km2) (Km2) (Km2)

Pto mas bajo 1300 0.00 0.00 56.06 0.00 100.00

A - 01 1300 1625 0.84 0.84 55.22 1.50 98.50

A - 02 1625 1925 3.90 4.74 51.32 8.46 91.54

A - 03 1925 2225 8.54 13.29 42.77 23.70 76.30

A - 04 2225 2525 10.25 23.53 32.53 41.98 58.02

A - 05 2525 2825 10.76 34.29 21.77 61.17 38.84

A - 06 2825 3125 9.51 43.80 12.26 78.14 21.86

A - 07 3125 3425 6.81 50.62 5.44 90.29 9.71

A - 08 3425 3725 3.38 54.00 2.06 96.33 3.67

A - 09 3725 4050 2.06 56.06 0.00 100.00 0.00∑ 56.06

Áreas bajo la altitud

CURVA HIPSOMETRICA

Elevación Áreas parciales entre curvas

Áreas sobre la altitud

% Área bajo la altitud

% Area sobre la altitud

56.0655.22

51.3242.77

32.5321.77

12.265.442.060.00

0500

100015002000250030003500400045005000

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 220.00

ALT

ITU

D (m

snm

)

Área en Km2 sobre la altitud

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PARAMETROS DEL RECTANGULO EQUIVALENTE

MECANICA DE ROCAS

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MECANICA DE ROCAS

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DECLIVIDAD DE LOS CURSOS DE AGUA

MECANICA DE ROCAS

HM 3,968.32 msnm

Hm 1,300.00 msnm

L 16.62 Km

Ic 0.16 m/Km

Pendiente Media del Río (Ic)

Ic = Pendiente Media del rioL = Longitud del rio mas Largo o Rio principal (Km)HM = Altitud máxima del lecho de rio (m), referido a msnm.Hm = Altitud mínima del lecho de rio (m), referido a msnm.

20



MECANICA DE ROCAS

QDA. PRINCIPAL

LONG. TRAMO li

m m m 3 / 4 S0.5 1 / S0.5 m0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Pto más bajo 0 0.00 0.00 0.00

A - 01 1,300 1,625 325 3,956.91 3,956.91 0.08 0.29 3.49 13,806.81

A - 02 1,625 1,925 300 2,414.75 6,371.66 0.12 0.35 2.84 6,850.90

A - 03 1,925 2,225 300 2,337.33 8,708.99 0.13 0.36 2.79 6,524.09

A - 04 2,225 2,525 300 2,226.03 10,935.03 0.13 0.37 2.72 6,063.69

A - 05 2,525 2,825 300 1,097.23 12,032.26 0.27 0.52 1.91 2,098.39

A - 06 2,825 3,125 300 1,965.44 13,997.70 0.15 0.39 2.56 5,030.71

A - 07 3,125 3,425 300 1,152.51 15,150.21 0.26 0.51 1.96 2,258.95

A - 08 3,425 3,725 300 599.46 15,749.67 0.50 0.71 1.41 847.39

A - 09 3,725 4,050 325 869.94 16,619.61 0.37 0.61 1.64 1,423.28

16,619.61 m44,904.20

L 16,619.61 m Σ ( li * ti )e 0.00 m 0.00 %

Tm 2.70

Tm2 7.29S 0.137

Longitud Qda. Principal (SIG)

RAIZ CUADRADA DE LA

DECLIVIDAD

INVERSA DE 7

ti li * ti (4 * 8)

COTA ALTA msnm

DISTANCIA ACUMULADA

DECLIVIDAD S

Declive Equivalente Constante (S)

Nº AREACOTA BAJA

msnm

Total por Tramos

DIFERENCIA DE ELEVACIONES :

H


Tm = Tiempo Medio de trasladol = Longitud parcial de un tramo del perfil longitudinal entre dos curvas de nivel.t = Reciproco de la raiz cuadrada de cada una de las declividades parciales del perfil longitudinal.L = Longitud mas larga del rio.

21



MECANICA DE ROCAS

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PARAMETROS DEL COEFICIENTE DE TORRENCIALEIDAD


MECANICA DE ROCAS

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ANÁLISIS DE RESULTADOS

PARAMETRO DESCRIPCION MICROCUENCA PERU COD. UNIDAD VALOR

PARAMETROS BASICOS 1 AREA A Km2 56.062 PERIMETRO P Km 40.173 LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL L Km 16.62

4 DESNIVEL ALTITUDINAL DA msnm2668.3

2

PARAMETROS FUNDAMENTALES Parámetros de Drenaje

5 GRADO DE RAMIFICACIONES Oi 1 85 2 23 3 6 4 1 5 0 Número Total de cursos o ríos : NTc 115 Cantid Longitud Total de Ríos : Li Km 93.406 DENSIDAD DE DRENAJE Dd Km/Km2 1.677 EXTENSION MEDIA DE ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL Es Km 0.158 FRECUENCIA DE RIOS Fr Rios/Km2 2.05

Parámetros de Forma 9 ANCHO PROMEDIO DE LA MICROCUENCA Ap Km 0.62

10 FACTOR DE FORMA Ff 0.2011 COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIUS Kc 1.50

Parámetros de Elevación del Terreno o Relieve de la Microcuenca

12 ALTITUD MEDIA DE LA MICROCUENCA Hm msnm2670.5

7

13METODO DEL INDICE DE PENDIENTE DE LA MICROCUENCA O PENDIENTE MEDIA DE LA MICROCUENCA

Ip 0.356

14 POLIGONO DE FRECUENCIA DE ALTITUDES 15 CURVA HIPSOMETRICA

Parámetro del Rectángulo Equivalente 16 PARAMETRO DEL RECTANDULO EQUIVALENTE L Km 16.70 l Km 3.36

Parámetro Declividad de los Cursos de Agua 17 PENDIENTE MEDIA DEL RIO Ic m/Km 0.16

MECANICA DE ROCAS

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18 DECLIVE EQUIVALENTE CONSTANTE S 0.13719 PERFIL LONGITUDINAL DE LA MICROCUENCA

Parámetro del Coeficiente de Torrencialidad 20 COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD Ct

Rios 1er Ord/Km2 1.516

Parámetro del Coeficiente de Masividad 21 COEFICIENTE DE MASIVIDAD Cm m/Km2 47.638

La subcuenca Catuden corresponde al tipo de drenaje detrítico.

Imagen 4: Tipo de drenaje

Los 115 afluentes naturales de la cuenca que indica una energía media en la

cuenca y medianamente drenada. La longitud del cauce principal es de 16.62

Km, teniendo una longitud del cauce largo.

La microcuenca Catuden tiene una red de drenaje de orden 4 (mostrando que

existe un alto control estructural del relieve y erosión) con una área de 56.06

km2 clasificándola como microcuenca.

ORDEN ÁREA CLASIFICACIÓN

≤ 3 < 70 km2 Microcuenca4-5 70-700 km2 Subcuenca>5 >700 km2 Cuenca

Clasificación de Rodriguez R (2014).

Según el factor de forma que es 0.20, es una microcuenca alargada indicando

que no va ser susceptible a crecientes súbitas. El índice o coeficiente de

MECANICA DE ROCAS

25



compacidad de Gravelius es 1.50, indicando que es una microcuenca oval

redonda a oval oblonga, teniendo tendencia concentrar fuertes volúmenes de

agua de escurrimiento. Al ser la microcuenca de forma ovalada, entonces la

escorrentía va recorrer causes secundarios hasta llegar hasta llegar a uno

principal.

Kc CLASES DE FORMA1 – 1.25 Casi redondeada a oval redonda (compacta)1.25 – 1.50 Oval redonda a oval oblonga1.50 –

1.75Oval oblonga a rectangular oblonga

> 1.75 Rectangular oblonga a casi rectangular (alargada)Valores de Índice de Compacidad (Mármol, 2008)

Densidad de drenaje es de 1.67 Km/Km2, siendo bien drenada por las

características físicas del terreno que presenta la microcuenca siendo

moderadamente resiste a la erosión, permeabilidad media, por lo tanto las

precipitaciones generan una respuesta lenta. Además el coeficiente de

torrencialidad del drenaje de primer orden de la microcuenca es de 0.516 por

Km2 lo que indica que el potencial erosivo es moderado.

CARACTERÍSTICAS DE LA CUENCA DENSIDAD DE DRENAJE

Regularmente drenada 0 < Dd < 1.0

Normalmente drenada 1.0 < Dd < 1.5

Bien drenada 1.5 < Dd

La cuenca en función de Dd (Apuntes de Hidrología U.T.P.L,Ingeniería Civil.1996)

La pendiente media de la microcuenca es de 0.356, es muy fuertemente

accidentado. Además la pendiente del cauce más largo es 0.16 es

medianamente accidentado definido por las características geológicas de la

cuenca. El coeficiente masividad de 50.376 m/km2 indica que la microcuenca

está caracterizada por ser muy montañosa.

MECANICA DE ROCAS

26



PENDIENTE MEDIA TERRENO0 % a 3 % Llano 3 % a 7 % Suave

7 % a 12 % Medianamente accidentado12 % a 20 % Accidentado 20 % a 35 % Fuertemente accidentado35 % a 50 % Muy fuertemente accidentado50 % a 75 % Escarpado > 75 Muy escarpado

Clasificación de terrenos según pendiente media.

El perfil longitudinal de la microcuenca va hasta los 4050 msnm.

Perfil longitudinal de la microcuenca Catuden

La curva isométrica que se muestra a continuación indica una microcuenca en

su fase joven característica de una microcuenca en equilibrio, asociada a ríos

jóvenes; con transporte de algunos sedimentos y agua.

MECANICA DE ROCAS

y = 150.3x + 1149.1R² = 0.9096

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00

ALT

ITU

D (

m)

LONGITUD ACUMULADA (Kms)

PERFIL LONGITUDINAL DE LA MICROCUENCA CATUDEN

27



Curva isométrica de la microcuenca Catuden.

Curva isométrica (LLamas, J, 1989.)

La extensión media de escurrimiento superficial indica que la distancia media

que el agua recorre desde su precipitación hasta ser encauzada es 0.15 Km.

En esta subcuenca el 50% de las áreas acumuladas se encuentran a una altitud

media de 2670.57 msnm, siendo una elevación moderadamente alta.

En el análisis de la relación de bifurcación de los órdenes 1 y 2 no son

constantes, mientras que en 3 y 4 son constantes indicando que estas corrientes

son más estables.

RELACIÓN DE BIFURCACIÓN U(Orden)

1 2 3 4 5Un 85 23 6 1 0Rbu 4.67 6 2 2 Relación de bifurcación de la microcuenca.

MECANICA DE ROCAS

0.00 3.96

6.378.71

10.94 12.03

14.0015.15

15.75 16.62

y = 150.3x + 1149.1

0500

10001500200025003000350040004500

-1.00 4.00 9.00 14.00 19.00 24.00 29.00 34.00

Cota

Alt

a m

snm

Perfi l Longitudinal de la Microcuenca Catuden

Longi tud Acumulada

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CÁLCULOS DE LA MICROCUENCA 01



MECANICA DE ROCAS

Nº Area Area (m2) Areas (Km2) Área (m2) Áreas (Km2) Periímetro (m) Perímetro (Km)A - 01 3310 3530 567033.5516 0.57 Total 8,988,201.14 8.99 13,436.07 13.44A - 02 2910 3110 1606595.427 1.61

A - 03 3110 3310 1319593.479 1.32

A - 04 2710 2910 1669160.733 1.67

A - 05 2310 2510 1026844.502 1.03

A - 06 2510 2710 1166409.958 1.17 Nº Areas Área (m2) Áreas (Km2) Periímetro (m) Perímetro (Km)A - 07 2110 2310 1151921.221 1.15

A - 08 1890 2110 480642.2698 0.48

A - 09 0.00 06 8,988,201.14 8.99 13,436.07 13.44

e 0.00 0.00 0.00 0.00

Total 8,988,201.14 8.99

Área Total - (PolÍgono Único en el SIG)

Área Total - (Areas Parciales -SIG)SUMATORIA AREAS PARCIALES

AREA TOTAL DE LA MICR0CUENCA

Areas Parciales (SIG)

Altitud (m.s.n.m)

Li AA 4 x Li

Dd EsLi LiA A

Li 15.60 Km Li 15.60 Km

A 8.99 Km2A 8.99 Km2

Dd 1.74 Km/Km2 Es 0.14 Km

EXTENSION MEDIA DE ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL

Es =

Largo total de cursos de agua (Km)

Superficie de la Microcuenca (Km2)

Densidad de drenaje Extension media de escurrimiento superficial

DENSIDAD DE DRENAJE

Dd =

Largo total de cursos de agua o Drenajes(Km)


29




MECANICA DE ROCAS

NTcA

FrNTc

A

NTc 18.00

A 8.99 Km2

Fr 2.00 Rios/Km2

FRECUENCIA DE RIOS

Fr =

Frecuencia de rios

Numero total de cursos de agua


A Am A/L A

L L L L2

Ap = Ff =

L = A =

A = L =

A 8.99 Km2L 4.47 Km

L 4.47 Km L2 19.98 Km

Ap 0.42 Km A 8.99 Km2

Ff 0.45

longitud del cauce principal (Km)Area de la Microcuenca (Km2)

=

FACTOR DE FORMA

Factor de forma

Area de la Microcuenca (Km2)

ANCHO PROMEDIO DE LA MICROCUENCA

Ap =

Ancho Promedio

Longitud del cauce principal (Km)

Ff = =

P 0.28 x P

2√ Aπ √A

Kc =

P =

A =

P 13.44 Km

A 8.99 Km2

Kc 1.26

Area de la cuenca (Km2)

COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIUS

Kc = =

Coeficiente de compacidad

Perimetro de la Microcuenca (Km)

30



PARÁMETROS DE ELEVACIÓN DEL TERRENO

MECANICA DE ROCAS

∑(hi x Si)A

Hhi

SiA

Nº Area Alt. Media Area Parcial Area Parcial

Cota baja Cota alta Area parcial m2 Km2 (hi x Si)

m.s.n.m m.s.n.m hi (msnm) Si Si

A - 01 3310 3530 3420 567033.5516 0.57 1,939.25

A - 02 2910 3110 3010 1606595.427 1.61 4,835.85

A - 03 3110 3310 3210 1319593.479 1.32 4,235.90

A - 04 2710 2910 2810 1669160.733 1.67 4,690.34

A - 05 2310 2510 2410 1026844.502 1.03 2,474.70

A - 06 2510 2710 2610 1166409.958 1.17 3,044.33

A - 07 2110 2310 2210 1151921.221 1.15 2,545.75

A - 08 1890 2110 2000 480642.2698 0.48 961.28∑ 8,988,201.14 8.99 24,727.40

H 2,751.10 m.s.n.m194.84 Km2

e 185.85 Km2

ALTURA MEDIA

AREA SEGÚN PLANO

ERROR DE AREAS

ALTITUD MEDIA DE LA MICROCUENCA

Elevación

H =

Altitud media de cada area parcial comprendida entre las curvas de nivel.Es tomada con respecto a la desembocadura

Area parcial entre curvas de nivel

Superficie total de la Microcuenca (Km2)

Altitud media de la Microcuenca

31



MECANICA DE ROCAS

L= Lado Mayor del Rectángulo Equivalente : 20.5 KmBi=B1,B2,B3,B4,B5,B6AREA PARCIAL TOTAL 146.177859 Km2RAIZ DE L 4.531 / √ L 0.22

3-2

a n-1 a Si hi hi x Si a - a n-1 Bi *(a -a n-1)/1000 9

1 2 3 4 5 6 8 9 10 11

Pto más bajo 2568A - 01 2568 2700 0.80 2,634 2,106.10 B1 0.01 132.00 0.00 0.03A - 02 2,700 3000 9.61 2,850 27,392.49 B2 0.07 300.00 0.02 0.14A - 03 3,000 3300 25.24 3,150 79,520.02 B3 0.17 300.00 0.05 0.23A - 04 3,300 3600 33.68 3,450 116,203.98 B4 0.23 300.00 0.07 0.26A - 05 3,600 3900 43.16 3,750 161,841.07 B5 0.30 300.00 0.09 0.30A - 06 3,900 4200 33.27 4,050 134,745.09 B6 0.23 300.00 0.07 0.26A - 07 4200 4303 0.41 4,251.50 1,752.03 B7 0.00 103.00 0.00 0.02

Area total 146.18 Km2 523,560.78 Σ = 1.234.53

1 / 0.22

Ip= 0.273

7

0.273

CALCULO Bi

Bi=Si / Area Parcial total

CALCULORAIZ

CUADRADA IpNº

AREA

DECLIVIDAD DE LOS TERRENOS:

COTA BAJA ms nm

COTA ALTA ms nm

AREAS

PARCIALES

ALTITUD MEDIA

AREAS PARCIALES

METODO DEL INDICE DE PENDIENTE DE LA SUBCUENCA o PENDIENTE MEDIA DE LA SUBCUENCA

(hi x Si ) x

1000

32



MECANICA DE ROCAS

Nº Area

Cota baja Cota alta

m.s.n.m m.s.n.m Si %

Pto mas bajo 0.00 0.00

A - 01 3310 3530 0.57 6.31

A - 02 2910 3110 1.61 17.87

A - 03 3110 3310 1.32 14.68

A - 04 2710 2910 1.67 18.57

A - 05 2310 2510 1.03 11.42

A - 06 2510 2710 1.17 12.98

A - 07 2110 2310 1.15 12.82

A - 08 1890 2110 0.48 5.35∑ 8.99 100.00


AreasParciales

Elevación Areas Parcial entrecurvas (Km2)

0.00

6.31

17.87 14.6818.57

11.42 12.98 12.82

5.35

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

3530 3110 3310 2910 2510 2710 2310 2110

AR

EAS

PA

RC

IALE

S %

ALTITUD msnm


Nº Area

Cota baja Cota alta

m.s.n.m m.s.n.m (Km2) (Km2) (Km2) (Km2) (Km2)

Pto mas bajo 0 0.00 0.00 8.99 0.00 100.02

A - 01 3310 3530 0.57 0.57 8.42 6.31 93.71

A - 02 2910 3110 1.61 2.17 6.82 24.18 75.84

A - 03 3110 3310 1.32 3.49 5.50 38.86 61.16

A - 04 2710 2910 1.67 5.16 3.83 57.44 42.58

A - 05 2310 2510 1.03 6.19 2.80 68.86 31.16

A - 06 2510 2710 1.17 7.36 1.63 81.84 18.18

A - 07 2110 2310 1.15 8.51 0.48 94.65 5.37

A - 08 1890 2110 0.48 8.99 0.00 100.00 0.02∑ 8.99

Áreas bajo la altitud

CURVA HIPSOMETRICA

Elevación Áreas parciales entre curvas

Áreas sobre la altitud

% Área bajo la altitud

% Area sobre la altitud

8.99

8.426.82

5.503.83

2.801.63

0.480.00

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 220.00

ALT

ITU

D (m

snm

)

Área en Km2 sobre la altitud

33



PARÁMETRO DEL RECTÁNGULO EQUIVALENTE

MECANICA DE ROCAS

Kc L 4.92 Km

A 8.99 Km2l 1.83 Km

Verificación

Calculo Rect. Equiv Plano (SIG) Error

P 13.49 13.44 -0.05 Km

A 8.99 8.99 0.00 Km2

RECTANGULO EQUIVALENTE (En Funcion de Fòrmulas : Kc y A)

1.26

L = Lado mayorl = Lado MenorKc = Coeficiente de Compacidad o Indice de GraveliusA = Superficie Total de la Microcueca (Km2)

(L+l)x2 = Perímetro de la MicrocuencaLxl = Area de la Microcuenca

P 13.44 Km2L 4.88 Km

A 8.99 Km2l 1.84 Km

Verificación

Plano SIG Error

P 13.44 13.44 0.00 Km

A 8.99 8.99 0.00 Km2

RECTANGULO EQUIVALENTE (En Función del P y el A)

Calculo en el Rect. Equiv.

P = PerímetroA = Area de la Microcuenca (Km2)

(L+l)x2 = Perímetro de la MicrocuencaLxl = Area de la Microcuenca

34



DECLIVIDAD DE LOS CURSOS DE AGUA

MECANICA DE ROCAS

HM 3,203.35 msnm

Hm 1,890.00 msnm

L 4.47 Km

Ic 0.29 m/Km

DECLIVIDAD DE LOS ALVEOS O DECLIVIDAD DE LOS CURSOS DE AGUA

Pendiente Media del Río (Ic)

Ic = Pendiente Media del rioL = Longitud del rio mas Largo o Rio principal (Km)HM = Altitud máxima del lecho de rio (m), referido a msnm.Hm = Altitud mínima del lecho de rio (m), referido a msnm.

QDA. PRINCIPAL

LONG. TRAMO li

m m m 3 / 4 S0.5 1 / S0.5 m0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11

Pto más bajo 3310 0 0.00 0.00 0.00

A - 01 3310 3530 220 1,185.99 1,185.99 0.19 0.43 2.32 2,753.67

A - 02 2910 3110 200 838.22 2,024.21 0.24 0.49 2.05 1,716.01

A - 03 3110 3310 200 375.10 2,399.30 0.53 0.73 1.37 513.69

A - 04 2710 2910 200 761.41 3,160.71 0.26 0.51 1.95 1,485.62

A - 05 2310 2510 200 641.44 3,802.15 0.31 0.56 1.79 1,148.73

A - 06 2510 2710 200 540.54 4,342.69 0.37 0.61 1.64 888.64

A - 07 2110 2310 200 124.75 4,467.44 1.60 1.27 0.79 98.52A - 08 1890 2110 220

4,467.44 m8,604.88

L 4,467.44 m Σ ( li * ti )e 0.00 m 0.00 %

Longitud Qda. Principal (SIG)

Tm

1.93

RAIZ CUADRADA DE LA

DECLIVIDAD

INVERSA DE 7

ti li * ti (4 * 8)

COTA ALTA msnm

DISTANCIA ACUMULADA

DECLIVIDAD S

Nº AREACOTA BAJA

msnm

Total por Tramos

DIFERENCIA DE ELEVACIONES :

H


35



PARÁMETRO DEL COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD

MECANICA DE ROCAS

m km km0 1 2 3 4 5 LONGITUD ACUMULADACOTA ALTA msnm

Pto más ba jo 3310 0.00 0.00 0.00 0.00 3310A - 01 3310 3530 1,185.99 1.19 1.19 1.19 3530A - 02 2910 3110 838.22 0.84 2.02 2.02 3110A - 03 3110 3310 375.10 0.38 2.40 2.40 3310A - 04 2710 2910 761.41 0.76 3.16 3.16 2910A - 05 2310 2510 641.44 0.64 3.80 3.80 2510A - 06 2510 2710 540.54 0.54 4.34 4.34 2710A - 07 2110 2310 124.75 0.12 4.47 4.47 2310A - 08 1890 2110 0.00 0.00 4.47 4.47 2110A - 09 0.00 0.00 4.47 4.47 0

Perfil Longitudinal de la Microcuenca (Curso Principal)

LONGITUD ACUMULADA

LONG. TRAMO li

Nº AREACOTA BAJA

msnmCOTA ALTA

msnm

LONGITUD POR

TRAMOS li

0.001.19

2.02

2.403.16

3.80

4.34

4.474.47

4.47y = -424.84x + 38690

50010001500200025003000350040004500

-1.00 4.00 9.00 14.00 19.00 24.00 29.00 34.00

Cota

Alt

a m

snm

Perfi l Longitudinal de la Microcuenca (Rio principal)

Longi tud Acumulada

Coeficiente de Torrencialidad

N1 Número de cursos de agua de 1er ordenA Area total de la cuenca

N1 14A 8.99 Km2

Ct = 1.557

36




ANÁLISIS DE RESULTADOS

PARAMETRO DESCRIPCION MICROCUENCA PERU COD. UNIDAD VALOR

PARAMETROS BASICOS 1 AREA A Km2 8.992 PERIMETRO P Km 13.443 LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL L Km 4.47

4 DESNIVEL ALTITUDINAL DA msnm1,313.3

5

PARAMETROS FUNDAMENTALES Parámetros de Drenaje

5 GRADO DE RAMIFICACIONES Or 1 14

MECANICA DE ROCAS

Coeficiente de Masividad

H Altitud Media de la Subcuencaa de la MicrocuencaA Area total de la subcuencala Microcuenca

H 2,751.10 msnmA 8.99 Km2

Cm = 306.018 m/Km2

37



2 3 3 1 4 0 5 0 Número Total de cursos o ríos : NTc 18 Cantid Longitud Total de Ríos : Li Km 15.606 DENSIDAD DE DRENAJE Dd Km/Km2 1.747 EXTENSION MEDIA DE ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL Es Km 0.148 FRECUENCIA DE RIOS Fr

Rios/Km2 2.00

Parámetros de Forma 9 ANCHO PROMEDIO DE LA MICROCUENCA Ap Km 0.42

10 FACTOR DE FORMA Ff 0.4511 COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIUS Kc 1.25

Parámetros de Elevación del Terreno o Relieve de la Microcuenca

12 ALTITUD MEDIA DE LA MICROCUENCA Hm msnm2,751.1

0

13METODO DEL INDICE DE PENDIENTE DE LA MICROCUENCA O PENDIENTE MEDIA DE LA MICROCUENCA

Ip 0.443

14 POLIGONO DE FRECUENCIA DE ALTITUDES 15 CURVA HIPSOMETRICA

Parámetro del Rectángulo Equivalente 16 PARAMETRO DEL RECTANDULO EQUIVALENTE L Km 4.92 l Km 1.83

Parámetro Declividad de los Cursos de Agua 17 PENDIENTE MEDIA DEL RIO Ic m/Km 0.2918 DECLIVE EQUIVALENTE CONSTANTE S 0.26819 PERFIL LONGITUDINAL DE LA MICROCUENCA

Parámetro del Coeficiente de Torrencialidad 20 COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD Ct

Rios 1er Ord/Km2 1.557

Parámetro del Coeficiente de Masividad 21 COEFICIENTE DE MASIVIDAD Cm m/Km2 306.018

La corresponde al tipo de drenaje detrítico.

MECANICA DE ROCAS

38



Gráfico 5: Tipo de drenaje de la microcuenca 01

Los 14 afluentes naturales de la cuenca que indica una energía media en la

cuenca y medianamente drenada. La longitud del cauce principal es de 4.47 Km,

teniendo una longitud del cauce largo.

La microcuenca Catuden tiene una red de drenaje de orden 3 (mostrando que

existe un alto control estructural del relieve y erosión) con una área de 8.99 km2

clasificándola como microcuenca.

ORDEN ÁREA CLASIFICACIÓN ≤ 3 < 70 km2 Microcuenca4-5 70-700 km2 Subcuenca>5 >700 km2 Cuenca

Clasificación de Rodriguez R (2014).

Según el factor de forma que es 0.20, es una microcuenca alargada indicando

que no va ser susceptible a crecientes súbitas. El índice o coeficiente de

compacidad de Gravelius es 1.50, indicando que es una microcuenca oval

redonda a oval oblonga, teniendo tendencia concentrar fuertes volúmenes de

agua de escurrimiento. Al ser la microcuenca de forma ovalada, entonces la

MECANICA DE ROCAS

39



escorrentía va recorrer causes secundarios hasta llegar hasta llegar a uno

principal.

Kc Clases de forma 1 – 1.25 Casi redondeada a oval redonda (compacta)1.25 – 1.50 Oval redonda a oval oblonga1.51 – 1.75 Oval oblonga a rectangular oblonga> 1.75 Rectangular oblonga a casi rectangular (alargada)

Valores de Índice de Compacidad (Mármol, 2008)

Densidad de drenaje es de 1.74 Km/Km2, siendo bien drenada por las

características físicas del terreno que presenta la microcuenca siendo

moderadamente resiste a la erosión, permeabilidad media, por lo tanto las

precipitaciones generan una respuesta lenta. Además el coeficiente de

torrencialidad del drenaje de primer orden de la microcuenca es de 1.557 por

Km2 lo que indica que el potencial erosivo es moderado.

CARACTERÍSTICAS DE LA CUENCA DENSIDAD DE DRENAJERegularmente drenada 0 < Dd < 1.0Normalmente drenada 1.0 < Dd < 1.5Bien drenada 1.5 < Dd

Característ. de la cuenca en función de Dd(Apuntes de Hidrología U.T.P.L,Ingeniería Civil. 1996)

La pendiente media de la microcuenca es de 0.29, es muy fuertemente

accidentado. Además la pendiente del cauce más largo es 0.16 es

medianamente accidentado definido por las características geológicas de la

cuenca. El coeficiente masividad de 608.018 m/km2 indica que la microcuenca

está caracterizada por ser muy montañosa.

Pendiente media Terreno0 % a 3 % Llano 3 % a 7 % Suave

7 % a 12 % Medianamente accidentado12 % a 20 % Accidentado 20 % a 35 % Fuertemente accidentado35 % a 50 % Muy fuertemente accidentado

MECANICA DE ROCAS

40



50 % a 75 % Escarpado > 75 Muy escarpado

Clasificación de terrenos según pendiente media.

El perfil longitudinal de la microcuenca va hasta los 2,751.10msnm.

Perfil longitudinal de la microcuenca Catuden

La curva isométrica que se muestra a continuación indica una microcuenca en

su fase joven característica de una microcuenca en equilibrio, asociada a ríos

jóvenes; con transporte de algunos sedimentos y agua.

Curva isométrica de la microcuenca Catuden.

MECANICA DE ROCAS

41



Curva isométrica (LLamas, J, 1989.)

La extensión media de escurrimiento superficial indica que la distancia media

que el agua recorre desde su precipitación hasta ser encauzada es 0.14 Km.

En esta microcuenca el 50% de las áreas acumuladas se encuentran a una

altitud media de los 2,751.10msnm, siendo una elevación moderadamente alta.

En el análisis de la relación de bifurcación de los órdenes 1, 2 son constantes,

mientras que comparadas con 3 no son constantes indicando que las corrientes

1, 2 son más estables.

RELACIÓN DE BIFURCACIÓN U(Orden)

1 2 3 4 5Un 0 0 0 0 0Rbu 0 0 0 0

Relación de bifurcación de la microcuenca.

CONCLUSIONES

þ Se determinó el factor de forma igual a 0.25 el cual según los parámetros

establecidos la cuenca Crisnejas tiene una forma alargada la cual

determina que la cuenca experimenta crecidas rápidas debido a esta

forma.

þ Según el coeficiente de Gravelius o Índice de Compacidad la cueca

crisnejas se ubica en la clase III con un índice de compacidad igual a 1.8

y dando una forma Oval – Oblonga a Rectangular – Oblonga.

MECANICA DE ROCAS

42



þ De acuerdo a la pendiente promedio igual a 11. 79 el tipo de relieve es

mediano y se identifica como P3.

þ Según la curva hipsométrica la edad de los ríos se encuentran como ríos

maduros.

þ De acuerdo al orden de la red hídrica de la cueca esta presenta un

considerable poder erosivo lo que implica mayor transporte de sedimentos

debido a que presenta abundantes ramificación llegando a un Orden 9.

MECANICA DE ROCAS

chalaco 2

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