INDICE

LA CUENCA HIDROGRAFICA

2.1. NUEVO CONCEPTO DE CUENCA HIDROGRÁFICA.

2.2. ELEMENTOS BÁSICOS DE CUENCA HIDROGRÁFICA.

2.3. DELIMITACIÓN PERIMÉTRICA Y PLANIMETRADO DE UNA CUENCA.

2.4. PARTES DE UNA CUENCA.

2.5. TIPOS DE CUENCA HIDROGRÁFICAS EN EL PERÚ.

2.6. PARAMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE UNA CUENCA.

2.7. PENDIENTE DE UNA CUENCA.

2.8. CURVAS CARACTERÍSTICAS.

2.9. PERFIL LONGITUDINAL DE UN CURSO DE AGUA.

2.10. PENDIENTE DE UN CURSO DE AGUA

LA CUENCA HIDROGRAFICA

2.1. EL NUEVO CONCEPTO DE CUENCA HIDROGRAFICA

2.1.1. Definición.

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.

Otras definiciones: Viene a ser el espacio o porción de territorio en el cual se desarrolla el ciclo o sistema hidrológico. También se define a la cuenca como porción de territorio en el cual las aguas que caen por precipitación tienen un destino común que es el cauce principal o río. La cuenca adopta diferentes formas, la misma que caracteriza de una cuenca a otra, la forma de una cuenca condiciona la capacidad de escurrimiento de la cuenca y la relación directamente con el tiempo de concentración.

Tiempo de Concentración

Es el tiempo que demora una gota de agua desde la parte alta de la cuenca hasta las bocatomas, compuertas y/o partes mas bajas de la cuenca, este tiempo es muy importante determinarlo para obras de prevención. (Es importante para cualquier obra hidráulica y/o prever desastres).

PERFIL DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

2.2. ELEMENTOS BÁSICOS DE UNA CUENCA HIDROGRAFICA

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. Entonces podemos encontrar como elementos básicos de una cuenca hidrográfica son:

- Clima, conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan una cuenca hidrográfica.- Flora, se denomina a todas las plantas que existen dentro de la cuenca.- Fauna, conjunto de animales que se encuentran en la cuenca.- Población, conjunto de personas que habitan una zona determinada.- Agua, elemento más abundante de la superficie terrestre.- Suelo, capa superior de la superficie terrestre, en la cual están enraizadas las plantas.- Actividades Antropicas, Aparte de explotar los recursos existentes en ele espacio geográfico el

hombre realiza obras para la satisfacción de sus necesidades(construcción de carreteras, puentes, bocatomas , canales de regadío, etc)

- Luz Solar, Dinamiza el sistema hidrológico pues es fuente de energía. También condiciona la forma de vida de los habitantes de una cuenca hidrográfica.

- Minerales, Son el motivo de explotación del hombre.

2.3. DELIMITACION PERIMÉTRICA Y PLANIMETRADO

Delimitación.- La delimitación de una cuenca se hace sobre un plano a curvas de nivel, siguiendo las líneas del divortium aquarium o líneas de los alta cumbre; en la figura se ha delimitado la cuenca del Río “x’ correspondiente al punto” P”.

Para realizar el estudio de una cuenca es necesario disponer de información básica entre las cuales tenemos: mapas, fotografías aéreas, planos (planos satelitales y/o fotografías satelitales) y básicamente disponer de la Carta Nacional. Para delimitar una cuenca es necesario seguir los siguientes pasos: a) Colocar la Carta Nacional (en nuestro caso plano) sobre el tablero de dibujo.b) Sobre el plano colocar un papel transparente (mantequilla, canson, etc.)c) Identificar el curso de agua principal.d) Marcar en el papel la ubicación de los puntos topográficamente mas altas a ambos lados del cauce

principal, una vez ubicados tales puntos alrededor de toda la cuenca (después de ubicados los puntos mas altos), unirlos mediante una línea de la siguiente característica: __ . __ . __ . __ . __ . __. Esta línea es llamada también línea divisoria de aguas o Divortium Aquarium y viene a constituir la línea perimétrica que delimita la cuenca en estudio. La longitud de esta línea (Km) constituye el perímetro de la cuenca

e) Una vez delimitado el espacio hidrográfico o cuenca se puede calcular el área de la cuenca. El procedimiento para calcular el área se denomina Planimetrado y se puede realizar de dos maneras, la primera utilizando el planímetro y la segunda utilizando el método analítico de figuras geométricas conocidas o también conocido con el nombre del método del papel milimetrado.

Estiaje: Es cuando el cauce del agua de río en su nivel mas bajo (mínimo), se da principalmente en época de sequías.

Gestión Integrada de Cuencas: Viene a ser la relación que existe entre dos o mas cuencas en la cual los efectos o sucesos de una afecta también a la otra, por lo que se hace necesario analizarlas integralmente o en forma paralela.

Morfología: Viene a ser la forma o formas que describe la trayectoria del cauce del río a través de lo largo de su trayectoria.

Importancia del estudio de la cuenca: Es sumamente importante porque nos permite planificar el aprovechamiento racional de los recursos naturales como el agua, el suelo, la flora, fauna y los recursos minerales.

2.4. PARTES DE UNA CUENCALas partes de una cuenca hidrográfica son:

- Alta.

- Media.

- Baja.

Cada una de estas se pueden visualizar y entender mejor si dibujamos en diagrama de coordenadas, altura & longitud, el recorrido de su curso de agua principal como a continuación se muestra.

ALTA MEDIA BAJA

ALTA BAJA

2.5. TIPOS DE CUENCAS HIDROGRAFICAS EN EL PERÚ

Por su Humedad:

Cuenca Húmeda.

Es aquella cuenca que recibe agua suficiente para cubrir las demandas de los usuarios y debido a esto mantiene una vegetación permanente, las condiciones para la erosión son mínimas o nulas y los problemas derivados de la dinámica de las aguas superficiales y/o subterráneas son previsibles y hasta cierto punto, manejables.

Cuenca Arida.

Es aquella que no recibe lluvia, sin embargo se considera que hasta unos pocos milímetros de precipitación anual no le quita su carácter de tal. La vegetación varía entre nula y escasa. La cuenca en general, ofrece muy poca defensa contra la erosión pues los suelos (por falta de cubierta vegetal suficiente) son fáciles de remover y también los sub-suelos. El comportamiento de estas cuencas, ante aguas superficiales y/o subterráneas es difícil de prever y diagnosticar.

Cuenca Semi-Árida.

ALTURA

LONGITUD

ALTURA

LONGITUD

Recorrido principal de Agua de una Cuenca. Se puede apreciar que posee parte alta, media y baja. Esto es característico en la cuenca del rió Huallaga

Recorrido del curso principal de agua de una cuenca. Se puede apreciar que solo posee parte alta y baja, esto es característico del río Mayo, y valles interandinos.

Esta cuenca se caracteriza por que se comporta alternativamente, hay condiciones de aridez o de humedad, según con el tipo de año hidrológico.

En la cuenca semiárida es de difícil comportamiento hidrogeológico, que origina los grandes problemas y acusa, de inmediato, el impacto resultante de la Inter-acción de las corrientes fría y caliente, de Humboldt y del Niño respectivamente.

Por Su Desembocadura:

Denominadas macro cuencas del Perú:

1. Cuenca del Pacifico.- formado por los ríos que tienen su origen en la cadena occidental de los andes peruanos y desaguan por separado en el mar del Perú y que es parte del océano Pacifico. Los ríos tienen su origen en los deshielos glaciales de la cadena occidental de los Andes, en las fuentes manantiales que existen en las faldas de sus montañas y en las lagunas andinas situadas en la vertiente occidental.

2. Cuenca del Titicaca.- esta conformada por el área territorial cuyas aguas se vierten en el lago Titicaca, se localiza en la localiza en la meseta del collao en la parte central del departamento de Puno,. Esta limitado por la cadena oriental y occidental de los andes del sur y la cordillera Vilcanota.

3. Cuenca Amazónica.- sus aguas se encuentran en un rió y se vierte después de recorrer la sierra y la selva, en el rió Amazonas. Forman en conjunto la región hidrográfica mas extensa del Perú. Se localiza en la parte oriental de nuestro territorio al este de la cordillera de los andes.

Perú tiene tres grandes cuencas hidrográficas. La primera comprende alrededor de 50 ríos que nacen en La Sierra y descienden hacia la región de La Costa; la segunda, al río Amazonas y sus afluentes en la región de La Selva; la tercera comprende a la cuenca del lago Titicaca, que Perú comparte con Bolivia.

2.6. PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS EN UNA CUENCA

2.6.1. INDICE DE COMPACIDAD: (Kc)

Es un para metro que nos permite conocer la forma que adopta o que tiene la cuenca, este parámetro relaciona el perímetro de la cuenca con su respectiva área.

Cuando Kc se aproxima o es igual a 1 podemos afirmar que la cuenca tiene o presenta la forma redondeada o circular y cuando Kc se aproxima o es mayor a 2 podemos afirmar que la cuenca tiene forma alargada.

Kc = P ó Kc = 0.28 P Kc = Índice de Compacidad 2VπA V A P = Perímetro (Km)

A = Área (Km2)

2.6.2. DENSIDAD DE DRENAJE: (Dd)

Es un parámetro que nos expresa la distribución de las longitudes de los cursos de aguas dentro de la cuenca por unidad de área, calculamos o determinamos la densidad de drenaje sumando las longitudes de todos los cursos de agua tanto del cauce principal como de los secundarios de ambas márgenes.

Cuando una cuenca presenta valores altos de Dd quiere decir que al presentarse las precipitaciones estas serán conducidas rápidamente al cauce principal, y si la cuenca presenta valores pequeños de Dd quiere decir que al presentarse las precipitaciones estas serán conducidas en forma lenta o pausada.

Dd = Σ li = L Dd = f ( longitud de cursos de agua) A A ( Área de la cuenca)

Donde:f = funciónL = (Longitud del cauce principal + Longitud de los afluentes MD + Longitud de los afluentes MI) (Km)MD = Margen DerechaMI = Margen Izquierda

Nota: Cuando los valores de Dd varían hacia arriba quiere decir que la cuenca tiene bastante ramificaciones de afluentes. (Dd = 1.5, 2.5, ......., 3.5, etc.)

2.6.3. COEFICIENTE DE TUORTUOSIDAD: (Ts)

Es un para metro que nos permite conocer las características de la vista en planta de un curso de agua.

Este parámetro nos permite conocer el grado de sinuosidad (longitud real o curvilínea) que presentan los cursos de agua, para su calculo es necesario determinar en el plano de la cuenca teniendo en consideración la escala, la longitud L real del curso de agua. En el mismo plano calculamos la longitud L’ aparente (rectilínea) o teórica que existe entre el punto de inicio del curso de agua hasta la desembocadura mediante una línea imaginaria en forma recta.

Este coeficiente es calculado para un curso o un tramo del mismo Ts generalmente es mayor o igual a 1 (Ts mayor o igual a 1)Ts es igual a 1 si L = L’

2.6.4 ORDEN DE LAS CORRIENTES DE AGUA:

Las corrientes fluviales son clasificadas jerárquicamente: las que constituyen las cabeceras, sin corrientes tributarias, pertenecen al primer orden o categoría; dos corrientes de primer orden que se unen forman una de segundo orden, que discurre hacia abajo hasta encontrar otro cauce de segundo orden para constituir otro de tercera categoría y así sucesivamente. Consecuentemente Horton estableció unas leyes o principios sobre la composición de las redes de drenaje relacionadas con los órdenes de las corrientes y otros indicadores asociados, tales como la longitud de los cursos fluviales y su número. Sin embargo, las leyes de Horton han sido criticadas en los últimos años porque se apoyaban en una aproximación estadística que no tenía su base en la manera de discurrir naturalmente el agua y la formación de canales.

2.7. PENDIENTE DE UNA CUENCA: (Sc)

La pendiente de una cuenca es un parámetro muy importante dentro del estudio de una cuenca pues influye directamente en el tiempo de concentración de las aguas en el cauce de un rió y en un punto determinado. Así mismo es un factor importante que se debe tener en cuenta durante la

planificación del aprovechamiento de los recursos flora y suelo con la finalidad de conservar y evitar la erosión de los suelos.

Es un parámetro de mucha importancia porque nos permite definir el grado de escurrimiento que presenta la cuenca. A mayor o menor pendiente de la cuenca existirá una respuesta al escurrimiento del agua de lluvia caída dentro de la cuenca con respecto a cualquier punto del curso de agua principal. En otras palabras podemos decir que la pendiente de la cuenca determina el tiempo de concentración del curso de agua (Tiempo de concentración = Tc = Tiempo que demora una gota de agua de lluvia caída, en llegar a un punto determinado del cauce del río).

Existen varios métodos para determinar la pendiente de una cuenca, nosotros utilizaremos el método de ALVORD para determinar su grado y calculo:

Si = Pendiente de una porción de la cuenca (%)ai = bi =li =

s

Si = D Pero se tiene que: ai = b i x li bi = ai Si = D

bi li (ai / li)

Si = D / (li / ai)..................... Pendiente de una porción de la cuenca. De un tramo de la cuenca. “Pendiente por partes”.

Por lo tanto:

Sc = D ( li / ai) pero: li = L ai = A

Sc = D/ (L/A) ……….. Pendiente Promedio de toda la cuenca

D = Desnivel constante entre curvas de nivel (en Km). “Espaciamiento o desnivel entre curvas”.L = Sumatoria de las longitudes de todas las curvas de nivel comprendidas dentro de los limites de la cuenca (Km).A = Área total de la cuenca en Km2 (sumatoria de áreas entre curvas de nivel).

NOTA: En las cumbreras hay o deben de haber zonas de protección y se debe tener en cuenta que a

mayor pendiente, mayor protección. La pendiente para ríos se toma en ciento por mil.

2.8 CURVAS CARACTERÍSTICAS:

CURVA HIPSOMETRICA:

Es una curva que puesta en un eje de coordenadas nos permite conocer la distribución del área de la cuenca en función a la altitud.Pasos para llenar el cuadro:

1. Encontramos el área de cada curva de nivel y/o área entre las cotas (columna 3)

2. Hallamos el área sobre cota (columna 2): partimos del área total entre cotas ( Σ columna 3) y restamos de cada área de la columna 3.

3. Hallamos el área acumulada ( Σ de área entre cotas) 4. Calculamos el % de área entre cotas (al área total) con respecto al área entre cotas (columna 3)5. Graficamos la curva hipsométrica (altitud “cotas” Vs Área “área sobre cota”)

CUADRO DE DATOS PARA EL TRAZO DE LA CURVA HIPSOMETRICA Y LA CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

CUADRO I:.- Ordenamiento de los cálculos para la curva Hipsométrica

La curva hipsométrica relaciona el valor de la cota en la ordenada, con el porcentaje del área acumulada, en las abcisas la curva hipsométrica representa, entonces el porcentaje del área acumulado, igualado y/o excedido para una cota determinada.

960940920900880860840820800780760740720700680

20 40 60 80 100

2.9 PERFIL LONGITUDINAL DE UN CURSO DE AGUA

En muchos casos conviene dibujar en papel milimetrado el perfil longitudinal del curso principal, para tener una idea de las pendientes que tiene en diferentes tramos. Esto es especialmente util en el caso de los aprovechamientos hidroeléctricos.

2.10 PENDIENTE DE UN CURSO DE AGUA

La velocidad de escurrimiento de las corrientes de aguas depende de las pendientes de sus canales fluviales., a mayor pendiente mayor velocidad por ello el conocimiento de la pendiente de un curso de agua permite definir el aprovechamiento hidráulico para la generación de energia.

Para determinar la pendiente de un curso de agua utilizaremos el metodo de Taylor Schawartz:

Donde:n: Numero de TramosS = Pendiente de un curso de agua.

S = [ n ] 1 + 1 +……… 1 S1

1/2 S21/2 Sn

1/2

COTA m.s.n.m. S1

S2

S3

S4 Sn

a a a a a

MÉTODO DE LA PENDIENTE MEDIA

h = diferencia de cotas entre el nivel mas alto y el mas bajo.L = proyección horizontal de dichos puntos sobre el plano horizontal con cauce principal

Sp = h / L

2.11CONCLUSIONES

Las cuencas hidrográficas cuentan con diversos factores que determinan el estado en que se encuentra, por tal razón estos factores deben ser cuidadosamente estudiados con los diversos métodos y fórmulas que hacen en lo posible buscar una aproximación a lo real. Los factores que determinantes de la cuenca son muy diversos, en la actualidad se puede encontrar elementos artificiales tales como bocatomas, canales de riego, las hidroeléctricas, etc.

Las curvas de nivel en el plano topográfico cumplen un papel muy importante, ya que con esos métodos se podrá definir los limites de la cuenca o las vecinas para su estudio respectivo, donde se podrá notar con facilidad el rumbo que puede tener el rió o sus afluentes.

La importancia de conocer el tipo de cuencas hidrográficas en el Perú es esencial, porque las obras en construcción que se ejecuten requiere el conocimiento del tipo de suelo en el que se va a tratar; el las zonas áridas son aquellas donde el suelo presenta poca resistencia a la erosión.

La hidrología como parte de su estudio toma a la cuenca como la zona donde ocurren diversas cosas, en las que el hombre busca adecuarlo para satisfacer sus necesidades.

RECONMENDÁCIONES

El curso de Hidrología es ayudar a analizar los problemas relacionados con estas labores hidrográficas y proveer una ayuda para el planeamiento y el manejo de los recursos hidráulicos.La hidrología es una materia básica en la formación de los Ingenieros Civiles. Corresponde al estado iniciar o dar mayor importancia al estudio de las cuencas hidrográficas, ya que el agua que se produce en la cuenca es el poderoso agente dinámico y tenaz, que ocasiona problemas dando lugar a daños que habría que eliminar o por lo menos, reducir tanto como sea posible.

2.12 BIBLIOGRAFÍA

- - Linsey – Kohler – Paulus

Hidrología para Ingenieros 1997

- CHEREQUE MORAN, Wendor. “Hidrología para estudiantes de Ingeniería Civil”

- SEGUNDO VITO ALIAGA ARAUJO. ” Hidrología Estadística”

http://www.redtube.com/790793