delimitacion de cuenca del rio piquijaca

cuenca hidrografica del rio piquijaca HIDROLOGIA

INTRODUCCIÓN

La cuenca hidrográfica está constituida por el territorio que delimita el curso de un río y el espacio donde se colecta el agua que converge hacia un mismo cauce, es por decirlo de una manera más clara es toda aquella superficie que cuando llueve el agua cae a un cauce o a una cuenca como la de la mano; esa área o vaso de captación es una cuenca o es el área drenada por un río.

Cada cuenca hidrográfica, sus recursos naturales y habitantes poseen condiciones físicas, biológicas, económicas, sociales y culturales que les confieren características particulares a cada una, importantes para considerarlas como unidades de planificación. Estas deberían ser los limites naturales por los cuales regirse los hacedores de leyes al momento de crear entidades federales, municipios, comunas o cualquier otra forma de organización, lo cual permitiría planificar de forma integrada el espacio, considerando el sistema como un todo.

Cada cuenca es como un ser vivo, porque aparte de ser única, podemos decir que tiene, para los ríos que la forman un área de nacimiento (Cuenca alta), un sector donde crece y reproduce (Cuenca media: el río adquiere mayor grosor y hasta se bifurca) y un sitio donde muere o desemboca (Cuenca baja).

Como consiguiente es de suma importancia hacer un estudio a una cuenca ya que nos proporciona una serie de características físicas entre las que se pueden destacar: superficie, topografía, altitudes características entre otras

En el presente trabajo se realizara el estudio de la cuenca del Rio Piquijaca realizando primero la delimitación respectiva y cálculo total del área a estudiar para poder proceder a realizar los siguientes cálculos, analizando aspectos como curvas características, índices representativos, pendiente de la cuenca, pendiente del curso principal de la cuenca, realizar su perfil longitudinal y redes de drenaje, aspectos que se tendrán en cuenta en el diseño de estructuras hidráulicas,

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/napro/napro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml

http://www.monografias.com/trabajos34/planificacion/planificacion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/recuz/recuz.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml


OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar la cuenca del Rio Piquijaca , su delimitación y los parámetros característicos de la cuenca, así como de su cauce principal entre otros índices dados por el ingeniero en curso.

Objetivos Específicos

Delimitar la Cuenca del Rio PIQUIJACA.

Establecer los siguientes parámetros de forma de la cuenca: perímetro, área, rectángulo equivalente, longitud de cauce principal.

Calcular sus índices representativos como son el índice de compacidad y índice de factor de forma.

Realizar la Curva Hipsométrica de la Cuenca del Rio Piquijaca



MARCO TEÓRICO

CUENCA HIDROGRÁFICA

Es el área de terreno definida topográficamente donde todas las aguas caídas por precipitación, se unen para formar un solo curso de agua, tal que todo el caudal efluente es descargado a través de una salida simple. Cada curso de agua tiene una cuenca bien definida, para cada punto de su recorrido.

El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan como las unidades de división funcionales con más coherencia, permitiendo una verdadera integración social y territorial por medio del agua.


Fig 1. Representación de una Cuenca Hidrográfica


DELIMITACIÓN DE CUENCA HIDROGRÁFICA

La delimitación de una cuenca, se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivel, siguiendo las líneas del divortiumacuarum (parteaguas), la cual es una línea imaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitación, que en cada sistema de corriente, fluye hacia el punto de salida de la cuenca. El parteaguas está formado por los puntos de mayor nivel topográfico y cruza las corrientes en los puntos de salida, llamado estación de aforo.

Consideraciones para delimitación de una Cuenca Hidrográfica

Se identifica la red de drenaje o corrientes superficiales y se realiza un esbozo muy general de la delimitación.

La línea divisoria corta perpendicularmente a las curvas de nivel y pasa , estrictamente por los puntos de mayor nivel topográfico

Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa.

Cuando la altitud de la divisoria va decreciendo, corta a las curvas de nivel por la parte cóncava.

Como comprobación la divisoria nunca corta una quebrada o río, sea que se haya sudo graficado o no en el mapa, excepto en el punto de interés de la cuenca (salida).


Fig 2. Cuenca Hidrográfica del Amazonas


ORDEN DE LA CUENCA

El orden de la cuenca es el mismo del de su cauce principal a la salida. El orden de la cuenca refleja el grado de Ramificación de la cuenca o micro cuenca.

La clasificación de los cauces de una cuenca se podrá realizar teniendo en consideración estas premisas

Los cauces de primer orden son los que no tienen tributarios, es decir no reciben aporte de ningún otro canal por pequeño que sea.

Los cauces de segundo orden se forman en la unión de dos cauces de primer orden y, en general, los cauces de orden n se forman cuando dos cauces de orden n-1 se unen, estos recibirán aporte de otros canales.

Cuando un cauce se une con un cauce de orden mayor, el canal resultante hacia aguas abajo retiene el mayor de los órdenes.


Fig 4. Imagen de la delimitación de una Cuenca Hidrográfica


SUPERFICIE DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA

Se refiere al área de la proyección horizontal de la cuenca, conocida también como área de recepción o de drenaje; se obtienes después de delimitar la cuenca; se puede expresar en hectáreas sí la cuenca es pequeña o en km2, cuando ésta es mayor.

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 los siguientes métodos para su cálculo:

Uso de la balanza analítica Uso del planímetro Uso de Programas (Civil 3D)


Fig 5. Imágenes de Orden de una Cuenca Hidrográfica


El área de la cuenca tiene importancia porque:

sirve de base para la determinación de otros elementos (parámetros, coeficientes, relaciones, etc)

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

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.

PERÍMETRO DE UNA CUENCA

El perímetro de la cuenca se refiere a la longitud de la divisoria de aguas, también lo podemos definir como el borde de la forma de la cuenca proyectada en un plano horizontal en forma muy irregular; este lo podemos obtener después de delimitar la cuenca Es característico para cada cuenca, pues su magnitud será diferente aun cuando su área sea igual a otra.


Fig 6. Superficie de una cuenca Hidrográfica (Delimitada con rayas rojas)


CURVA HIPSOMÉTRICA DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA

Las curvas hipsométricas son aquéllas que representan la relación entre la altitud y el área acumulada por debajo o por encima de dicha altitud.

Para poder lograr graficar la curva hipsométrica se debe utilizar un sistema de coordenadas en el cual, en el eje horizontal va la formación correspondiente al área que queda sobre una altitud expresada en km2 y en el eje vertical se tabula los valores de las altitudes en m.s.n.m

Esta curva caracteriza en cierto modo el relieve de la cuenca, permite apreciar si la cuenca es joven, madura o senil, por lo tanto el relieve de la superficie de una cuenca esta caracterizado por sus curvas hipsométricas

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

Se marcan subáreas de la cuenca siguiendo las curvas de nivel. Determinan las áreas parciales de esos contornos. Se determinan las áreas acumuladas, de las porciones de la cuenca. Se determina el área acumulada que queda sobre cada altitud del

contorno. Se grafica las altitudes, versus las correspondientes áreas

acumuladas que quedan sobre esas altitudes.


Fig 7.Perímetro de Una Cuenca Hidrográfica-Delimitado por el Color Negro

Fig 8. Graficas de Curva Hipsométrica de una Cuenca Hidrografica


ÍNDICE DE COMPACIDAD O DE GRAVELIUS

El Coeficiente de Compacidad (Kc, adimensional), o Índice de Gravelius, constituye la relación entre el Perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia cuya área igual a la de un círculo -es equivalente al Área de la cuenca en estudio. Su fórmula es la siguiente:

K c=0.28P

√A

Siendo:

Kc = Coeficiente de Compacidad P = Perímetro de la cuenca, en km A = Área de la cuenca, en km2

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 río.

RECTÁNGULO EQUIVALENTE

Este parámetro geomorfológico es muy importante, porque expresa el comportamiento hidrológico de una cuenca, mediante un rectángulo de igual área, el mismo perímetro, igual coeficiente de compacidad e idéntica variación hipsométrica. En otras palabras, se dice que es una expresión que relaciona el perímetro y el área de una cuenca tratando de reducirla a las dimensiones de un rectángulo.

l=K c∗√A1.12 [1−√1−(1.12K c

)2]



L=K c∗√A1.12 [1+√1−( 1.12K c )

2]

Donde:

Kc = Coeficiente de Compacidad A = Área de la cuenca L = Lado mayor del rectángulo l = Lado menor del rectángulo

DENSIDAD DEL DRENAJE DE LA CUENCA

Se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de la cuenca por el área total que las contiene:

Dd=LA

Dónde:

Dd= densidad de Drenaje L: ∑ longitud de las corrientes efímeras, intermitentes y perennes de la

cuenca en km. A: superficie de la cuenca en km2

Este índice permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca. En general, una mayor densidad de


Fig 9. Grafica de un Rectángulo Equivalente


escurrimientos indica mayor estructuración de la red fluvial, o bien que existe mayor potencial de erosión. La densidad de drenaje varía inversamente con la extensión de la cuenca.

DESARROLLO DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA –RIO PIQUIJACA

DELIMITACION DE LA CUENCA DEL RIO PIQUIJACA

La delimitación de una cuenca, se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivel, siguiendo las líneas del divortiumacuarum (parteaguas).



DELIMITACION DE LA CUENCA DEL RIO PIQUIJACA

AREA Y PERIMETRO DE LA CUENCA DELIMITADA


DELIMITACION DE LA CUENCA HIDROGRAFICA

AREA Y PERIMETRO DE LA CUENCA DEL RIO PIQUIJACA


AREA=189.6900km2

PERIMETRO=63.8223km

AREAS ENTRE CURVAS DE NIVEL

ALTITUD MENOR

ALTITUD MAYOR

AREA ENTRE CURVAS

m.s.n.m. m.s.n.m. km2--- 1200 0.1956

1200 1400 3.73191400 1600 9.9092


AREAS ENTRE CURVAS DE NIVEL CADA 200 M


1600 1800 17.28161800 2000 22.06992000 2200 26.97942200 2400 29.22562400 2600 28.77392600 2800 21.41482800 3000 11.04513000 3200 8.92553200 3400 6.35053400 3600 3.50003600 a mas 0.2871

TOTAL 189.6900

LONGUITUD DEL CAUCE PRINCIPAL Y ORDEN DEL RIO PIQUIJACA



LONGITUDDELCAUCEPRINCIPAL=27.9494km

LONGUITUD DE CAUCES POR ORDEN DE RIOS

LONGITUD CURSOS DE AGUA N1 73.5703LONGITUD CURSOS DE AGUA N2 32.1835LONGITUD CURSOS DE AGUA N3 22.7689LONGITUD CURSOS DE AGUA N4 7.9263

TOTAL 136.4490

PARAMETROS DE FORMA



CARACTERISTICAS UNIDAD VALOR

AREA(A) Km2 189.6900PERIMETRO(P) Km 63.8223LONGITUD MAYOR DE CAUCE(Lc) Km 27.9494COEFICIENTE DE COMPACIDAD(Kc) ----- 1.2975

COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Kc)

K c=P

2√π∗A=0.28∗P

√A

K c=0.28∗63.8223√189.6900

K c=1.2975

PARAMETROS DE SISTEMA DE DRENAJE

CARACTERISTICAS VALORLONGITUD TOTAL CURSOS DE AGUA (Ltca) 136.4490NUMERO DE CURSOS DE 1° ORDEN (N1) 44NUMERO TOTAL DE CURSOS DE AGUA(Nca) 83DENSIDAD DE DRENAJE 0.71932 Km/Km2EXTENSION MEDIA DE ESCURRIMIENTO 0.34754 KmCOEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD 0.23195 rios/Km2FRECUENCIA DE LOS RIOS 0.43755 rios/Km2

DENSIDAD DE DRENAJE:



Dd=¿caA

Dd=136.4490189.6900

Dd=0.71932Km/Km2

EXTENSION MEDIA DE ESCURRIMIENTO:

E x=A

4∗¿ca

E x=189.69004∗136.4490

E x=0.34754Km

COEFICIENTE DE TORRENCIALIDAD:

C t=N1A

C t=44

189.6900

C t=0.23195 rios/Km2

FRECUENCIA DE LOS RIOS :

F r=N caA

F r=83

189.6900

F r=0.43755 rios /Km2



PARAMETROS DE VARIACION ALTITUDINALES

RECTANGULO EQUIVALENTE

ALTITUD MENOR

ALTITUD MAYOR

AREA ENTRE CURVAS

ALTURAS PARCIALES

ALTURAS ACUMULADA

Sm.s.n.m. m.s.n.m. km2 km km

--- 1200 0.1956 0.024 0.0251200 1400 3.7319 0.472 0.4971400 1600 9.9092 1.254 1.7511600 1800 17.2816 2.188 3.9391800 2000 22.0699 2.794 6.7332000 2200 26.9794 3.415 10.1482200 2400 29.2256 3.699 13.8472400 2600 28.7739 3.642 17.4892600 2800 21.4148 2.711 20.2002800 3000 11.0451 1.398 21.5983000 3200 8.9255 1.130 22.7283200 3400 6.3505 0.804 23.5323400 3600 3.5000 0.443 23.9753600 a mas 0.2871 0.036 24.011

TOTAL 189.6900 24.011



RECTANGULO EQUIVALENTE :


RECTANGULO EQUIVALENTE


CURVA HIPSOMETRICA :

ALTITUD MENOR

ALTITUD MAYOR

AREASOBRE ALTITUD

m.s.n.m. m.s.n.m. km2--- 1200 189.4944

1200 1400 185.76261400 1600 175.85341600 1800 158.57171800 2000 136.50182000 2200 109.52252200 2400 80.29682400 2600 51.52302600 2800 30.10822800 3000 19.06313000 3200 10.13763200 3400 3.78713400 3600 0.28713600 a mas 0.0000

TOTAL

TABULACION AREASOBRE

ALTITUDALTITUD

Eje x(km2) Eje y (m.s.n.m)189.4944 1200185.7626 1400175.8534 1600158.5717 1800136.5018 2000109.5225 220080.2968 240051.5230 260030.1082 280019.0631 300010.1376 32003.7871 34000.2871 36000.0000 a mas



CUENCA MADURA


0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2001000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

AREA SOBRE ALTITUD(Km2)

ALTI

TUD

(m.s.

n.m

)

CURVA HIPSOMETRICA


PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE PRINCIPAL:LONGITUDDELCAUCEPRINCIPAL=27.9494km


PERFIL LONGITUDINAL

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