Download - 2-Morfometria cuencas
-
PRONAMACHCS TARMA
MANEJO INTENSIVO DE MICROCUENCAS ALTOANDINAS
MIMA MUYLO - MULLUCRO
MORFOMETRIA DE CUENCAS
MINISTERIO DE AGRICULTURA
Edwin Zorrilla Delgado
-
MORFOMETRIA DE CUENCAS
-
ESTUDIO MORFOLOGICO DE LA CUENCA
1. DELIMITACIN DE LA CUENCA HIDROGRFICA
Una cuenca hidrogrfica se delimita por la lnea de divorcio de las aguas, entendindose
por lnea de divorcio la cota o altura mxima que divide dos cuencas contiguas.
Generalmente, la delimitacin de la cuenca como rea de estudio, en mapas o fotografas
areas, se hace siguiendo la lnea de mayor altura o divisoria de aguas, hasta encerrar
toda el rea cuyas aguas drenan a travs de un colector comn, en una seccin o punto
considerado, que bien puede ser la desembocadura o cualquier seccin de inters dentro
del cauce principal.
Cuando los lmites de las aguas subterrneas de una cuenca no coincidan con la lnea
superficial de divorcio, sus lmites se extendern subterrneamente hasta incluir la de los
acuferos que confluyan hacia la cuenca deslindada por las aguas superficiales.
-
PROCEDIMIENTO PARA DELIMITAR UNA CUENCA
1. Obtener una carta nacional, trabajar sobre ella o sobre una papel transparente.
2. Establecer el punto de inters sobre el cual se definir una cuenca, subcuenca o microcuenca (la
desembocadura o confluencia del ro).
3. Trazar con lpiz azul, la red de drenaje, principal y los tributarios.
4. Identificar en los extremos de la red los puntos ms altos (mayor cota), cerros, colinas o montaas.
Marcar estas referencias con color rojo.
5. Con la red de drenaje, los puntos de referencia ms elevados en el contorno de la cuenca, se procede a
marcar con color rojo la divisoria de las aguas.
6. Para identificar la divisoria, hay que tener en cuenta el valor de las curvas a nivel y cuando ellas indican
el drenaje fuera o dentro de la cuenca.
7. Tomar en consideracin algunas referencias; cuando curvas del mismo valor estn muy juntas significan
una gran pendiente, pero si estn muy separadas representan tierras planas. Curvas de forma cncava
hacia arriba y valores ascendentes significan un curso de agua. Curvas de forma convexa hacia arriba y
valores ascendentes, significan un cerro o montaa.
8. Como producto final se obtiene la cuenca delimitada, la red de drenaje y se puede repetir el
procedimiento a nivel de subcuencas y microcuencas.
Fuente: World Vision
-
La cuenca hidrogrfica - partes
-
cb
a
SUB CUENCA DEL RIO SHULLCAS
-
MAPA BASE
-
1. ESTUDIO MORFOMETRICO DE LA
CUENCA
Variables tiles para:
- La caracterizacin fsica de una cuenca.
- El estudio comparativo entre varias cuencas.
- En la prediccin de la respuesta hidrolgica y en la produccin
de sedimentos.
- En la formulacin de su plan de manejo.
Tipos de variables medibles en un mapa
a. Lineales
b. Superficiales
c. De desnivel
d. Variables calculadas mediante frmulas
-
A. Lineales
1. Permetro
Es la longitud de la divisoria topogrfica. Se mide a partir del
punto de salida de la cuenca punto de inters en el cauce.
2. Longitud del cauce principal (Lc)
Es la distancia del cauce principal desde el ro receptor hasta su
naciente cerca de la divisoria. Su suma junto con la longitud de
los cauces secundarios (Lcs) da la longitud total de cauces Ltc).
Tabla 1. Clases de valores de longitud del cauce
principal
Rangos de longitud (km) Clases de longitud del
cauce
7-11 Corto
11-15 Mediano
>15 Largo
3. Longitud axial (La)
Es la longitud en lnea recta del eje mayor de la cuenca.
4. Ancho medio (Am)
Es el promedio del ancho medido en varias secciones de la
cuenca. Tambin se ha definido como el cociente entre
el rea y la longitud axial.
-
5. Longitud total de curvas de nivel (Ltcn)
Es la suma de las longitudes de todas las curvas de nivel dentro de la cuenca.
6. Orden de corriente
Indica el grado de estructura de la red de drenaje. Se obtiene mediante la agregacin de corrientes.
Tabla 2. Clases de orden de corriente
Rangos de ordenes Clases de orden
1-2 Bajo
2-4 Medio
>6 Alto
-
7. Nmero de Escurrimientos
Es la cantidad de afluentes naturales (segmentos) de la cuenca. Constituye una medida de la energa
de la cuenca, de la capacidad de captacin de agua y de la magnitud de la red fluvial.
Tabla 3. Clases de valores afluentes
Rangos de escurrimiento Clases
0-170 Bajo
171-340 Medio
341-510 Alto
-
B. Superficiales
1. rea de la cuenca (A)
Es la superficie de la proyeccin de la cuenca sobre un plano horizontal del rea limitada por la
divisoria topogrfica en ha o km2. Se obtiene automticamente a partir de la digitalizacin y
poligonizacin de las cuencas.
2. rea entre dos curvas de nivel (Acn)
Es la superficie proyectada sobre un plano horizontal del rea entre dos curvas de nivel
consecutivas.
3. rea impermeable (Ai)
Es la superficie de las zonas rocosas o de suelo con textura de baja capacidad de infiltracin.
-
C. De desnivel
1. Diferencia de elevacin del cauce (Ecp)
Es la diferencia entre la altitud del punto ms alto y
ms bajo del cauce.
2. Pendiente del cauce principal
Es la inclinacin promedio del cauce.
H
S = ----- (100)
L
S: Pendiente media del cauce
H: Desnivel entre los puntos ms elevado y ms alto.
L: Longitud del cauce
Tabla 4. Clases de valores de pendiente del cauce
(%)
Rangos de pendiente Clases
30 Fuerte
-
3. Diferencia de elevacin de la cuenca (Ec)
Es la diferencia en m. entre la altitud del punto ms elevado en la divisoria y a la salida de la cuenca.
4. Pendiente media de la cuenca (Pm)
Es el grado de inclinacin media de la cuenca. Constituye un elemento importante en el efecto del agua
al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere y la erosin que produce.
a. Mtodo de Alvord
Estima un valor medio para toda la cuenca o para sectores determinados.
Pm% = (Ltcn* eq * 100)/A
Pm% = pendiente media de la cuenca en porcentaje (%)
Ltcn = longitud total de curvas a nivel
eq = equidistancia de las curvas de nivel en el plano (m)
A = rea en m2)
Valores altos de pendiente media indican menos oportunidad de infiltracin y menores tiempos de
concentracin. Las fuertes pendientes implica menor oportunidad de infiltracin, mayor cantidad y
velocidad de flujo superficial, mayor fuerza de arrastre y menor recarga de agua subterrnea si se
compara con una zona de pendiente baja.
-
b. Mtodo rea elevacin
Este mtodo, requiere de la medicin del rea de las
diferentes franjas de terreno, delimitada por las curvas de
nivel consecutivas y la divisoria de aguas.
Ai * eiEm = -------------
At
Em : Elevacin media de la cuenca en metros
Ai : rea de cada franja en (km2 o m2) de acuerdo al
tamao de la cuenca
ei : Promedio de las curvas de nivel que delimita cada
franja (km o m)
At : rea total de la cuenca en (km2 o m2)
Tabla 5. Clases de valores de elevacin media (m)
Rangos de elevacin Clases de
elevacin
< 200 Baja
200-1000 Moderada
>1000 Alta
-
D. Variables calculadas mediante frmulas
1. Densidad del drenaje (Dd)
La densidad de drenaje es la densidad de cauces por unidad de rea. Refleja controles topogrficos,
litolgicos, pedolgicos, vegetacionales y la influencia del hombre. Densidades altas significa una mayor
tendencia a producir sedimentos y escorrenta con mayor riesgo de crecidas torrenciales. Densidades bajas
se asocia con rocas resistentes y suelos impermeables
Ltc
Dd = -------
A
Dd = Densidad de drenaje (km/km2 )
Ltc = Longitud total de cauces (efmeros, intermitentes y perennes ) de la cuenca en km
A: rea de la cuenca en km2
Tabla 6. Clases de densidad de drenaje
Rangos de densidad (km/km2) Clases
10 Alta
-
2. Forma de la cuenca
a. Coeficiente de compacidad (Kc) o de Gravelius
Compara la forma de la cuenca con la de una circunferencia, cuyo crculo inscrito tiene la misma rea de la
cuenca en estudio. Las cuencas circulares, tienden a concentrar fcilmente la escorrenta. A mayor
coeficiente de relieve, mayor produccin de sedimentos.
P
Kc = 0,28 -------
AKc: Coeficiente de compacidad
P: Permetro de la cuenca
A: rea de la cuenca
Tabla 7. Clases de valores de compacidad.
Rangos de Kc Clases de compacidad
< 1.25 Redonda a oval redonda
1.25 1.50 De oval redonda a oval oblonga
>1.75 De oval oblonga a rectangular
oblonga
-
b. El coeficiente de forma (Kf)
Kf = A/La2
A = rea de la cuenca
La = Longitud axial
Este factor relaciona la forma de la cuenca con la de un cuadrado. Un valor de Kf superior a la unidad indica
el grado de achatamiento de la cuenca o el de un ro principal corto, con tendencia a concentrar el
escurrimiento de una lluvia intensa, originando grandes crecidas.
Tabla 8. Clases de valores de forma
Rangos de Kf Clases de forma
< 0,2 Muy poco achatada
0,2- 0,5 Ligeramente achatada
>0,5 Moderadamente achatada
(cuadrada)
-
c. El ndice de alargamiento (Ia)
Relaciona la longitud mxima de la cuenca en el sentido del ro principal y el ancho mximo de ella medido
perpendicularmente.
LmIa = -------
l
Ia: Indice de alargamiento
Lm: Longitud mxima de la cuenca
l: Ancho mximo de la cuenca
Valores cercanos a 1, es propio de cuencas cuya red de drenaje presenta la forma de abanico y un ro
principal corto. Valores superiores a la unidad, muestran cuencas alargadas.
Tabla 9. Clases de valores de alargamiento
Rangos de I Clases de alargamiento
3.0 Muy alargada
-
3. Coeficiente de masividad (Km)
Representa la relacin entre la elevacin media de la cuenca y su superficie. Este valor toma valores bajos
en cuencas llanas y altos en cuencas montaosas.
Elevacin de la cuenca (m )
Km = -----------------------------------------
rea de la cuenca (km2)
Tabla 10. Clases de valores de masividad
Rangos de Km Clases de masividad
< 35 Llana
35-70 Montaosa
>70 Muy montaosa
-
4. El tiempo de concentracin (Tc)
Es el tiempo que demora en viajar una partcula de agua desde el punto ms remoto hasta el punto de
inters. Corresponde al lapso entre el final de la lluvia y el momento en que cesa el escurrimiento
superficial. Algunas de las frmulas que se emplean para el clculo de este tiempo son las siguientes:
Kirpich: Tc= 0,06626 * (L2/s)0,385
Tmez: Tc= 0,126 * (L/S 0,35)0,75
Passini: Tc= 0,023 * (A*L/S)0,5
Pizarro: Tc= 13,548 * (L2/H)0,77
Tc: Tiempo de concentracin (min)
L: Longitud del cauce principal en (Km)
S: Pendiente del cauce principal (m/m)
A: rea de la cuenca (Km2)
H: Diferencia de alturas (m)
Tabla 11. Clases de tiempo de concentracin (min)
Rangos de Tc Clases
< 40 Rpido
40-80 Moderado
>80 Lento
-
1. Orientacin de la cuenca
Es la direccin geogrfica segn la resultante de la pendiente general. Distintos elementos pueden
relacionarse con la orientacin de la superficie.
- El nmero de horas sol sobre las vertientes de la cuenca. Este es un elemento bastante importante en la
medida que aumenta la latitud de la cuenca. Puede ser el factor principal en el clculo de la evaporacin y
la evapotranspiracin.
- La direccin de los vientos dominantes
- La direccin del movimiento de los frentes de lluvia
-Los flujos de humedad
E. Mapas diversos
-
2. Perfil longitudinal del cauce principal
-
PERFIL LONGITUDINAL RIO LA GRINGA
-
3. Patrones de drenaje
-
PATRN DE DRENAJE- erosionales
-
PATRN DE DRENAJE- deposicionales
-
PATRN DE DRENAJE- especiales
-
PATRN DE DRENAJE- individuales
-
4. Disponibilidad de agua por cuenca
-
MORFOMETRIArea
Permetro
Longitud de cauces
Longitud axial
Pendiente cuenca y cauces
Longitud curvas a nivel
Patrn de drenaje
Densidad de drenaje
Coeficientes de forma
ndice alargamiento
Coeficiente de masividad
Tiempo de concentracin
Ancho medio
Coeficiente de relieve
Orientacin
Perfil transversal Perfil longitudinal
Mapa de pendientes
Curva hipsomtrica
Altitudes
Orden de corriente
Longitud vertientes
IPH
otros