UNIDAD II LA CUENCA HIDROLUNIDAD II LA CUENCA HIDROLÓÓGICAGICA

Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde las gUna cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde las gotas de otas de lluvia que cae sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema lluvia que cae sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de de corrientes hacia un mismo punto de salida.corrientes hacia un mismo punto de salida.

Desde el punto de vista de su salida existen dos tipos de cuencaDesde el punto de vista de su salida existen dos tipos de cuenca::

Una cuenca de drenaje se Una cuenca de drenaje se se asemeja a una hoja de se asemeja a una hoja de un un áárbol con sus rbol con sus nervaduras.nervaduras.

CUENCA ENDORRECUENCA ENDORREÍÍCACA

CUENCA EXORRECUENCA EXORREÍÍCACA

CaracterCaracteríísticas de la cuenca:sticas de la cuenca:

ParteaguasParteaguas: L: Líínea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel nea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topogrtopográáfico. fico.

ÁÁrea de la cuenca: Superficie, en proyeccirea de la cuenca: Superficie, en proyeccióón horizontal, delimitada por n horizontal, delimitada por el el parteaguasparteaguas..

Corriente principal: La corriente principal de una cuenca es la Corriente principal: La corriente principal de una cuenca es la corriente corriente que pasa de la misma.que pasa de la misma.

Cuenca y subcuencas

S1 S2

S2 subcuenca tributaria

S1 subcuenca tributaria

S

Red de drenaje

PendienteParteaguas

Salida

Salida

Salida

DIVISIDIVISIÓÓNN

Tributario Tributario derechoderecho

TalwegTalweg

Punto de Punto de cabalgaduracabalgadura

Punto mPunto máás s altoalto

DIVISIDIVISIÓÓN DE CUENCASN DE CUENCAS

COTAS PRIMARIASCOTAS PRIMARIAS

2400 m

5645 m

3000

40005500

5000

hi+1

hi

25003500

4500

UNA CUENCA PUEDE TENER LAS SIGUIENTES COMPONENTES :UNA CUENCA PUEDE TENER LAS SIGUIENTES COMPONENTES :

CUENCA DEL RCUENCA DEL RÍÍO SABINAL:O SABINAL:

LATI

TUD

LATI

TUD

LONGITUDLONGITUDCOORDENADAS: EN GRADOS, MINUTOS, SEGUNDOS.COORDENADAS: EN GRADOS, MINUTOS, SEGUNDOS.

EN UTMEN UTM

Transversales Universales de MercatorTransversales Universales de Mercator ((UTMUTM), con par), con paráámetros apropiados a la regimetros apropiados a la regióón a n a proyectar. Las zonas UTM son de 6 grados de longitud y para Mproyectar. Las zonas UTM son de 6 grados de longitud y para Mééxico van de la nxico van de la núúmero 11 mero 11 hasta la nhasta la núúmero 16. mero 16.

México extiende sus 2 millones de km2 sobre unos 30 grados de longitud y 20 grados de latitud. Las coordenadas referenciadas a un elipsoide aproximando la Tierra, expresadas en grados, no se tendrían que representar de forma plana (tal como aparecen en la pantalla) porque hacen aparecer México muy deformado, y sobre todo se requiere usar proyecciones para que el cálculo de áreas y distancias sea correcto

Un sistema de referencia completo no sólo incluye la proyección pero también se basa en un Datum. En América del Norte incluyendo a México se empleó el NAD27 hasta finales del siglo pasado, a partir de lo cual se empezó a cambiar a un Datum más preciso : NAD83 para Canadá y Estados Unidos, basado en el elipsoide GRS80 muy cercano al WGS94, ITRF92 para México igualmente centrado en un parecido al WGS94.

Cuenca endorreica del lago de Cuitzeo, Cuenca endorreica del lago de Cuitzeo, MichoacanMichoacan

Cuenca exorreica en EspaCuenca exorreica en Españña Cuenca exorreica en Italiaa Cuenca exorreica en Italia

Existen rExisten rííos y cuencas fuera de la tierra ?os y cuencas fuera de la tierra ?

TierraTierra Luna TitLuna Titáánn

FotografFotografíías obtenidas de la luna Titas obtenidas de la luna Titáán n el 14 de enero de 2005el 14 de enero de 2005

La La misimisióónn Cassini/Huygens :Cassini/Huygens :DemuestraDemuestra queque hay hay muymuy fuertesfuertesevidenciasevidencias de de cuencascuencas y y rrííosos de de

metanometano llííquidoquido

MarteMarte muestramuestra evidenciaevidenciade de antiguosantiguos rrííosos y y cuencascuencas

Regresando a la tierra:Regresando a la tierra:

Dependiendo de la forma de la cuenca, la respuesta a la salida dDependiendo de la forma de la cuenca, la respuesta a la salida de e éésta es sta es diferente.diferente.

Río Chixoy

Tonalá

Río Lacantún

Laguna de Terminos

Grijalva - Villahermosa Río

Usumacinta

Río Grijalva -Tuxtla Gutiérrez

Grijalva - La Concordia

Mar Muerto

Huixtla

Suchiate

Pijijiapan 3006

3001

3003

30073005

3002

2901

2303

2302

2301

2304

3004

CUENCAS HIDROLCUENCAS HIDROLÓÓGICAS DE CHIAPAS Y TABASCOGICAS DE CHIAPAS Y TABASCO

CUENCAS HIDROLCUENCAS HIDROLÓÓGICAS DE CHIAPAS Y TABASCOGICAS DE CHIAPAS Y TABASCO

TAMAÑO DE LA CUENCA (km^2) DESCRIPCIÓN< 2.5 Muy pequeña

25 a 250 Pequeña250 a 500 Intermedia-Pequeña

500 a 2,500 Intermedia-Grande2,500 a 5,000 Grande

> 5,000 Muy grande

hh..-- rríío o ZanapaZanapa

gg..-- rríío o ParedParedóónn

bb..-- rríío o SantanaSantana

ee..-- rríío o SayulaSayula

cc..-- rríío o CoacajapaCoacajapa

ii..-- rríío o de la de la sierrasierra

dd..-- rríío o TzimbacTzimbac

kk..-- rríío o AlmendroAlmendro

w.w.-- rríío o CarrizalCarrizal

ClasificaciClasificacióón segn segúún Daniel Francisco campos Arandan Daniel Francisco campos Aranda

Dendrítico Paralelo Colineal AnularDicotomicoRadial

Desordenado Asimétrico Contorneado Subdendrítico Rectilíneo Enrejado

Rectangular Subparalelo OvaladoAngular

Pinado Anastomotico

Modelos de drenaje de cuencas Modelos de drenaje de cuencas Ver Google Ver Google earthearth

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DE LA RED DE DRENAJESTICAS DE LA RED DE DRENAJE

Entre mEntre máás corrientes tributarias tenga una cuenca, ms corrientes tributarias tenga una cuenca, máás rs ráápida serpida seráá su respuesta su respuesta a la precipitacia la precipitacióón. Se han propuesto cierto nn. Se han propuesto cierto núúmero de indicadores de dicho grado mero de indicadores de dicho grado de bifurcacide bifurcacióón, algunos de los cuales son los siguientes:n, algunos de los cuales son los siguientes:

Orden de corrientes:Orden de corrientes:

Orden Clasificación1-2 Bajo2-4 Medio4-6 Alto

1 de primer orden, dos corrientes de 1 generan una de segundo or1 de primer orden, dos corrientes de 1 generan una de segundo orden, dos den, dos corrientes de 3 orden generan una corriente de 4 orden, etc. corrientes de 3 orden generan una corriente de 4 orden, etc.

LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPALLONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL

La longitud del cauce principal se mide en La longitud del cauce principal se mide en kmkm y se estima para la y se estima para la

corriente de mayor orden de la cuenca .corriente de mayor orden de la cuenca .

Longitud del cauce Longitud del cauce KmKm ClasificaciClasificacióónn

6.96.9--10.910.9 CortoCorto

1111--1515 MedioMedio

15.115.1--1919 LargoLargo

COEFICIENTE DE SINUOSIDADCOEFICIENTE DE SINUOSIDAD

Otros indicadores del grado de bifurcaciOtros indicadores del grado de bifurcacióón de una cuenca son:n de una cuenca son:

Densidad de drenaje:Densidad de drenaje:

Rango Clasificación

0.1-1.8 Baja

1.9-3.6 Moderada

3.7-5.6 Alta

Densidad de corrientes:Densidad de corrientes:

F Clasificación

0-170 Bajo

171-340 Medio

341-510 Alto

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DEL RELIEVESTICAS DEL RELIEVE

Pendiente media del cauce principal (hay tres mPendiente media del cauce principal (hay tres méétodos para determinarla):todos para determinarla):

Primer mPrimer méétodo:todo:

Pendiente del cauce principalPendiente del cauce principalAltimetrical section

285290295

300305310315320

325330335

0 500 1000 1500Distance [m]

Alti

tude

[m a

.s.l.

]

i

ii L

eS =

ei

Pendiente

Li

Segundo mSegundo méétodo:todo:

S

Tercer mTercer méétodo:todo:

La pendiente media es la de una línea recta que, apoyándose en el extremo aguas abajo de la corriente, hace que se tengan áreas iguales entre el perfil del cauce y arriba y debajo de dicha línea.

AA11 = A= A22

SS

AA11

AA22

PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPALPENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL

% Tipo< 2 Llano5 Suave10 Accidentado medio15 Accidentado25 Fuertemente Accidentado50 Escarpado

>50 Muy Escarpado

FORMA DE LA CUENCAFORMA DE LA CUENCA

ParParáámetro de formametro de forma

Esta caracterEsta caracteríística es un buen indicador de cstica es un buen indicador de cóómo sermo seráá la respuesta al escurrimiento a la respuesta al escurrimiento a partir de la forma de la cuenca, ya que entre mayor sea el valorpartir de la forma de la cuenca, ya que entre mayor sea el valor de de PPff , mayor ser, mayor seráá el el perperíímetro por Kmmetro por Km22 de de áárea que se encuentra limitado por la cuenca.rea que se encuentra limitado por la cuenca.

PPff= L= Lpp / A/ A

A = A = áárea en kmrea en km22

LLpp = longitud del per= longitud del períímetro en metro en kmkm

AA

LLpp

Longitud de la cuencaLongitud de la cuenca

En la prEn la prááctica se tienen dos tipos de cuencas, las llamadas regulares y lctica se tienen dos tipos de cuencas, las llamadas regulares y las irregulares. as irregulares. En cualquiera de los casos se debe obtener la longitud de la cuEn cualquiera de los casos se debe obtener la longitud de la cuenca, si esta es regular enca, si esta es regular se puede considerar encerrada en un rectse puede considerar encerrada en un rectáángulo, siendo la longitud de la cuenca, ngulo, siendo la longitud de la cuenca, LcLc((kmkm), el lado mayor de ), el lado mayor de ééste. Por el contrario, si es irregular se tendrste. Por el contrario, si es irregular se tendráá que trazar cque trazar cíírculos rculos dentro de la cuenca, y la longitud dentro de la cuenca, y la longitud LcLc se obtiene de la lse obtiene de la líínea que se forma al unir los nea que se forma al unir los puntos centrales de cada circunferencia.puntos centrales de cada circunferencia.

LcLc en una cuenca regularen una cuenca regular LcLc en una cuenca irregularen una cuenca irregular

ANCHO MANCHO MÁÁXIMO DE LA CUENCAXIMO DE LA CUENCA

Bmáx = ANCHO MÁXIMO (km)

ANCHO MEDIO

A = ÁREA DRENADA (km2)Lc = LONGITUD DE LA CUENCA (km)

COEFICIENTE DE ASIMETRÍA

PENDIENTE MEDIA CUENCA (ALVORD)

A = Área de la cuenca km2

d = Desnivel constante entre curvas de nivel km.L = Longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca en km.

PENDIENTE MEDIA CUENCA (HORTON)

Nx y Ny = Número de intersecciones y tangencias de la malla con las curvas de nivel en ambas direcciones

Lx y Ly = Longitud de las líneas de la malla dentro de la cuenca en ambas direcciones

ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA

Rango de Altitudes

Clasificación

600-1,220 Bajo1,220-1,841 Mediano

1,842-2,462 Alto

ÁÁREAS ENTRE CURVAS DE NIVELREAS ENTRE CURVAS DE NIVEL

CURVA HIPSOGRCURVA HIPSOGRÁÁFICAFICA

hi

Ai

CURVA HIPSOGRCURVA HIPSOGRÁÁFICAFICA

Ipsographic curve

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 5 10 15 20Area [kmq]

Altit

ude

[m a

.s.l.

]

+

18.3 km2

18.0 km2

13.0 km2

13.3 km2

16.0 km2

0.4 km2 3.0 km27.0 km2

5645 m

2400 m

kmkm22

Alti

tud

Alti

tud

m.s

.n.m

m.s

.n.m

Altitud mediaAltitud media yy cota mediacota media

hi

Ajhj

hi+1

Altitud media y cota mediaAltitud media y cota media

Hypsographic curve

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 5 10 15 20

Area [kmq]

Alti

tude

[m

a.s

.l.] hm=4137 m s.l.m.

18.3

Hm=1737 m

5645 m

2400 m

kmkm22

Alti

tud

Alti

tud

m.s

.n.m

m.s

.n.m

Curva hipsométrica

18.3

Hypsographic curve related to the outlet section

0500

100015002000250030003500

0 5 10 15 20

Area [kmq]

Heig

th [

m]

Hm=1737 m

3245 m

Altitud media y Altitud media y cota de salidacota de salida

2400 m

Km2

Cot

as m

.s.n

.m.

Curva hipsográfica relacionada a la cota de salida

Curva hipsomCurva hipsoméétricatricaEvoluciEvolucióón de una cuencan de una cuenca

Hypsometric curve

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Ai/A

(hi-h

min

)/(hm

ax-h

min

)=H

i/Hm

ax

JovJovéén:n: cuenca en cuenca en erosierosióónn

Curva hipsométrica

Estado intermedioEstado intermedio:cuenca en equilibriocuenca en equilibrio

Estado viejo:Estado viejo: cuenca cuenca erosionadaerosionada

Las corrientes se clasifican de varias maneras:

a).- Según esta clasificación las corrientes pueden ser perennes, intermitentes o efímeras.

N.A.FN.A.FN.A.FN.A.F N.A.FN.A.F

N.A.FN.A.F

N.A.FN.A.F

N.A.FN.A.F

Corriente perenne Corriente intermitente Corriente efímera

En una corriente perenne el punto más bajo del cauce se encuentra siempre abajo del nivel de las aguas freáticas. Transportan agua todo el año y siempre están alimentadas.

Una corriente intermitente transporta agua durante la época de lluvias de cada año, cuando el nivel freático asciende. En época de secas el nivel freático desciende por debajo del punto más bajo del cauce y la corriente no transporta agua, salvo cuando se presenta una tormenta.

En una corriente efímera el nivel de de aguas freáticas siempre esta por debajo del punto más bajo del cauce y transporta agua inmediatamente después de una tormenta y, en este caso, alimenta a los almacenamientos de agua subterránea.

b).- Por su posición topográfica o edad geológica.

De acuerdo con esta clasificación los ríos pueden ser de montaña o juveniles, de transición o maduros, o bien de planicie o viejos.

En un mismo cauce se pueden encontrar los tres tipos de ríos.

Los ríos de montaña tienen cotas elevadas sobre el nivel del mar, tienen grandes pendientes y pocas curvas, y debido a las fuertes velocidades que alcanza el agua, sus cauces están generalmente formados por cantos rodados, con un poco de grava y casi nada de finos.

Los ríos de transición están en cotas medias, presentando algunos meandros, con velocidades de agua moderadas y sus cauces están formados por algunos cantos rodados, grava y finos.

Los ríos de planicie, por el contrario presentan numerosos meandros debido a las velocidades bajas del agua y su cause se forma por arena y finos.

CAUCE DE MONTACAUCE DE MONTAÑÑA CON PENDIENTE ELEVADA ( RA CON PENDIENTE ELEVADA ( RÍÍO COATAN )O COATAN )

CAUCE DEL RCAUCE DEL RÍÍO SAN FRANCISCO ( ZONA ALTA DE LA CUENCA DEL O SAN FRANCISCO ( ZONA ALTA DE LA CUENCA DEL SABINALSABINAL ))

CAUCE DE TRANSICICAUCE DE TRANSICIÓÓN CON PENDIENTE MODERADAS ( RN CON PENDIENTE MODERADAS ( RÍÍO COATAN )O COATAN )

CAUCE DE PLANICIE CON PENDIENTE BAJAS ( RCAUCE DE PLANICIE CON PENDIENTE BAJAS ( RÍÍO HUIXTLA )O HUIXTLA )

CAUCE DE PLANICIE CON PENDIENTE BAJA ( RCAUCE DE PLANICIE CON PENDIENTE BAJA ( RÍÍO PLATANAR )O PLATANAR )

El conocimiento de la El conocimiento de la geomorfomologgeomorfomologííaa de la cuenca es de la cuenca es indispensable para generar diseindispensable para generar diseñños hidrolos hidrolóógicos balanceados.gicos balanceados.

( VER VIDEOS RÍO VILCABAMBA)

FIN DEL CAPITULO II FIN DEL CAPITULO II