2-Cuencas
Transcript of 2-Cuencas
HidrologíaHidrología
La cuenca La cuenca hidrográficahidrográfica
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE
UNIDAD DE POST GRADOMaestría: Gestión sostenible de cuencas hidrográficas
Sebastián Santayana V.Sebastián Santayana V.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 2
Territorio delimitado por una divisoria, por donde agua de lluvia discurre y es drenada a través de una red de cauces que fluyen hacia una corriente principal y por éste, hacia un único punto de salida.
divisoria
Área de cuenca
Corriente principal
Punto de salida al mar
Corrientes tributarias
Mar
Cuenca hidrográfica
Área drenada por una corriente o sistema interconectado de cauces; escurrimiento originado en ella es descargado a través de una única salida.
Divisoria
Salida de cuenca
Divisoria
Corriente principal
Tributarios
Salida de cuenca
Cuenca hidrográficaCuenca hidrográfica
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 4
Esquema de cuenca Esquema de cuenca hidrográficahidrográfica
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 5
Cuenca hidrográficaCuenca hidrográfica
Cauces y ríos forman una
red de canales
conectando cuenca
desde parte más alta
hasta punto de
evacuación.Divisoria
Cauces de primer orden
Punto de salida
FlujoConfluencia/bifurcación
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 6
Cuenca hidrográficaCuenca hidrográfica
Ámbito territorial formado por un río con sus afluentes y por un área colectora de agua;Área drenada por un único sistema fluvial, que cuenta con un solo punto de evacuación.Todo curso de agua tiene una cuenca tributaria cuenca tributaria bien definida y única en cualquier punto de su recorrido.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 7
Cuenca Cuenca hidrográficahidrográfica
Subcuenca: unidad de drenaje de menor superficie que una cuenca y que forma parte de ésta.
Microcuenca: mínima unidad territorial de drenaje dentro de una cuenca, y tributaria de una subcuenca.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 8
Microcuenca alta Microcuenca
alta Subcuenca alta
Entorno de cuenca
Subcuenca alta
Subcuenca media
Quebradas
Subcuenca Baja
Límite de cuenca adyacente
Zona de intercuencas
Desembocadura
División de cuenca División de cuenca hidrográficahidrográfica
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 9
Cuenca y ciclo Cuenca y ciclo hidrológicohidrológico
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 10
A: Divisoria hidrográficaB: Divisoria hidrológica
Cuenca hidrográfica y Cuenca hidrográfica y cuenca hidrológicacuenca hidrológica
Manto rocoso
Precipitación
Escorre
ntía
Escorrentía
Flujo
subterráneo
A
B
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 11
Cuenca hidrográfica y Cuenca hidrográfica y cuenca hidrogeológicacuenca hidrogeológica
Cuenca hidrográfica: (cuenca topográfica).
Cuenca hidrogeológica: se refiere a cuenca de aguas subterráneas, que puede no coincidir con cuenca topográfica. Queda definida por divisoria de sistemas de flujo subterráneo.
Esco
rren
tía
Flujo subterráneo
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 12
Caracterización de cuenca Caracterización de cuenca hidrográficahidrográfica
Unidad hidrológica delimitada por divisoria
de agua, con único punto de salida;
oProcesos hidrológicos deben estudiarse dentro
de una cuenca;oPor ello es tan importante delimitación de cuenca de
interés y su caracterización.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 13
Divisoria de aguasDivisoria de aguas
Divisoria: línea que delimita área de cuenca.Permite dividir flujo de agua hacia diferentes cauces.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 14
Delimitación de cuencasDelimitación de cuencas
Lo primero es Lo primero es definir red definir red hidrográfica del río hidrográfica del río al cual se desea al cual se desea delimitar su delimitar su cuenca cuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 15
Delimitación de cuencaDelimitación de cuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 16
Delimitación de cuencasDelimitación de cuencas
Definida red Definida red de drenaje de drenaje (cuenca de (cuenca de interés interés -- y y vecinas vecinas --), ), se localiza se localiza puntos más puntos más altos (altos (XX); se ); se traza límite traza límite de cuenca de cuenca ((--) )
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 17
Delimitación de cuencas Delimitación de cuencas
Se sigue línea que une puntos más elevados (divisoria divisoria de aguas)de aguas), teniendo en cuenta que líneas de flujo son perpendiculares a curvas de nivel y hasta punto emisor de aguas del río (punto de punto de evacuaciónevacuación).
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 18
Delimitación de cuencasDelimitación de cuencas
Límite de cuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 19
Delimitación de subcuencaDelimitación de subcuenca
Límite de subcuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 20
A partir de A partir de cualquier punto cualquier punto definido, puede definido, puede establecerse establecerse la delimitación la delimitación de de microcuenca. microcuenca.
Delimitación de Delimitación de microcuencasmicrocuencas
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 21
Delimitación de cuencas Delimitación de cuencas
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 22
Delimitación de cuencaDelimitación de cuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 23
Imagen de Imagen de satélite que satélite que
permite permite visualizar limites visualizar limites
de cuencasde cuencas
Delimitación de
cuencas
Microcuenca Microcuenca de Qda. de Qda. HuaycoloroHuaycoloro
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 24
Delimitación de cuencaDelimitación de cuenca
Imagen de Imagen de satélite que satélite que
permite permite visualizar visualizar limites de limites de cuenca o cuenca o
divisoria de divisoria de aguasaguas
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 25
Características físicas de Características físicas de cuencacuenca
Delimitación de cuenca define: área y perímetro.
Otras características: curvas hipsométricas, altitud media y mediana, perfil del cauce, etc.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 26
Area (A): área de drenaje, limitada por divisoria de aguas;
Perímetro (P): longitud de la divisoria de aguas
Longitud de cuenca (L): longitud a lo largo del cauce principal;
Ancho (W): relación entre área y longitud de cuenca:
W = A/L
A
L
PP
A
P
L
Características físicas de Características físicas de cuenca cuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 27
Curvas hipsométricasCurvas hipsométricas
Cuenca se divide en áreas parciales.
Se determina cada área parcial.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 28
Cota Areas % Area Acum. % Area Acum. %
(msnm) Parciales Debajo (km2) Encima (km2)
0 0 0 0 0 210 1000-800 800 0.8 0.38 0.8 0.38 209.20
800-1200 1200 11.6 5.52 12.40 5.90 197.60 99.81200-1600 1600 18 8.57 30.40 14.48 179.60 93.951600-2000 2000 25.8 12.29 56.20 26.76 153.80 85.172000-2400 2400 24.1 11.48 80.30 38.24 129.70 72.592400-2800 2800 28.4 13.52 108.70 51.76 101.30 60.832800-3200 3200 34.2 16.29 142.90 68.05 67.10 46.983200-3600 3600 28.8 13.71 171.70 81.76 38.30 30.293600-4000 4000 28.3 13.48 200.00 95.24 10.00 16.244000-4400 4400 3.9 1.86 203.90 97.09 6.10 2.444400-4800 4800 5.0 2.38 208.90 99.48 1.10 0.544800-4900 4900 1.1 0.52 210.00 100.00 0.00 0
Curvas hipsométricasCurvas hipsométricas
Se elabora cuadro de datos obtenidos de áreas parciales Se elabora cuadro de datos obtenidos de áreas parciales de cuenca, para elaborar curvas hipsométricasde cuenca, para elaborar curvas hipsométricas
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 29
Curvas hipsométricasCurvas hipsométricas
Representan relación entre altitud y área acumulada por debajo o por encima de dicha altitud
Altitud mediana
Se elaboran curvas hipsométricas.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 30
Curva hipsométricaCurva hipsométrica
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 31
Curvas hipsométricas Curvas hipsométricas característicascaracterísticas
Curvas hipsométricas características del ciclo de erosión:
Curva A: fase de juventud;
Curva B: fase de madurez;
Curva C: fase de vejez.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 32
Altitud media de cuenca Altitud media de cuenca
Altitud media (aritmética):Hmed = (cota mayor + cota menor)/2
Altitud media ponderada (H):Se obtiene empleando ecuación:
Donde:Si = Área parcial de terreno entre curvas de nivel
seleccionadas.hi =Altitud media de cada área parcial
comprendida entre curvas de nivel seleccionadas.
A = Área total de cuenca.
A
hiSiH
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 33
Polígono de frecuenciasPolígono de frecuencias
Gráfico de barras de áreas parciales (%) con Gráfico de barras de áreas parciales (%) con respecto a altitudes (msnm) que las encierran.respecto a altitudes (msnm) que las encierran.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 34
Índice de compacidad o Índice de compacidad o coeficiente de Gravelious (Kcoeficiente de Gravelious (Kcc))
Relación entre perímetro de cuenca y perímetro de un círculo equivalente, cuya área es igual a cuenca en estudio.
Indica regularidad de forma de cuenca y su influencia en máximas crecidas.
Kc = Perímetro de cuenca/Perímetro del círculo equivalente
Kc = Coeficiente de Compacidad
P = Perímetro de cuenca, en km.A = Área de cuenca, en km2
A
PKC 28,0
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 35
Cuencas circulares y Cuencas circulares y
alargadasalargadas
Si Kc = 1, cuenca será de forma circular; con mayores crecientes (Tc de diferentes puntos de cuenca serían iguales).
Por lo general, para cuencas alargadas, se espera Kc > 1.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 36
Rectángulo equivalenteRectángulo equivalente
Rectángulo de igual área, perímetro, coeficiente de compacidad e hipsometría; relaciona perímetro y área de una cuenca, tratando de reducirla a dimensiones de un rectángulo.
Curvas de nivel son rectas paralelas al lado menor, y desagüe de cuenca, que es un punto, queda convertido en lado menor del rectángulo.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 37
Rectángulo equivalenteRectángulo equivalente
})Kc12,1(11{
12,1
AKcl 2
})Kc12,1(11{
12,1
AKcL 2
KcKc = Coeficiente de = Coeficiente de CompacidadCompacidad
AA = Area de la = Area de la cuencacuenca
L L = Lado mayor del = Lado mayor del rectángulorectángulo
l l = Lado menor del = Lado menor del rectángulorectángulo
Para construcción del rectángulo, se parte del perímetro, P, y área de cuenca, A. Si lados menor y mayor del rectángulo son, respectivamente, L1 y L2, entonces:
0.28A K = )L+L( 2 = P c
21A = L L 21
Solución de este sistema de ecuaciones es:
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 38
Rectángulo equivalenteRectángulo equivalente
LL = 26.02 km; ll = 6.61 km. ee = ai/l; ee55 = a5/l = 72.4/6.61 = 10.95
km.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 39
Perfil longitudinal del curso Perfil longitudinal del curso de aguade agua
Punto Dist. de L (km)
Cota (m)
LABCDEF
0,012.430.241.063.774.083.2
372 (*)400450500550600
621 (*)
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 40
Pendiente media del cauce Pendiente media del cauce principalprincipal
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 41
Pendiente media del cauce Pendiente media del cauce principalprincipal
Pendiente media
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 42
Densidad de drenajeDensidad de drenaje
Densidad de drenaje (Dd): cociente entre longitud total de cauces de red de drenaje y superficie de cuenca:
DDdd = L = LTT/A/A
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 43
Otros parámetros de Otros parámetros de cuencacuenca
Factor de forma (Rf): definido por Horton, como cociente entre superficie de cuenca y cuadrado de su longitud:
Extensión media del escurrimiento superficial (Es):
EEss = A/4L = A/4LTT
2L
A = R f
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 44
Densidad de caucesDensidad de cauces
Densidad de cauces o frecuencia de ríos: indica cuantas corrientes hay en una determinada área de cuenca.
Dr = R/AEjemplo:
Dr = R/A = 7/40 = 0.175
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 45
Relación de bifurcaciónRelación de bifurcación
Relación de bifurcación “Rb”: corresponde a razón entre número de cauces o segmentos de un orden dado “Nu” y número de cauces del orden inmediatamente mayor "Nu+1”
Rb = NRb = Nuu/N/Nu+lu+l
Relación de bifurcación puede no ser precisamente la misma de un orden dado al siguiente, por variaciones de geometría de hoya, pero serie que se origina puede tender a ser constante.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 46
Diferentes formas de cuencasDiferentes formas de cuencas
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 47
Grado de ramificación, Grado de ramificación, orden de cauces y orden orden de cauces y orden
de cuencade cuenca
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 48
11
2
3
4Cuencas de 4° orden
1
1
11
1
1
3
2
2
2
Orden de cauces y de Orden de cauces y de cuencacuenca
Cuenca de 3er orden
Orden indica qué tan ramificado está el drenaje
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 49
Tiempo de concentración (Tc)Tiempo de concentración (Tc)
Tiempo necesario para que toda el área de cuenca contribuya al escurrimiento superficial en sección de salida.
Factores que influencian Tc de una cuenca son:o Forma de cuenca. o Declividad media de cuenca. o Tipo de cobertura vegetal. o Longitud y pendiente de curso principal y afluentes. o Distancia horizontal entre punto más alejado de
cuenca y punto de evacuación. o Condiciones del suelo en que cuenca se encuentra al
inicio de lluvia.
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 50
Tiempo que una gota deprecipitación excedentedemora para recorrer distancia desde punto másalejado hasta salida de cuenca
Tc
Tiempo de Tiempo de concentraciónconcentración
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 51
Tiempo de concentraciónTiempo de concentración
Fórmula de Picking:
Fórmula de Ven Te Chow:
Fórmula de California Highways:
31
2
3,5
I
Lt c
I
Lt c 20,25
385,03
57
H
Lt c
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 52
Líneas que representan lugar común de puntos de cuenca que tienen mismo tiempo de translación hasta salida
Isócrona de 1 hora
Isócrona de 2 horas
3 horas
4 horas IsocronasIsocronas
Hidrología. Cuenca hidrográfica. S. Santayana V. 53
Perú: cuencas Perú: cuencas hidrográficashidrográficas
Vertiente del Pacífico: 50 cuencas.
Vertiente del Atlántico: 44 cuencas.
Vertiente del Titicaca: 9 cuencas.
Cuenca más contaminada: Mantaro.
Cuencas con hidroeléctricas: Rimac, Mantaro, Santa, Vilcanota,
Cuenca más poblada: Rimac.