Morfología de Cuencas

Ingeniera Laura Natalia Garavito Rincn

Universidad Santo Tomas

CUENCA

Unidad bsica de drenaje en el ciclo hidrolgico y la manifestacin principal del ciclo geomorfolgico. Conjunto de terrenos que drenan sus aguas hacia un cauce comn.

Morfologa de Cuencas / Ing. Laura Garavito 2

CUENCA

Utilizar un mapa a escala conveniente.

La divisoria de aguas debe pasar por los puntos ms altos que separan una cuenca de otra.

Las curvas de nivel se cortarn:

Perpendicularmente as estas sean rectas ( paralelas al cauce),

Cncavas (si se va de un punto ms alto a uno ms bajo)

O convexas ( si se va de un punto ms bajo a un ms alto )

La divisoria de aguas solo cortar el

cauce en el punto de inters.

Demarcacin


CUENCA Heterogeneidades

Fsicas Heterogeneidades Hidroclimatolgica

Relieve Suelos Cobertura Vegetal Radiacin Red de drenaje

Humedad atmosfrica Precipitacin Infiltracin Humedad del suelo Evapotranspiracin Escorrenta subsuperficial Escorrenta superficial


CUENCA

Clasificacin de los Ros Segn Edad

Cauce Montaoso Pendientes Altas Secciones transversales tipo V Irregulares Procesos de degradacin

Jvenes


CUENCA


Valle Pendientes baja Erosin mrgenes ros Estables Capaz de transportar los sedimentos

Maduro


CUENCA


Valle amplios y planicies Pendientes muy bajas Formacin de depositos naturales de sedimentos No hay rpidas o caidas Capaz de transportar los sedimentos

Viejo


CUENCA

Elementos de la Cuenca

Lnea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topogrfico y que separa la cuenca.

El parteaguas o divisoria de aguas


MORFOLOGA CUENCA

Parmetros

Forma Relieve Drenaje


influyendo directamente en la cantidad de agua que ella puede producir y consecuentemente en la magnitud de los caudales.

rea

Determinar directamente de un plano Topogrfico

Software Planmetro Descomposicin geomtrica Pesadas

MORFOLOGA CUENCA

Parmetros de Forma


MORFOLOGA CUENCA

Parmetros de Forma

rea Clasificacin rea (Km)

Hoya Hidrogrfica > 600

Cuencas 600 - 300

Subcuencas 100 - 300

Microcuencas < 100


MORFOLOGA CUENCA

Parmetros de Forma

Permetro: (P) longitud del lmite exterior de la cuenca.

Software Curvmetro Hilo metlico


MORFOLOGA CUENCA

Parmetros de Forma

Longitud de la cuenca. Es la longitud de una lnea recta con direccin paralela al cauce principal.


MORFOLOGA CUENCA

Parmetros de Forma

Longitud mxima (Lm):

Distancia punto de desage y el punto ms alejado de la cuenca siguiendo la direccin de drenaje.

El recorrido principal, es la mxima distancia recorrida por el flujo de agua dentro de la cuenca


MORFOLOGA CUENCA

Parmetros de Forma

Longitud del cauce principal.

Es la distancia entre la

desembocadura y nacimiento.

L1

S

1

S

2

S

3

L2

L3

S

4

S

5

L4

L5

Valor Clase

6.9 - 10.9 Corto

11 - 15 Mediano

15.1 - 19.1 Largo


Parmetros de Forma

ndice o coeficiente de compacidad (Kc).

1, Mayor posibilidad de crecientes con mayores picos (caudales), mayor alargamiento en la forma de la cuenca

Entre ms bajo sea Kc, mayor ser la concentracin de agua.

Pudiendo alcanzar valores prximos a 3 en cuencas muy alargadas

Kc Forma

1.00 1.25 Redonda a oval redonda

1.25 1.50 Ovalredonda a Oval Oblonga

1.50 1.75 Oval Oblonga a Rectangular Oblonga


Parmetros de Forma

Coeficiente de forma (Kf) o Factor de forma.

Factor de forma bajo esta menos sujeta crecidas que una de misma rea y mayor factor de forma).

Kf superior a la unidad tendencia a concentrar el escurrimiento de una lluvia intensa formando fcilmente grandes crecidas.

Kf Forma

0.01 0.18 Poco Achatada

0.18 0.36 Ligeramente Achatada

0.36 0.54 Moderadamente Achatada

L : Recorrido principal B: Ancho medio A : rea de la cuenca


Parmetros de Forma

Coeficiente de forma (Kf) o Factor de forma.


Parmetros de Forma

ndice Alargamiento Ia .

Kf Forma

0.0 1.4 Poco Alargada

1.5 2.8 Moderadamente Alargada

2.9 4.2 Muy Alargada

L : Longitud mximo recorrido l: Ancho Cuenca


Parmetros de Forma

Relacin de elongacin (Re)

Lm : Longitud mximo recorrido A: Area

Re 1.0 , la cuenca es plana 0.6 Re 0.8 , la cuenca es de relieve pronunciado


Parmetros de Relieve

MORFOLOGA CUENCA


Parmetros de Relieve Elevacin Media.

Calculo Inmediato con S.I.G.

Es un factor que se relaciona con la temperatura y la precipitacin

> Elevacin > precipitacin.



Pendiente de la cuenca

Tiene estrecha relacin con:

La infiltracin, El escurrimiento superficial, La humedad del suelo y La contribucin del agua subterrnea al caudal de la corriente.

Afecta notablemente a la relacin lluvia

escurrimiento pues reduce el tiempo de

concentracin y acorta el perodo de

infiltracin



Pendiente de la cuenca.

Clasificacin


Parmetros de Relieve Pendiente de la cuenca.

Calculo Inmediato con S.I.G.

Mtodo de Horton Pendiente Vertical

n = nmero de intersecciones

e =equidistancia entre curvas de nivel (metros)

lvert = suma de las longitudes de las verticales




n = nmero de intersecciones

e =equidistancia entre curvas de nivel (metros)

lvert = suma de las longitudes de las Horizonatales

Mtodo de Horton Pendiente Vertical

Mtodo de Horton Pendiente Media


Parmetros de Relieve Pendiente de la cuenca.

Mtodo Nash

n = nmero de nudos

Si= Pendiente en cada nudo

Sc= Pendiente Cuenca media




Mtodo de Alvord

Sm = Pendiente media de la cuenca

D = Desnivel entre curvas de nivel

L = Longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca

Ac = rea de la cuenca



Curva Hipsomtrica.

% de rea de la cuenca que existe por encima de una cota.

Proporciona una informacin sintetizada sobre la altitud de la cuenca, representa grficamente la distribucin de la cuenca vertiente por tramos de altura.



Curva Hipsomtrica.

Curva A: Cuenca con gran potencial erosivo (Rio joven).

Curva B: Cuenca en equilibrio (Ro maduro).

Curva C: Cuenca sedimentaria (Ro viejo).


Parmetros de Relieve Curva Hipsomtrica.

N Limite

Inferior Limite

Superior

Promedio Elevacin m.s.n.m

Area entre Curvas

(ha)

Area * Elevacin (Km*ha)

% Area % Area

Acumulada

1 2450.00 2500.00 2475.00 14881.33 36831294 7.0% 100.0%

2 2500.00 2550.00 2525.00 10540.40 26614507 4.9% 93.0%

3 2550.00 2600.00 2575.00 12220.71 31468324 5.7% 88.1%

4 2600.00 2650.00 2625.00 13702.97 35970287 6.4% 82.4%

5 2650.00 2700.00 2675.00 17347.13 46403563 8.1% 76.0%

6 2700.00 2750.00 2725.00 17813.48 48541732 8.3% 67.9%

7 2750.00 2800.00 2775.00 16355.46 45386390 7.6% 59.6%

Altura ms frecuente: intervalo del mayor porcentaje de rea. Altura media: percentil 50 de la curva hipsomtrica.



Rectngulo equivalente.

Rectngulo que tiene la misma rea, permetro, coeficiente de compacidad y curva hipsomtrica que la cuenca.




Lneas de nivel del rectngulo equivalente Di: distancia desde la parte mas baja del rectngulo equivalente hasta la curva de nivel. Ai: el rea por debajo de la curva de nivel considerada.



Relacin hipsomtrica

Indicador del estado de equilibrio dinmico de la cuenca. As, cuando Rh = 1, se trata de una cuenca en equilibrio morfolgico.

Ss = reas sobre la curva hipsomtrica

Si = Area bajo la curva hipsomtrica



Indice De Pendiente Global (Ig)

Permite caracterizar el relieve utilizando informacin tomada de la curva hipsomtrica y del rectngulo equivalente se expresa en m/ Km

Lm = Lado mayor rectngulo equivalente H5 = Altura sobre la que esta el 5 % de la superficie (curva hipsomtrica) H95 = Altura sobre la que esta el 95 % de la superficie (curva hipsomtrica)



Indice De Pendiente Global (Ig)

TIPO DE RELIEVE Ig MUY DEBIL < 2 DEBIL 2 a 5 DEBIL MODERADO 5 a 10 MODERADO 10 a 20 MODERADO FUERTE 20 a 50 FUERTE 50 a 100 MUY FUERTE 100 a 200 EXTREM FUERTE > 200



Desnivel Especifico (Ds):

TIPO DE RELIEVE Ds

MUY DEBIL < 10

DEBIL 10 a 25

DEBIL MODERADO 25 a 50

MODERADO 50 a 100

MODERADO FUERTE 100 a 250

FUERTE 250 a 500

MUY FUERTE 500 a 1000

EXTREM FUERTE 1000 a 2500



Pendiente del Cauce Principal.

Indicador del grado de respuesta hidrolgica de una cuenca a una tormenta.

Mtodo de Taylor y Schwarz


Parmetros de Drenaje

MORFOLOGA CUENCA

Patrones de drenaje en una cuenca



Clasificacin de los ros segn duracin de su descarga.

Corriente perenne. todo el ao. Corrientes intermitentes. algunas semanas o meses. Corrientes efmeras. Despus de algn evento hidrolgico, intervalo de horas o das.



Orden de la corriente.

A mayor orden, mayor ser la red y su estructura ms definida

Orden Caracte.

1-2 Bajo

3-4 Mdio

5-6 Alto



Relacin de Bifurcacin.

Respuesta de la cuenca a un precipitacin (Mayor o menor rapidez de las ondas de crecida) Cuenca homognea 3 Rb 5 Cuenca muy elongada Rb> 10

Relacin de Longitud (Rl):



Densidad de corriente.

Suma del numero de los tributarios (Ns) dividida por el valor de rea (A) de la cuenca.

Establece la mayor o menor posibilidad de que cualquier gota de agua encuentre un cauce mayor o menor tiempo.



Densidad de Drenaje.

Relacin de la suma de las longitudes de las corrientes (L) entre el valor del rea (A).



Densidad de Drenaje.

Indica la naturaleza del suelo Valores alto poca cobertura del suelo, impermeables y/o erosionables.



Constante de estabilidad del ro C.

Representa la superficie de cuenca necesaria para mantener condiciones hidrolgicas estables en una unidad de longitud de canal. Medida de la erodabilidad de la cuenca. Regiones con suelo rocoso muy resistente, o con suelos altamente permeables que implican una elevada capacidad de infiltracin, o regiones con densa cobertura vegetal, tienen valores altos de la constante de estabilidad y bajos de densidad de drenaje.


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