CARACTERISTICAS HIDROLOGICAS DE LA CUENCA DEL RÍO SUBIA Leidy Juliana Prada (
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[email protected]) Paula Gaona Rubio (
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[email protected]) German David Gonzalez (
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Marco teórico: Cuenca Hidrográfica. Se considera una Cuenca Hídrica como la unidad territorial delimitada a partir de una línea divisoria de aguas (definida de forma natural en el terreno) que se conforma por un sistema hídrico que conduce a lagos, riachuelos, quebradas o ríos que de una manera u otra desembocan en un rio principal, el mar o algún lago (naturales, 2007). En esta área se encuentran los seres naturales y la influencia del ser humano que desarrolla actividades económicas y sociales que producen consecuencias positivos y negativos en la zona (Bateman, 2007).
Figura 1. Esquema de una Cuenca Hídrica.
Divisoria de Aguas. Es una línea imaginaria de cumbres que divide los ríos que vierten en las distintas cuencas hídricas. A cada lado de la divisoria, las aguas precipitadas terminan en ríos principales de la respectiva cuenca. Esta marca el límite entre cuenca hidrográfica y la cuenca vecina (Lima, 2011).
Figura 2. Imagen de una Divisoria de aguas.
Parámetros morfológicos 1. Área de la cuenca. Es probablemente la característica geomorfológica más importante para el diseño ya que es el área plana, o en proyección horizonte, delimitada por la divisoria de la cuenta hídrica (Lima, 2011). El área de la cuenca (A) está definida por el polígono cerrado dibujado para así ser calculado con la malla de puntos. Sus unidades de medición son Km2 (Aguilar, 2007). Tamaño de la cuenca (km2)
Descripción
25 a 250
Pequeña
250 a 500
Intermedia-pequeña
500 a 2,500
Intermedia-grande
2,500 a 5,000
Grande
>5,000
Muy grande Tabla 1. Área de la cuenca.
Fuente: http://irrigacion.chapingo.mx/planest/documentos/apuntes/hidrologia_sup/CUENCAS.pdf
2. Perímetro de la cuenca El perímetro (P), está definida como la longitud del contorno del área de la cuenca. Dicho de otra forma, es la longitud del polígono que define
los límites de la cuenca y depende de la superficie y forma de esta figura. Las unidades de medida son Km (Asensio, 2007). 3. Longitud de la corriente La longitud (L) de la corriente, se define como la distancia horizontal, medida a lo largo del curso principal, entre un punto aguas abajo y el limite definido para la cuenca (Cardona, 2007).
Figura 3: Longitud y perímetro de una cuenca. Fuente: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/oguerre/4_Geomorfologia.pdf
4. Pendiente media de la corriente (Ic) De acuerdo a su fórmula matemática, es posible mencionar que la Pendiente media de la corriente (IC) es la diferencia tota de la elevación del cauce principal dividida por la longitud total. Fórmula:
− ) ( ( − )
Ecuación 0: Pendiente media de la corriente
H0 = Elevación de desembocadura del río principal. H1 = Elevación del nacimiento del río principal. L1- L0 = Longitud de la corriente principal. 5. Pendiente media de la cuenca (Lm)
Es la media ponderada de todas las pendientes correspondientes a áreas elementales en que se considera constante la máxima pendiente. Está pendiente, depende de la configuración topográfica del terreno y el área de la cuenca (Viessman, 200). Formula:
= ( ∗ ) Ecuación 1: Pendiente media de la cuenca
Lm = Pendiente media de la cuenca en m/km Li = Longitud total de las curvas de nivel que se encuentran en la cuenca considerada, en km Ed = El valor de la equidistancia entre curvas de nivel que se han medido, en m. A = Área de la cuenca en Km² 6. Elevación media de la cuenca (Hm)
La elevación media de una cuenca es la que determina la cota de curva de nivel que divide la cuenca en dos zonas de igual área. Dicho en otras palabras, es la elevación correspondiente al 50% del área total. Así mismo, esto constituye un criterio de variación territorial del escurrimiento resultante de una región (GRANDE, 2015). Para determinar la elevación media de una cuenca existe diferentes métodos, uno de estos es la técnica Área- elevación que se caracteriza por la siguiente formula (JUNCO, 2004):
= (Ʃ ∗ ) Ecuación 2: Elevación media de la cuenca
E = Elevación media = Sumatoria a = Área entre un par de curvas de nivel dado
Ʃ
e = Altitud media (rango entre las curvas de nivel) A = Área de la cuenca
Figura 4: Valores de una curva hipsométrica. Fuente: http://www.inecc.gob.mx/descargas/cuencas/morfometria_pico_tancitaro.pdf
7. Curva hipsométrica
Representa la elevación de los varios terrenos en la hoja con referencia al nivel del mar. Esta diferencia puede ser demostrada a partir de una gráfica que muestre el porcentaje de área de drenaje que existe por encima o debajo de varias elevaciones. La curva hipsométrica, se considera como un criterio de variación territorial que funciona para caracterizar zonas climatológicas (Villarroel, 2007). Esta curva, relaciona el valor de las cotas (eje x) con el porcentaje de área acumulada (eje y).
Figura 5: Ejemplo de una curva hipsométrica.
8. Forma de la cuenca (Kc)
Es la relación ex istente entre el perímetro y el área de la zona delimitada. Esta es una variable relacionada con los procesos de
escorrentía superficial, tiempo de concentración y con el movimiento del agua en la cuenca (Prieto, 2014). Fórmula:
= 0,28 √
Ecuación 3: Forma de la cuenca
Kc= es el coeficiente de compacidad P= perímetro de la cuenca A= área de la cuenca 9. Coeficiente de comparación (Tc) El Coeficiente de comparación, como su palabra lo menciona compara la forma de la cuenca con la de una circunferencia que, de acuerdo a los datos investigativos, entre más irregular sea más tiempo se demora el agua en llegar a los ríos y provocar desastres ambientales (Bateman, 2007). Esto se representa a partir de la siguiente formula:
= 0.0195/ ∆ / 0.385 Ecuación 4: Formula del Coeficiente de comparación
Tc= Coeficiente de comparación. L= Longitud. = Diferencia entre alturas.
∆
Rango
Clase de Kc
1-1.25
Forma redonda a oval redonda
1.25-1.5
Forma oval redonda a oval oblonga
1.5-1.75
Forma oval oblonga a rectangular oblonga Forma rectangular oblonga
>1.75
Tabla 2: Tipo de cuenca según el coeficiente de compacidad
10.Factor de forma (FT)
El factor de forma, es la relación que hay entre el ancho medio de la cuenca y la longitud de su cauce principal. Fórmula:
=
Ecuación 5. Factor forma
A= Área de la cuenca L= Longitud de la corriente más larga. Parámetros fisiográficos I.
Densidad de drenaje (Dd)
Indica la capacidad que presenta una cuenca para evacuar las aguas que transitan por su superficie. De acuerdo a la fórmula matemática, se puede mencionar que la densidad de drenaje presenta una relación entre la longitud total de los cursos de agua dentro de la cuenca y el área total de esta (RICARDO, s.f.). A continuación, se presentará la fórmula:
=
Ecuación 6. Densidad de drenaje
Dd = Densidad de drenaje. Lx = Longitud total de los cursos de agua de la cuenca A = Área Total de la cuenca Densidad de drenaje
0 =3.5
Definición Cuenca mal drenada Cuenca bien drenada
Tabla 3: Tipos de densidad de drenaje
Resultados. Área. Cantidad de puntos contados en la malla de puntos
El mapa a ser escala: 1:100000. 668
Cada punto vale 0.25
A= 668*0.25 A= 167 km2 Perímetro. P= 52cm*100000cm
p= 5200000cm
P= 52 Km
Longitude. L= 20cm*100000cm L= 200000cm L=20 Km Pendiente media de la corriente (Ic) Longitud de la corriente principal (km) 20
Curva de nivel más grande (m)
Curva de nivel más pequeña (m)
2770
1470
− 1470m = 2770m 20000m = . =6.5 %
Pendiente media de la Cuenca (Lm) Curva de nivel 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600
Longitud Longitud Longitud (Km) (mm) (cm) 47.5 4.75 4.75 10 100 10 26 260 26 24.5 245 24.5 22.5 225 22.5 18.5 185 18.5 16 160 16 8.5 85 8.5 TOTAL 130.75 130.75
)(130.75km)] = [(200m167km^2 = .
Elevación media de la cuenca (Hm) Rango de cotas (m.s.n.m) 2800-3000 2600-2800 2400-2600 2200-2400 2000-2200 1800-2000 1600-1800 1470-1600
cotas intermedias (m.s.n.m) 2900 2700 2500 2300 2100 1900 1700 1535 Total
Área Intermedia (Km2) 8.75 28.75 31.5 31.1 33.75 17.25 10.5 5.5 167
Ai*Ci 25375 77625 78750 71530 70875 32775 17850 8442.5 383222.5
(∑ × ) = +++() ∑ ………… =
= 383222.5 167
Hm= 2294.745 Curva Hipsométrica Cotas intervalo de clase (m.s.n.m)
Cota media del intervalo (m.s.n.sm)
Área (Km^2)
Área acumulada (Km^2)
Porcentaje de área (%)
Porcentaje acumulado de área
Columna por columna
2800
3000
2900
8,75
8,75
5,23
5,24
25375
2600 2400 2200
2800 2600 2400
2700 2500 2300
28,75 31,5 31,1
37,5 69,25 100,1
17.20 18.85 18.62
22,44 41,44 59,90
77625 78750 71530
2000
2200
2100
33,75
133,85
20.19
80,10
70875
1800
2000
17,25
1600 1470
1800 1600
1900 1700 1535
151,1 161,6 167,1
10.34 6.28 3.29 100
90,42 96,71 100
32775 17850 8442,5 383222,5
Total
10,5 5,5 167,1
Porcentaje de area (%) 2,900 2,700 2,500 2,300 2,100 1,900 1,700 1,500 0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
Porcentaje de area (%)
Forma de la cuenca (Kc)
100.00
120.00
p = 0.28 × A. 52km = o.28 × 167. = . km Coeficiente de la capacidad (Tc)
= 0.0195×/ ∆ / . (20000) = 0.0195 ×/ 2770−1470 /. Tc= 114.51 min Factor de forma (Ff)
= Ff=0.4175
Densidad del drenaje (Dd) Nombre de la quebrada Quebrada el Mal paso Quebrada Guachani Quebrada Carbonera Quebrada Chiquinquirá Quebrada Rio seco Total
Longitud de la quebrada (mm) 25 30 35 80 45 -
Longitud de la quebrada (cm) 2.5 3 3.5 8 4.5 -
Longitud de la quebrada (km) 2.5 3 3.5 8 4.5 21.5
= Dd=0.15Km/Km2 Análisis de resultados Conclusiones Bibliografía
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