UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL ASIGNATURA
:
HIDROLOGIA
TEMA
:
Delimitación y Características Fisiográficas de la Microcuenca del Rio Negro.
TRABAJO: DOCENTE
Informe N° 02
:
Ing. Toribio
INTEGRANTES :
ASIS SALAZAR LEONCIO ALEJANDRO CANO REYES JOSE LUIS YAURI COCHACHIN JHON PEDRO
Huaraz-2013
I. INTRODUCCIÓN Delimitar una cuenca hidrográfica implica aislar una parte del territorio, de tal manera que el agua precipitada en dicha superficie es drenada en un solo punto. En la actualidad los Sistemas de Información Geográfica proporcionan una amplia gama de herramientas que que permiten realizar de una una forma más sencilla sencilla y rápida el análisis análisis y delimitación de una cuenca. Para el estudio y determinación de los parámetros geomorfológicos se precisa de información cartográfica de la topografía de la región en estudio. Se sabe que para cuencas de un tamaño superior a los 100 km 2 un plano topográfico en escala de 1:100.000 es eficiente para un análisis del sistema. Generalmente se hacen estudios de parámetros geomorfológicos según los objetivos de la investigación, pero en este caso se trataran todos los parámetros estudiados en el tema de cuencas del curso de hidrología. Por tanto, las características geomorfológicas que se van a estudiar en este trabajo son las siguientes: Área, longitud del curso principal, pendiente del curso principal, curva hipsométrica, factor del perfil, parámetros de forma, densidad de drenaje, número de orden de un rio, relación de bifurcación y tiempo de concentración. concentración.
EL GRUPO
1.1.Objetivos:
Delimitar la cuenca del rio negro, ubicada en la provincia de Recuay, departamento de Ancash.
Calcular los parámetros geomorfológicos, analizar e interpretar los resultados.
1.2. Justificación: La delimitación de esta cuenca nos permitirá definir los cauces de la red de drenaje y conocer el área, para luego realizar los cálculos de los parámetros geomorfológicos. Los datos generados en este estudio serán de importancia para una futura gestión ambiental en este territorio, considerando sus recursos naturales y su potencialidad para un desarrollo sostenible.
II. MARCO TEÓRICO CAPÍTULO I CONCEPTOS GENERALES
1.1.Definición de cuenca hidrográfica: MONSALVE, 1999; Es un área definida topográficamente, drenada por un curso
de agua o un sistema conectado de cursos de agua, tal que todo el caudal efluente es descargado a través de una salida simple.
1.2.Delimitación de una cuenca: WENDOR, 2003; La delimitación de una cuenca se hace sobre un plano a curvas
de nivel, siguiendo las líneas del divortium acuarum o líneas de las altas cumbres. En la fig. Se ha delimitado la cuenca del río X correspondiente al punto P.
CUENCA DEL PUNTO P
1.3.Geomorfología de cuencas
Área de la cuenca (A) BREÑA y JACOBO. 2006 ; Es la proyección del parte aguas a un plano
horizontal, Caracterizándose así el tamaño de la cuenca.
Longitud del curso principal (Lp) VILLAROEL, 2007 ; Es la distancia a lo largo del curso o colector principal
de la cuenca, medido desde la salida hasta el punto más alejado de la cuenca. Este parámetro permite determinar el tiempo de viaje del agua.
Pendiente del curso principal (Sp) Es la relación de la diferencia máxima de cotas con la longitud del curso principal, indica la inclinación promedio del cauce. Influye en el escurrimiento superficial. .
Dónde: Zmax=cota máxima Zmin=cota mínima Lp=Longitud del curso principal.
Perfil longitudinal del curso principal Nos indica la variación de la elevación con respecto a la altitud.
1.4.Curva hipsométrica REMENIERAS, 1974; Es una curva que representa en ordenadas, las elevaciones o
altitudes de la cuenca que se ubica a partir de las superficies de la descarga o salida en abscisa. Se puede considerar a esta curva como una especie del perfil de cuenca de análisis. Para construir la curva hipsométrica, se utiliza un mapa con curvas de nivel.
Altitud media de una cuenca WENDOR, 2003 ; Es la ordenada media de la curva hipsométrica. Se obtiene
dividiendo el área debajo de la curva hipsométrica entre el área de la cuenca.
Curva hipsométrica estandarizada La curva hipsométrica estandarizada es una gráfica que caracteriza en cierto modo el relieve representado en porcentajes.
Factor del perfil (Fp)
Dónde: Fp= factor de perfil Dmax= distancia máxima Lp= longitud del curso principal
1.5.Parámetros de forma de una cuenca:
Coeficiente de Gravelius (Kc) MONSALVE, 2000; Es la relación entre el perímetro de la hoya y la longitud de la
circunferencia de un círculo de área igual a la de la hoya.
√
Dónde: P= perímetro de la cuenca A= área de la cuenca Si Kc>1 nos indica que la cuenca es alargada.
Relación de circularidad (Rc) BREÑA A Y JACOBO M. 2006 ; Es el cociente entre el área de la cuenca y la del
círculo cuya circunferencia es equivalente al perímetro de la cuenca y la expresión mediante la cual se calcula es:
Dónde: P= perímetro de la cuenca A= área de la cuenca Rc= Relación de circularidad
CAPÍTULO II DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RIO NEGRO UBICADO EN EL DISTRITO DE OLLEROS 2.1. Distrito de Olleros: El distrito de Olleros se encuentra localizado dentro de la provincia de Huaraz, en la actual región de Ancash. Este distrito fue creado mediante el Decreto Ley 7859, que fuera emitido el 16 de octubre de 1933, presentando una extensión territorial de 222.91 Km2.
LOCALIZACIÓN Región:
Ancash
Provincia: Huaraz Distrito:
Olleros
Latitud:
-9.633
Longitud:
-77.483
2.2.Ordenamiento Territorial en la Cuenca: CRUZ, 2006 ; La cuenca del río Negro es un territorio que aún no ha sido estudiado
con fines de planificación física, lo que significa que el uso actual del territorio se viene dando de manera espontánea de acuerdo a sus aptitudes naturales, conocimiento y necesidades de la población con fines de vivienda actividades agrícolas, ganaderas y forestales. Las principales formas de relieve de mayor ocupación son las terrazas fluviales que ocupadas con fines de vivienda y agricultura, las pequeñas altiplanicies, pampas, colinas y laderas de moderada pendiente son destinadas a las actividades agropecuarias y forestales. En la altiplanicie alto andina y valles glaciares se desarrollan las actividades eminentemente ganaderas y últimamente se ha dado inicio a la práctica del turismo de alta montaña. En este contexto, el territorio de la cuenca no está aún delimitado con fines turísticos en el sentido estricto de la palabra, es decir en sitios, áreas y zonas turísticas para construir y/o mejorar la infraestructura y planta turística para garantizar el flujo
turístico; mientras tanto, se viene aprovechando espontáneamente los espacios aledaños donde se localizan las aguas termales (puente calicanto) y otros de carácter paisajístico.
2.3.Características geográficas y socioeconómicas de la población de la cuenca del río Negro.
Localización del área. La cuenca del río Negro abarca los territorios del distrito de Olleros de la provincia de Huaraz y parte del poblado menor de Canrey Chico, Pariapata y Tambo de la provincia de Recuay, departamento de Ancash. Comprende una extensión aproximada de 233 km2, con altitudes que fluctúan desde los 3,250 hasta los 5,743 m.s.n.m.; localizándose en la margen derecha del Río Santa, al sur-este de la ciudad de Huaraz, provincia del mismo nombre y capital del departamento de Ancash. UB I CACI ÓN : El área de estudio se ubica entre las coordenadas
geográficas: Longitud Oeste: 77 º 15' 49" a77º 28' 55" Latitud Sur: 9º 31' 38" a9º 40' 55" LIMITES:
a) Físicos: Por el Norte: Limita con la divisoria de aguas desde el Pamparac, nevadoHuanchán, Pucarapata, MulliJirca y hasta el río Santa.
Por el Este: Limita con la divisoria de aguas de la cordillera Blanca, comprendido desde el nevado Potrero, Huantsán, Queullasraju, Yanaraju, Auquispunta, Nevado Matashcu y NevadoYanaraju.
Por el Sur : El límite empieza desde el Nevado Yanaraju sigue la divisoria de aguas de los cerros Pampa Rajupunta, CºTunshu , cerro Pisca Huanca, prosiguiendo hasta la colina de Cotocancha y de ahí prosigue
hasta la confluencia de los ríos Rurec y Arhuay , sigue la talweg del río Negro hasta la confluencia con el río Santa.
Por el Oeste: Limita con el talweg del río Santa. b) Político-Administrativos: Por el Norte: Con los centros poblados de Aco y Coyllur del distrito de Olleros.
Por el Este: Con el distrito y provincia de Huari. Por el Sur: Con el distrito y provincia de Recuay. Por el Oeste: Con el distrito de Collahuasi de la provincia de Recuay. HIDROGRAFIA
Río Negro.- Es denominado así, porque en la estación de invierno arrastra gran cantidad de arcillas y limos negros. Es el colector más importante y de régimen permanente que nace en la cordillera Blanca como producto de los deshielos. Este río tiene dos nacientes, por un lado, el rio Arhuay que tiene su origen en las diversas lagunas en la quebrada Ututo; por otro, el río Rurec que tiene su origen en la laguna Pampa Raju o “Verdecocha”, que al confluir aguas abajo da nacimiento al río Negro.
Este río recibe por la margen derecha las aguas de un afluente llamado Puyhuan, el mismo que tiene sus orígenes en el Nevado Huantsan y discurre por la quebrada Huaracayoc. El río Negro desemboca al río Santa por la margen derecha a 2Km de la capital del distrito.
Fuente: Cruz Reyes, 2006
III.MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. MATERIALES:
Mapa base: carta nacional 20i y cuenca del rio santa en dwg.
SIG: ArcGis 10.1, Google Earth y Civil 3D.
Microsoft Excel , para el procesamiento y análisis de datos
Equipo de cómputo.
Material bibliográfico.
Consultas virtuales.
3.2. METODOS:
Delimitación de la cuenca:
Se obtuvo como mapa base la carta nacional de la zona 20i en formato shp, a una escala de 1:100 000, el cual se descargó virtualmente de la página web del ministerio de educación (http://escale.minedu.gob.pe/)
Luego se procesó dicho insumo usando las herramientas del ArcGis10.1, se creó el TIN y el DEM a partir de las curvas de nivel.
Seguidamente se procedió a delimitar la cuenca considerando las líneas del divortium aquarum, primero manualmente, luego se realizó una delimitación automática con el ArcGis, se hizo la corrección comparando ambas delimitaciones.
Calculo de parámetros geomorfológicos:
Los parámetros geomorfológicos se calcularon mediante las ecuaciones dadas para cada una de ellas, usando el software Microsoft Excel para el cálculo y los gráficos.
IV. RESULTADOS a) Área la cuenca:
b) Perímetro de la cuenca:
c) Curvas características de una cuenca:
Curva hipsométrica: Altitud (msnm) 5700 – 5500 5500 – 5300 5300 – 5100 5100 – 4900 4900 – 4700 4700 – 4500 4500 – 4300 4300 - 4100 4100 – 3900 3900 – 3700 3700 – 3500 3500 – 3300
Área entre curvas (Km2) 0.73 2.46 8.56 16.61 24.20 25.33 24.32 23.38 30.30 11.77 9.49 2.13
Área acumulada (Km2) 0.00 0.73 3.18 11.74 28.35 52.55 77.88 102.20 125.58 155.89 167.65 177.14 179.28
%AAE
a/A
e/E
0.00 0.41 1.77 6.55 15.81 29.31 43.44 57.01 70.05 86.95 93.52 98.81 100.00
0.00 0.00 0.02 0.07 0.16 0.29 0.43 0.57 0.70 0.87 0.94 0.99 1.00
1.00 0.92 0.83 0.75 0.67 0.58 0.50 0.42 0.33 0.25 0.17 0.08 0.00
CURVA HIPSOMETRICA
5700
5500
5300
5100
4900
) m4700 n s m ( 4500 d u t i t 4300 l A 4100
3900
3700
3500
3300
0
20
40
60
80
100
120
Area entre curvas (Km2)
Elevación media de la cuenca:
(Km2) a
Elevación media entre entornos e
0.73
5500
4015
2.46
5300
13038
8.56
5100
43656
16.61
4900
81389
24.2
4700
113740
25.33
4500
113985
24.32
4300
104576
23.38
4100
30.3
3900
11.77
3700
43549
9.49
3500
33215
2.13
3300
7029
Areas parciales
a*e
95858 118170
0 179.28
E m
772220
a * e A
140
160
180
Elevacion media 5700
5300
4900
) m n s m ( 4500 d u t i t l A 4100
3700
3300 0.00
25.00
50.00
%AAE
Elevación media: 4308 msnm
Curva de frecuencia de altitudes:
d) Índices representativos de una cuenca:
Factor de forma de una cuenca:
F
A 2
L
F = 0.234448319
75.00
100.00
El “L” lo vamos a obtener más adelante cuando realizamos el rectángulo equivalente Índice de compacidad o gravelious:
√ √
e) Pendiente media de la cuenca: (acá trabajaremos con el civil3D por facilidad)
Rectángulo equivalente:
K * A 1 L |1.12
1.12 1 K 2
1.51* 179.28 1 L 1.12
1.12 1 1.51
2
L = 29.823667 km
K * A 1 L 1.12
1.12 1 K 2
1.51* 179.28 1 L 1.12
1.12 1 1 . 51
L = 6.011333 Km Ai (Km2) 0.73 2.46 8.56 16.61 24.2 25.33 24.32 23.38 30.3 11.77 9.49 2.13
S cuenca
H
L
Li (Km) 0.121 0.409 1.424 2.763 4.026 4.214 4.046 3.889 5.040 1.958 1.579 0.354 29.824
Li
Ai
l
2
S= 0.0738
Criterio alvord: este criterio lo realizamos en civil 3D, donde nos dio distintas áreas parciales y distintas elevaciones.
Altidud (msnm) 3150 a 3400 3400 a 3800 3800 a 4200 4200 a 4600 4600 a 5000 5000 a 5400 5400 a 5800
S cuenca
Curvas intermedias (m.s.n.m) 3275 3600 4000 4400 4800 5200 5600 Suma=
Di * Li Ai
Areas Longitud de parciales la curva 2 (Km ) (Km) Desnivel (km) 136.520 1610.836 3.275 16147.844 10849.746 0.4 48920.916 34142.326 0.4 46705.973 51954.239 0.4 46188.394 64340.051 0.4 17018.884 27082.545 0.4 1400.735 3100.469 5.6 176519.26 Suma=
S= 0.5551
Criterio de horton: este criterio lo realizamos en civil 3D, donde nos dio distintas áreas parciales y distintas elevaciones.
Pendiente horizontal Número de intersecciones Longitud (km) 1 0.952 8 0.975 12 7.806 23 17.485 12 16.884 14 14.233 16 18.998 17 16.853 22 15.015 20 11.678 22 10.698 20 8.937 11 7.856 7 5.617 10 5.355
Si 0.0299 0.0246 0.0774 0.1177 0.1458 0.0614 0.0984 0.5551
8 4
5.411 3.462 2.233 170.447
227.000
Pendiente vertical Número de intersecciones
Longitud (km)
6 14 22 10 15 23 16 17 16 25 23 22 13 14 9 245
1.636254277 3.966498303 6.992565752 9.53598734 10.0512583 2.269420152 15.16107506 15.40070548 13.49566034 12.68747203 11.65345326 10.17109535 8.429005786 8.128829707 6.714634617 6.467628619 6.709004661 6.485043576 60.86490913 5.83990301 4.292275233 2.080726138 1.808082749 1.10997256 231.9514614
Suma= e (Km) 1
1.332
P vertical
P cuenca
n *e
1.056
Li
P vertical P horizontal 2
1.94
P horizontal
n*e
Li
f) Sistema de drenaje:
Orden de corriente:} El rio principal (Olleros) es de orden 4 (ver anexo)
Longitud de tributario: Número de orden 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 4 Suma=
Longitud de tributarios (Km) 1.777 0.536 5.350 1.741 1.825 2.467 8.225 5.320 2.600 0.564 2.652 0.844 0.865 0.990 1.775 1.084 0.830 0.823 1.256 4.967 13.644 5.103 7.741 6.406 0.548 6.131 1.439 2.980 90.485
Ltotal de tributarios = 90.485
Densidad de las corrientes: Dc
N Nº orden 1= 18 A
Dc
18
-2
0.100 Km
179.28
Densidad de drenaje:
D D
Lc
D D
A
90.485
-
0.505 Km
179.28
g) Perfil longitudinal de un cause: Longitud (Km)
Longitud acumulada (Km)
Altidud (msnm)
0.000
0.000
1.569
1.569
10.850
12.418
15.032
27.451
34.142
61.593
40.128
101.721
51.954
153.675
63.406
217.081
64.340
281.421
41.442
322.862
27.083
349.945
8.213
358.158
2.805
360.963
5700 5500 5300 5100 4900 4700 4500 4300 4100 3900 3700 3500 3300
PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUSE 6000 5800 )5600 m .5400 n .5200 5000 m .4800 m 4600 ( d4400 u4200 t i 4000 t l3800 A 3600 3400 3200 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
Longitud (Km)
V.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
De acuerdo a (Reyes, 2012) Consideramos que la cuenca del rio Olleros es una “cuenca grande” ya que su área supera los 100 Km 2
Analizando los parámetros de forma de la cuenca del rio Olleros, podemos observar: Kc > 1, indica que la cuenca es alargada; el valor de Rc<1, significa que la cuenca está lejos de la circularidad (es irregular). Del valor de la Re podemos inferir que tenemos una cuenca elongada y por ende el Qp será menor y se producirá en un tiempo relativamente largo.
De los parámetros de drenaje podemos deducir que la cuenca del rio Olleros tiene menor capacidad de drenaje, ya que Dd =0,54; y el orden de la cuenca solo alcanza el nivel 4. Indicando un bajo grado de ramificación, confirmando que la cuenca esta pobremente drenada.
VI.
o
CONCLUSIONES
Se delimitó la cuenca del rio Olleros ubicada en la provincia de Recuay, departamento de Ancash. Usando las herramientas del S.I.G., teniendo como mapa base la carta 20i, a escala de 1:100 000.
o
Se calculó los parámetros más importantes de geomorfología, drenaje y tiempo. Dichos datos indican que la cuenca del rio Olleros es relativamente grande y tiene una forma alargada que difiere mucho de la circularidad; caracterizada por una pendiente entre suave y accidentado medio.
o
La cuenca tiene una baja densidad de Drenaje, lo cual se debe a la poca cantidad de cauces y menor erosión hídrica del terreno.
o
Consideramos que los datos obtenidos de la delimitación de esta cuenca son importantes para una futura gestión de recursos hídricos, zonificación ecológicaeconómica y un adecuado manejo ambiental de la cuenca del rio Olleros.
VII. RECOMENDACIONES
Para un estudio más detallado de la cuenca del rio Olleros se recomienda hacer visitas de campo a dicha zona (a la altura de la laguna Huamanpinta, z: 4650 msnm) ya que debido a su relieve accidentado en algunas zonas es difícil reconocer la línea del vortium aquarum.
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CRUZ REYES. (2006). Ordenamiento territorial instrumento de desarrollo del . UNMSM, Facultad tur ismo sosteni ble, caso: Cuenca del r io Negro Olleros-H uar az de Ing. Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica. Lima-Perú.
SANTAYANA, Sebastián. (2010). H idrología Aplicada: Cuencas H idrográficas. EPG-Universidad
Nacional
Agraria
La
Molina,
Lima-Perú.
[email protected]
CHEREQUE MORAN, Wendor (2003). H idrología: Par a estudi antes de ingeni ería civil. Pontificia Universidad Católica Del Perú. Lima-Perú.
BREÑA PUYOL A. Y JACOBO VILLA M. (2006). Pr incipi os y F undamentos de la H idrología Superf icial : cuenca hi drológica. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA
METROPOLITANA. México.
REYES, Toribio. (2012). Análisis hi drológico. UNASAM, FCA. Huaraz-Perú.
MONSALVE SAENZ, German. (2000). hi dr ología en la ingeni ería: cuencas hi drográficas. Ed. Alfaomega. Colombia.
VILLAROEL, Marcelo. (2007). Determi nación de parámetr os y caracter ísticas hi drogeomor fológicas de una cuenca. Hidrologia básica, modulo 6; Programa de
maestrías
MPRH
Y
MPRD
http://www.itc.nl/ilwis/documentation/_pdf/hidromorfologia_sp.pdf
Distrito de Olleros-Huaraz (http://turismoi.pe/ciudades/distrito/olleros--2.htm)
Hidrología
aplicada
a
pequeñas
http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/970.pdf
Geomorfología de cuencas (http://www.upct.es/~minaeees/hidrologia.pdf).
obras:
ANEXO A. DELIMITACION DE LA CUENCA:
DATOS SUSTANCIALES Area (km2)
P (km)
Zmin
Zmax
179.27655
71.671008
3300
5700
Xc
Yc
Zc
240717.1876 8935890.86 4648.35261 PSAD_1956_UTM_Zone_18S
B. AREAS ACUMULADAS DE LA CUENCA:
C. NUMERO DE ORDEN DEL CURSO DEL RIO:
D. ALTITUD DE LA CUENCA:
E. METODO HORTON Y ALVORD EN AUTOCAD:
