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MEDICION DE LOS PARAMETROSGEOMORFOLOGICOS PARAMETROSGEOMORFOLOGICOS DE LA CUENCA DEL RIO CAJAMARQUINO
I. INTRODUCCIÓN. La hidrología como ciencia es una especialidad científica que tiene como finalidad conocer, identificar, evaluar y proyectar a través del estudio hidrológico las características características y el comportamiento de una cuenca. Las cuencas en estudio pueden ser de dos tipos llamadas cuencas hidrográficas o topográficas cuya área de influencia está delimitada por una mapa y las otras llamadas cuencas hidrogeológicas que están relacionadas con el manejo de cursos de agua subterráneas. Estas áreas geográficas naturales naturales y en algunos casos artificiales permiten captar el agua de lluvia que es creada creada a través de un un ciclo natural llamado el ciclo ciclo hidrológico. A partir partir de ello podemos considerar que una cuenca es una unidad dinámica y natural de un sistema hidrológico que está íntimamente relacionado con las características fisiográficas y climáticas de una región, país o continente. Tales características pueden ser medidas y usadas usadas como parámetros en los modelamientos modelamientos computaciones computaciones como el SIG las cuales junto con otras variables externas como la escorrentía, precipitación , salinidad, infiltración infiltración , cobertura vegetal , evapotranspiración evapotranspiración nos ayudan a obtener un modelo matemático que nos permitan predecir su comportamiento.
II. OBJETIVOS Objetivo general
Delimitar la cuenca del del rio Cajamarquino usando una una carta nacional nacional a escala 1:100000. Determinar sus parámetros geomorfológicos geomorfológicos usando mapas a escala.
III. MARCO TEORICO IV. METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTOS MANEJO DE CUENCAS
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IV.1.- DELIMITACION DE LA CUENCA
FIGURA Nº1. Nº1. Identificación de la red de drenaje superficial
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FOTO Nº 1.Determinacion 1.Determinacion de de los ptos más altos de la la cuenca
FOTO Nº 2. 2. Determinacion del limite de la cuena Una vez trazada la línea divisoria, verificamos que esta línea no corte a ningún flujo de agua natural. IV.2.- PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS DE LA CUENCA MANEJO DE CUENCAS
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A. AREA PROYECTADA DE LA CUENCA Para calcular el are utilizamos el método de la balanza analítica. PASO 1. Construimos 1. Construimos un molde de cartón cartón de la cuenca y un molde de cartón de un rectángulo con área conocida.
FOTO Nº 3. 3. Área de la cuenta delimitada y representada en un molde de cartón.
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PASO 2. 2. Pesamos el molde de cartón de la cuenca y del molde del rectángulo. Peso del molde = M = Peso del rectángulo = R Área del rectángulo =0.04m 40000000 PASO 3. 3. Aplicamos una relación de proporcionalidad para ambos moldes mo ldes usando sus pesos y áreas. M
A
R
0.20 * 0.20
0.095 0.025
A
0.04 10
A
A
0.152 *10
1520000000
AREA PROYECTADA Para un mejor cálculo cálculo del perímetro y del área procedemos a usar el programa de diseño AutoCAD. Seleccionamos Seleccionamos el perímetro de la cuenca Área = 1457513556.348 m2 1. PERÍMETRO (P) Perímetro = 190870.592 m 2. INDICE DE COMPACIDAD O COEFICIENTE DE GRAVELIUS Calculando:
− Kc = 0.28211 0.282119087 90870.59 0.592 2145 1457513 7513556. 556.348 348
Kc=1.410 MANEJO DE CUENCAS
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TABLA Nº 1: Tabla de comparación del índice de compacidad (rango de clase) Vs Forma de la cuenca Clase de Forma Forma I Forma II Forma III
Rango de Clase 1 a 1.25 1.25 a 1.50 1.50 a1.75
Forma de la Cuenca Casi redonda a oval-redonda Oval- redonda a oval-oblonga Oval-oblonga a rectangular-oblonga rectangular-oblonga
Según la Tabla Nº 1, 1, deducimos que la cuenca en mención es Oval Redonda a oval- oblonga. 3. LONGUITUD DE MAXIMO RECORRIDO RECORRIDO Se determina con un hilo, recorriéndolo sobre el cauce principal entre el punto de afluencia y un punto sobre la divisoria de aguas que sea de máxima distancia.
Medimos la longitud total que cubrió el recorrido y le llevamos a la escala natural. Longitud del máximo recorrido recorrido = 72146.89 m 5. FACTOR DE FORMA.
Calculando el ancho promedio
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m2 = AL = 1457513556.348 72146.89 m
= 20202.029 m
Habiendo calculado calculado el ancho promedio y la longitud longitud de máximo recorrido, procedemos procedemos a determinar el factor de forma:
m = BL = 20202.029 72146.89 m = 0.28 Debido a que el factor de forma es pequeño, deducimos que la cuenca en estudio estará expuesta a aumentos no significativos en sus caudales. 6. RECTANGULO RECTANGULO EQUIVALENTE. Rectángulo Equivalente PERIMETRO 191283.41 AREA 1457915131.18 Kc 1.4132 a 18797.447 b 77559.209 AREA EN m A1 5081601.083 b1 A2 64500587.38 b2 A3 199147268.6 b3 A4 246672494.9 b4 A5 225940979.7 b5 A6 189756071.1 b6 A7 197690591.2 b7 A8 229506842.1 b8 A9 59034951.3 b9 2
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LONGITUDES m A1/a 270.335 A2/a 3431.348 A3/a 10594.379 A4/a 13122.659 A5/a 12019.769 A6/a 10094.779 A7/a 10516.885 A8/a 12209.469 A9/a 3140.583
COTA 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000
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A10 SUMA ERROR
40529534.89 b10 1457860922.24200 54208.938
UNC
A10/a
2156.119 77556.326 2.883
4200
7. PENDIENTE DE LA CUENCA Existen dos criterios por el cual determinar la pendiente:
Criterio de J.W. Alvord
1°.- Analiza la pendiente existente entre curvas de nivel, trabajando con la faja definida por las líneas medias que pasan entre las curvas de nivel, Para una de ellas la pendiente es:
2°.-Determinamos la simbología para luego aplicar la fórmula. a1 = área de la faja a, b, c, d, en m2. w1 = ancho promedio de la faja a, b, c, d, en m. L1 = longitud de la curva de nivel 62, en m. S1 = pendiente promedio de la faja a, b, c, d, adimensional. Sc = pendiente promedio de la cuenca, adimensional. MANEJO DE CUENCAS
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De = intervalo o desnivel constante entre curvas de nivel, en
m.
A = área o tamaño de la cuenca, en m2. Ln = longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca, en Km.
3°.- Formulas a aplicar.
=
=
Así la pendiente media de la cuenca será el promedio pesado de la pendiente de cada faja en relación con su área: á rea:
. . ) + (. . . ) + ⋯ + (. . ) → = . + + ⋯ + = (. Finalmente Finalmente tenemos:
= . Siendo:
S: Pendiente de la Cuenca L: Longitud total de las curvas de nivel de la cuenca. A: Área de la cuenca criterio alvord
D 1 200 2 200 3 200 4 200 5 200 6 200 7 200 8 200 9 200 suma
ai 34791094.23 131823928 222909881.8 236306737.3 207848525.4 193723331.2 213598716.6 144270896.7 49782243.09 1435055354
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li 270.334641 3431.34828 10594.3785 13122.6594 12019.7695 10094.7789 10516.8851 12209.4688 3140.58347 75400.2066
Wi 128696.3969 38417.53076 21040.39246 18007.53413 17292.22227 19190.44818 20310.0741 11816.31236 15851.27209
Si 0.00155405 0.00520596 0.00950553 0.01110646 0.01156589 0.01042185 0.00984733 0.01692575 0.01261728
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si*ai 54066.9282 686269.655 2118875.7 2624531.88 2403953.9 2018955.78 2103377.03 2441893.75 628116.694 15080041.3
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S obtenido del libro usando la tabla =
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0.01050833
= 1+2+3+⋯+ln S para D constante = 200
0.01050833
PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA
8. LONGITUD AL CENTROIDE. Paso 1. Con una plomada y un pita del molde trazamos una línea paralela al eje de la plomada
Trazo por un punto una línea en la dirección de la plomada Paso 2. 2. Con la misma misma plomada plomada y otro punto del molde trazamos una segunda línea paralela al eje de la plomada p lomada
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Trazo por un segundo punto otra línea en la dirección de la plomada. Paso 3. 3. Verificamos Verificamos con un tercer tercer paso si la dirección de plomada coincide con el punto de de intersección de las las dos líneas antes trazadas
Las líneas de cruce determinan el centroide centroide la cuenca LONGITUD MANEJO DE CUENCAS
48832.86 m UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
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9. TIEMPO DE CONCENTRACION CONCENTRACION
Tc = Tiempo de concentración, en horas. L = Longitud de máximo recorrido, Km. Lc = Longitud al centroide, Km. S = Pendiente del máximo recorrido (adim.) C = Coeficiente que depende de la pendiente de la cuenca, varía entre 0.25 y 0.40, correspondiendo los valores más bajos para pendientes más altas y viceversa C L (km) Lc (km) S TC
0.3 72.146 48.832 0.02516 13.454
10. CURVA HIPSOMETRICA
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Resulta de plotear el área acumulada que queda por encima de cada curva de nivel, en el eje de las abscisas versus las alturas correspondientes en el eje de las ordenadas COTA m.s.n.m
AREA BAJO LA LA CURAVA CURAVA AREAS PARCIALES
Por más bajo
2
%
AREAS A CUMULADAS
AREAS QUE QUEDAN
PARTE LADO MAYOR DEL
SOBRE LAS CURVAS
RECTANGULO EQUIVA EQUIVALENTE LENTE
2
2
PARCIAL (m) ACUMULADA (m)
de 2400
0
0
0
1457860922.242
0
0
2600
5081601.083
0.34856556
5081601.083
1452779321.160
270.335
270.335
2800
64500587.38
4.424330634
69582188.46
1388278733.779
3431.348
3701.683
3000
199147268.6
13.66 .66023779
268729457.1
1189131465.179
10594.37 .379
14296.061
3200
246672494.9
16.92016647
515401952
942458970.279
13122.659
27418.721
3400
225940979.7
15.4981162
741342931.7
716517990.579
12019.769
39438.490
3600
189756071.1
13.01606129
931099002.8
526761919.479
10094.779
49533.269
3800
197690591.2
13.56031897
1128789594
329071328.279
10516.885
60050.154
4000
229506842.1
15.74271171
1358296436
99564486.186
12209.469
72259.623
4200
59034951.3
4.049422712
1417331387
40529534.886
3140.583
75400.207
40529534.89
2.780068679
1457860922.242
0.000
2156.11 .119
77556.32 .326
Por más alto de 4400 SUMA
77556.326
1457860922.242
11. CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES.
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12. CALCULO DE LA ALTURA MEDIA DE LA CUENCA 1° Calculamos la altura media de la cuenca.
H
1
N
i
i
i 1
Dónde: H= Altura media de la cuenca A= Área de la cuenca
= = Á 2° Cálculos
ALTURA MEDIA DE LA CUENTA Ai = AREAS PARCIALES km2 Hi = ALTURAS PARCIALES m.s.n.m. MANEJO DE CUENCAS
H=Ai*Hi
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A1=
5.081601083
H1=
2500
12704.0027
A2=
64.50058738
H2=
2700
174151.586
A3=
199.1472686
H3=
2900
577527.079
A4=
246.6724949
H4=
3100
764684.734
A5=
225.9409797
H5=
3300
745605.233
A6=
189.7560711
H6=
3500
664146.249
A7=
197.6905912
H7=
3700
731455.187
A8=
229.5068421
H8=
3900
895076.684
A9=
59.0349513
H9=
4100
242043.3
A10=
40.52953489
H10=
4300
174277
AREA TOTAL 1457.860922 Km2= ALTURA MEDIA DE LA CUENTA CUENTA H
4981671.06 3417.109945 msnm
13. PENDIENTE DEL CURSO PRINCIPAL se calculó las distancias parciales entre las curvas maestras , luego se determinó las distancias acumuladas, corrigiéndolas con el error producido comparándolo con la longitud de máximo recorrido, para finalmente finalmente graficar el perfil del cauce del rio, r io, con la longitud de máximo recorrido. MÉTODO DE UN SOLO TTRAMO RAMO
MANEJO DE CUENCAS
LONGITUD km
COTA
0.00 10.95508 29.66863 47.71331
2250 2400 2600 2800 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
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UNC
57.04211 60.77321 65.75788 68.57689 70.46677 72.14699
3000 3200 3400 3600 3800 3960
PENDIENTE DEL CAUCE
0.02370161
PERFIL LONGITUDINAL DEL RIO 4500 4000 3500 3000 m n s 2500 m A T 2000 O C
1500 1000 500 0 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
LONGITUD EN km
PENDIENTE 0.02370161 DEL CAUCE MÉTODO DE LAS ÁREAS COMPENSADAS COMPENSADAS Es el más usado
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Longitud (Km) 0 1.68022 3.5701 6.38911 11.37378 15.10488 24.43368 42.47836 72.14699
Elevación 3960 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400
ELEVACION VS LONGITUD 4500 4000 3500
A1=A2
A1
3000
A2
S A2500 T O2000 C
1500 1000 500 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
DISTANCIA EN km
S=
0.0117815
14. COEFICIENTE DE MASIVIDAD.
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H A(Km)
3417.10995 1457.86092 2.34392E06
Cm =
15. COEFICIENTE OROGRAFICO. Es el producto de la altitud media por el coeficiente de masividad.
H: ALTURA MEDIA DE LA CUENCA A: AREA PROYECTADA H A(Km) Co =
3417.10995 1457.86092 0.008009434
16. POTENCIAL DE DEGRADACION DE LA CUENCA
E = Pérdida de suelo o degradación específica, Tn/Haxaño P* = Precipitación del mes de máxima pluviosidad, mm. P = Módulo pluviométrico promedio anual, mm. C0 = Coeficiente orográfico, en % MANEJO DE CUENCAS
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17. ORIENTACION DE LA CUENCA. Las cuencas con orientación N - S y viceversa, es decir, aquellas cuyas aguas del curso principal corre hacia el Sur o hacia el Norte, no reciben insolación uniforme en las dos vertientes durante el día; en cambio las cuencas con orientación E - O y viceversa, es decir, aquellas cuyas aguas del curso principal corre hacia el Oste o hacia el Este reciben insolación mas o menos uniforme en las dos vertientes durante todo el día.
18. NUMERO DE ORDEN DE UN CAUCE Del análisis de la red Hidrográfica asignamos los valores de los órdenes a cada tributario obteniendo un valor total de quinto orden.
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19. RELACION DE CONFLUENCIAS. Para que una cuenca determinada, el número de ríos de cada orden forma una serie geométrica inversa cuyo primer término es la unidad y la razón es la relación de confluencias que se obtiene dividiendo el número total de ríos de cierto orden por el número total de ríos de orden inmediatamente superior.
r c = relación de confluencias (parámetro adimensional) N r r = número total de ríos N = orden de la cuenca o del cauce principal: ni
= número total de cursos i
ni +1 = número de cursos de orden inmediatamente superior, i+1
n1 n2 MANEJO DE CUENCAS
131 69 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
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n3 n4 n5 N rc1 rc2 rc3 rc4
1.89855072 2.55555556 0.93103448 9.66666667
27 29 3 5 Nr1 Nr2 Nr3 Nr4
9.4516129 7.57142857 -53 5.46153846
20. RELACION DE LONGITUDES. Relación de longitudes
relación de longitudes (parámetro adimensional) r L = relación Li = longitud media de todos los ríos de orden i Li+1 = longitud media de todos los ríos de orden i -1 L1
2711.426244
rl1
0
L2 L3 L4 L5
1492.610493 2435.299248 2476.428048 2791.816067
rl2 rl3 rl4 rl5
0.550489063 1.6315705 1.016888602 1.127356019
PROMEDIO
1.081576046
21. DENSIDAD DE DRENAJE La densidad de drenaje, se define como la relación entre la longitud de todos los cursos de la cuenca y su área correspondiente. MANEJO DE CUENCAS
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D
= densidad de drenaje (Km/Km2)
L j
= longitud total de los cursos de cada orden
A
= área de la cuenca
N
= orden del cauce principal
L1 L2 L3 L4 L5 SUMATORIA AREA
355196.8379 102990.124 65753.0797 71816.4134 8375.4482 604131.9032 1457915131
D
0.000414381
VII.- RESULTADOS PARÁMETROS 1. ÁREA PROYECTADA 2. PERÍMETRO 3. ÍNDICES DE COMPACIDAD O COEFICIENTE DE GRAVELIUS 4. LONGUITUD DE MAXIMO RECORRIDO 5. FACTOR DE FORMA. 6. RECTANGULO RECTANGULO EQUIVALENTE. EQUIVALENTE. 7. PENDIENTE DE LA CUENCA 8. LONGITUD AL CENTROIDE. CENTROIDE. 9. TIEMPO DE CONCENTRACION MANEJO DE CUENCAS
cálculos 1457513556.348 m2 190870.592 m
Kc=1.410
72146.89 m
= 0.28
A = 18797.447 B = 77559.209 0.01050833 48832.86 m 13.454 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
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10. CALCULO DE LA ALTURA MEDIA DE LA CUENCA 13. PENDIENTE DEL CURSO PRINCIPAL 14. COEFICIENTE DE MASIVIDAD 15. COEFICIENTE OROGRAFICO 16. POTENCIAL DE DEGRADACION DE LA CUENCA 17. ORIENTACION DE LA CUENCA. 18. NUMERO DE ORDEN DE UN CAUCE 19. RELACION DE LONGITUDES. 20. DENSIDAD DE DRENAJE
3417.109945 msnm 0.02370161 2.34392E-06 0.008009434 SUR ESTE N° 5 1.081576046 0.000414381
VIII.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES CONCLUSIONES
Se logró determinar los parámetros geomorfológicos de la cuenca Identificamos Identificamos las variables o acciones externas de entradas y salida como estás están ligadas a la forma y relieve de una cuenca Como influyen los parámetros geomorfológicos en las variables de entrada y salida de una cuenca como son la precipitación, escorrentía escorrentía directa, infiltración, evapotranspiración, evapotranspiración, etc. Manteniéndose Manteniéndose constante los parámetros geomorfológicos. Además son de gran importancia en
RECOMENDACIONES
Determinar más parámetros geomorfológicos en la determinación para la mejor compresión de estos. Verificar la influencia de cada parámetro en las variables de la cuenca (precipitación, (precipitación, infiltración, i nfiltración, etc.)
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La realización de una práctica de campo para la mejor comprensión de los parámetros geomorfológicos. geomorfológicos.
IX.- BIBLIOGRAFÍA
Apuntes de clase Libro de manejo de cuencas del ingeniero Oswaldo Ortiz http://webdelprofesor.ula.ve/in http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/oguerre/4_Geomor genieria/oguerre/4_Geomorfologia.pdf fologia.pdf
X.- ANEXOS
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