Parametros morfométricos de una cuenca hirdrográfica.docx

“DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA”

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I.

TÍTULO: “Determinación de de los parámetros morfométricos de una cuenca hidrográfica”

II. INTRODUCCIÓN: Una de las herramientas más importantes en el análisis hídrico es la morfometría de cuencas, ya que nos permite establecer parámetros de evaluación del funcionamiento del sistema hidrológico de una región. Dicha herramienta puede servir también como análisis espacial ayudando en el manejo y planeación de los recursos naturales al permitirnos, en el marco de una unidad bien definida del paisaje, conocer diversos componentes como el tamaño de la cuenca, la red de drenaje, la pendiente media, el escurrimiento, etc. Obtenidos dichos componentes y combinados con la geomorfología, puede obtenerse un diagnóstico hidrológico para la ejecución de obras civiles relacionadas y para la planeación ambiental. Los objetivos del presente trabajo son: Comprender la importancia de disponer de una buena descripción que incluya datos precisos de su ubicación y características morfométricas. Reconocer las divisorias de aguas Delimitar una cuenca hidrográfica Reconocer los elementos de una cuenca. Aprender a calcular los parámetros de una cuenca. -









III. MARCO TEÓRICO 3.1 Definición de Cuenca: La cuenca hidrográfica se define como una unidad territorial en la cual el agua que cae por precipitación se reúne y escurre a un punto común o que fluye toda al mismo río, lago, o mar. En esta área viven seres humanos, animales y plantas, todos ellos relacionados. También se define como una unidad fisiográfica conformada por la reunión de un sistema de cursos Figura 01 de ríos de agua definidos por el relieve. Los límites de la cuenca o divisoria de aguas se definen naturalmente y en forma práctica corresponden a las partes más altas del área que encierra un río. (Llamas, J. 1993). Es la totalidad del área drenada por una corriente o sistema interconectado de cauces, tales que todo o parte del Escurrimiento originado en tal área, es descargado a través de una única salida.









Dentro de una cuenca se pueden distinguir: la parte alta, la parte media y la parte baja. baja. En las partes altas, la topografía normalmente es empinada y generalmente están cubiertas de bosque. Tanto en la parte alta como en la parte media se encuentran la gran mayoría de las nacientes y de los ríos; las partes bajas, a menudo tienen más importancia para la agricultura y los asentamientos humanos, porque ahí se encuentran las áreas más planas. Se presenta la cuenca como un verdadero sistema, ya que está formada por un conjunto de elementos que se interrelacionan. Los más importantes son: el agua, el bosque, el suelo y los estratos geológicos. La cuenca tiene gran importancia por la relación directa que existe entre la cuenca alta y la cuenca baja, de forma que las acciones que el hombre realiza en la parte alta afectan de manera determinante en la parte baja. Por esta razón, la cuenca como sistema natural reúne todas las condiciones para utilizarla como unidad planificadora en el establecimiento de programas integrados que permitan la solución de problemas de mucha complejidad. Micro cuenca Una microcuenca es toda área en la que su drenaje va a dar al cauce principal de una subcuenca; o sea que una subcuenca está dividida en varias microcuencas. Las microcuencas son unidades pequeñas y a su vez son áreas donde se originan quebradas y riachuelos que drenan de las laderas y pendientes altas. También las microcuencas constituyen las unidades adecuadas para la planificación de acciones para su manejo. En la práctica, las microcuencas se inician en la naciente de los pequeños cursos de agua, uniéndose a las otras corrientes hasta constituirse en la cuenca hidrográfica de un río de gran tamaño. Subcuenca Una subcuenca es toda área en la que su drenaje va directamente al río principal de la cuenca. También se puede definir como una subdivisión de la cuenca. Es decir que en una cuenca puede haber varias subcuencas. (FAUSTINO, 2006)

3.2 Cuenca Hidrográfica y Cuenca Hidrológica









Luego que la gota se infiltra, satura el suelo, pasa a percolación profunda y recarga los acuíferos. En este desplazamiento vertical, el agua se puede encontrar con estratos impermeables (rocas duras) que movilizarán las partículas de agua dependiendo de la forma y tipo de rasgos geológicos. Cuando el relieve y fisiografía, tienen una forma y simetría diferente a la configuración geológica de la cuenca, se puede decir que existe una cuenca subterránea, que cambia la dirección del flujo subsuperficial para alimentar a otra cuenca hidrográfica. A ésta configuración se denomina cuenca hidrológica, la cual adquiere importancia cuando se tenga que realizar el balance hidrológico. Cuando la divisoria de la cuenca hidrográfica es diferente de la divisoria de la cuenca hidrológica, los flujos subsuperficiales y el movimiento del agua en el suelo se presenta de la siguiente manera: Es muy importante conocer esta característica interna de la cuenca, porque en algunos casos se realiza el balance hidrológico sin considerar los aportes o fugas de una cuenca vecina a otra. Un caso particular es el de las cuencas ubicadas en terrenos cársticos.

3.3 Las cuatro dimensiones de una cuenca hidrográfica Entre las dimensiones convencionales que siempre destacan en una cuenca hidrográfica, está el largo y ancho (configuran la forma), pero no muy frecuentemente se caracteriza la profundidad (del suelo, subsuelo y manto rocoso, aquí la importancia de caracterizar y evaluar el agua subterránea) y el vuelo (altura de la cobertura vegetal, relieve y características aéreas), o sea que en términos prácticos se manejan tres ejes (X, Y, Z, ancho, largo y altura) como se aprecia en la Figura 3. Pero para entender el comportamiento de la cuenca es indispensable conocer escenarios en el tiempo, que expliquen cambios y dinámicas, lo cual lleva a valorar la dimensión temporal (t) (FAUSTINO 2006).

3.4 Clasificación de las cuencas a) Por su tamaño geográfico: geográfico : Las cuencas hidrográficas pueden ser:









Los conceptos de pequeñas cuencas o microcuencas, pueden ser muy relativos; cuando se desarrollen acciones, se recomienda entonces utilizar criterios conjuntos de comunidades o unidades territoriales manejables desde el punto de vista hidrográfico. b) Por su Ecosistema: Ecosistema : Según el medio o el ecosistema en la que se encuentran, establecen una condición natural, así tenemos: - Cuencas áridas, - Cuencas tropicales, - Cuencas húmedas y - Cuencas frías. c) Por su Objetivo: Por Objetivo: Por su vocación, capacidad natural de sus recursos, objetivos y características, las cuencas pueden denominarse: - Hidroenergéticas, - Para agua poblacional, - Agua para riego, - Agua para navegación, - Ganaderas y - De uso múltiple. d) Por su Relieve: Considerando Relieve: Considerando el relieve y accidentes del terreno, las cuencas pueden denominarse: - Cuencas planas, - Cuencas de alta montaña, - Cuencas accidentadas o quebradas. e) Por la dirección de la evacuación de las aguas , se podría clasificar en: Exorreicas: avenan sus aguas al mar o al océano. Un ejemplo es la del - Exorreicas: Rimac, en Sudamérica. Endorreicas: desembocan en lagos o lagunas, siempre dentro del - Endorreicas: continente. Por ejemplo, la cuenca del río Ilave. Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno. - Arreicas: las











Figura 03: Tipos de cuenca por su dirección

3.5 Delimitación Delimitación de la cuenca hidrográfica Consiste en definir la línea de divortium aquarum , que es una línea curva cerrada que parte y llega al punto de captación o salida mediante la unión de todos los puntos altos e interceptando en forma perpendicular a todas las curvas de altitudes del plano o carta topográfica, por cuya razón a dicha línea divisoria también se le conoce con el nombre de línea neutra de flujo. La longitud de la línea divisoria es el perímetro de la cuenca y la superficie que encierra dicha curva es el área proyectada de la cuenca sobre un plano horizontal. La cuenca hidrográfica se puede delimitar por medio de una carta topográfica, que tenga suficiente detalle de relieve del terreno. Entre las escalas más comunes se tienen, 1/25 000 y 1/50000, aunque para fines de diseño e









Figura 04: Dimensiones de una cuenca

El proceso de delimitación, es válido si se utiliza tanto en el método tradicional delimitación sobre cartas topográficas-, así como en el método digital con ingreso directo sobre la pantalla de un ordenador, utilizando algún software SIG como herramienta de digitalización.









1. Primera: Se Primera: Se identifica la red de drenaje o corrientes cor rientes superficiales, y se realiza un esbozo muy general de la posible delimitación. 2. Segunda: Segunda: Invariablemente, la divisoria corta perpendicularmente a las curvas de nivel y pasa, estrictamente posible, por los puntos de mayor nivel topográfico. 3. Tercera: Cuando Tercera: Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa. 4. Cuarta: Cuarta: Cuando la altitud de la divisoria va decreciendo, corta a las curvas de nivel por la parte cóncava. 5. Quinta: Quinta: Como comprobación, la divisoria nunca corta una quebrada o río, sea que éste haya sido graficado o no en el mapa, excepto en el punto de interés de la cuenca (salida). Algunas Consideraciones Consideraciones Adicionales -

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La escala utilizada para delimitar las divisorias de las unidades hidrográficas sobre la hoja topográfica, es 1:50,000. Tengan presente que toda línea divisoria de una unidad hidrográfica, se desplaza siempre entre dos curvas con igual valor de cota. La divisoria debe pasar, en lo estrictamente posible, por los puntos de mayor nivel topográfico; en otras palabras, la línea divisoria debe unir los puntos con mayores valores de altitud, excepto en aquellos casos que obliguen a realizar trazos poco prácticos, complejos y “forzados”, que de cierto modo, desnaturalicen la forma de la unidad hidrográfica.









Las características geomorfológicas de una cuenca hidrográfica dan una idea de las propiedades particulares de cada cuenca, estas propiedades o parámetros facilitan el empleo de fórmulas hidrológicas, generalmente empíricas, que sirven para relacionarla y relacionar sus respuestas, por ejemplo las curvas de avenidas, a otras cuencas con características geomorfológicas análogas. A continuación se detallan los parámetros morfométricos:

3.6.1 Perímetro, longitud y ancho: Para determinar estas variables es necesario delimitar la cuenca, identificando primero el curso o recorrido del cauce principal de la cuenca. a) Perímetro, P: El perímetro de la cuenca o la longitud de la línea de divorcio de la hoya es un parámetro importante, pues en conexión con el área nos puede decir algo sobre la forma de la cuenca. Usualmente este parámetro físico es simbolizado por la letra mayúscula P. Es la longitud del contorno del área de la cuenca. Manualmente, el perímetro puede ser medido por segmentos utilizando una regla o continuamente utilizando un planímetro. b) Longitud, L: Puede estar definida como la distancia horizontal del río principal entre un punto aguas abajo (estación de aforo) y otro punto aguas arriba donde la tendencia general del río principal corte la línea de contorno de la cuenca. c) El ancho, W:Se W: Se define como la relación entre el área (A) y la longitud de la cuenca (L) y se designa por la letra W.









Esta línea se traza normalmente mediante fotointerpretación de fotografía aéreas en las que se aprecia el relieve (y por lo tanto las divisorias de aguas) o sobre un mapa topográfico en función las curvas de nivel representadas. Probablemente sea el factor más importante en la relación escorrentía - características morfológicas. Tamaño de la cuenca Ven Te Chow plantea: “… una cuenca pequeña puede ser definida como aquella que es sensible a lluvias de alta intensidad y corta duración y en la cual predominan las características físicas del suelo con respecto a las del cauce (Área entre 4 km2 y 130 km2)...” Otros autores llevan el límite superior hasta 250 km2. Con fines prácticos se propone:

3.6.3 Forma de la cuenca Interviene de manera importante en las características de descarga de un río, en especial en los eventos de avenidas máximas. Para caracterizar este parámetro se utilizan el coeficiente de compacidad (Kc), la relación de circularidad (Rci) y la relación de elongación (Re).











Coeficiente de compacidad (Kc) Designado por Kc e igualmente propuesto por Gravelius, compara la forma de la cuenca con la de una circunferencia, cuyo círculo inscrito tiene la misma área de la cuenca en estudio. Kc se define como la razón entre el perímetro de la cuenca que es la misma longitud del parte aguas que la encierra y el perímetro de la circunferencia. La ecuación de este coeficiente corresponde a:

3.6.4 Parámetros relativos al relieve Pendiente de la cuenca hidrográfica









Cuadro: Clasificación de la pendiente según D.S. Nº 017-2009-AG.

3.6.5 Parámetros relativos al drenaje Densidad de drenaje La densidad de drenaje, es un parámetro que indica la posible naturaleza de los suelos, que se encuentran en la cuenca. También da una idea sobre el grado de cobertura que existe en la cuenca. Valores altos de drenaje, representan zonas con poca cobertura vegetal, suelos fácilmente erosionables o impermeables. Por el contrario, valores bajos, indican suelos duros, poco erosionables o muy permeables y coberturas vegetales









A continuación se muestra un cuadro resumen del significado sign ificado de los parámetros morfométricos Cuadro: significado de los parámetros morfométricos









IV. MATERIALES y MÉTODOS 4.1 Localización de la cuenca La zona en estudio es la microcuenca del río Cachiyacu, perteneciente a la subcuenca del río Paranapura, de la cuenca del río Huallaga, en el distrito de Balsapuerto, provincia de Alto Amazonas, en la Región Loreto, identificada en el mapa siguiente:



















4.3 Métodos -

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Se identificó un plano topográfico con un sistema hidrográfico. Utilizando el software ArcGis se delimitó la cuenca, estableciendo su perímetro, área y longitud del cauce principal (Río Cachiyacu) Con los datos obtenidos se calcularon los parámetros morfométricos de Coeficiente de compacidad









V.

RESULTADOS Ubicación de la Cuenca: Región : Loreto Provincia : Alto Amazonas Distrito : Balsapuerto Cuenca : Huallaga Subcuenca : Paranapura Microcuenca : Cachiyacu Cauce Principal: Río Cachiyacu Tamaño de la Cuenca (Obtenidos por ArcGis): (Ver planos en Anexos) Perímetro : 191.84 Km









Factor de forma (Ff):

 

=

 

21.56



=

40.13

: A p= Ancho medio L = Longitud del Cauce Principal Donde



= 0.54









VI. CONCLUSIONES -

Se identificaron los principales parámetros morfométricos de una cuenca.

-

Se realizó la delimitación de la cuenca con el software ArcGis, obteniendo el perímetro, el área y la longitud del río Cachiyacu, como cauce principal. Aunque existen diversos métodos para delimitar una cuenca, todos ellos representan una aproximación al tamaño real de la misma.

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El río Cachiyacu conforma una microcuenca perteneciente a la cuenca del Huallaga, que a su vez pertenece a la gran cuenca del Amazonas.

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El área de la cuenca en estudio alcazó un total de 865.31 Km 2, por lo tanto, se









VII. BIBLIOGRAFÍA Fuentes, J.J. (2004) “Análisis Morfométrico de Cuencas: Caso de Estudio del Parque Nacional Pico de Tancítaro ”. Dirección General de Investigación de Ordenamiento Ecológico y Conservación de Ecosistemas. Instituto Nacional de Ecología. México. Faustino, J. 2006. “Gestión Integral de Cuencas Hidrográficas ”. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE). Turrialba – Costa Rica Ibáñez, S; Moreno, H. y Gisbert, J. (2010) “Morfología de las cuencas hidrográficas ” Escuela técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natura. Universidad Politécnica de Valencia. España Llamas, J. (1993) “Hidrología General. Principio y Aplicaciones ” Ediciones Universidad del

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