UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA REGIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA Y RECURSOS HIDRICOS Msc. Joram Gil Msc. Jeser Nij
2013
Hidrología “Caracterización de Cuenca”
INFORME DE PRACTICA 2 Inga. Adriana Orozco Inga. Mariela Rodríguez 18 /03/2013
Informe de practica 2 “Caracterización de Cuencas”
Contenido INFORME DE PRACTICA 2 ........................... ........................................ .......................... .......................... .......................... ................... ...... 1 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........5 OBJETIVOS ......................... ...................................... .......................... ......................... ......................... .......................... .......................... ............... .. 5 GENERAL..................... GENERAL................................... .......................... ......................... .......................... .......................... .......................... ................... ...... 5 ESPECIFICOS ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........5 REGIÓN HIDROGRÁFICA ......................... ...................................... .......................... ......................... ......................... ........................ ...........6 UBICACIÓN DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS E HIDROLÓGICAS DENTRO DE LA CUENCA DEL RÍO COATÁN ...................... ................................... .......................... ......................... ......................... ........................ ...........7 CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE CUENCA ............................. .......................................... ......................... ....................... ...........7 a)
Parteaguas de la cuenca ......................... ...................................... ......................... ......................... .......................... ............... .. 7 Resultados .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........8
b)
Área de la cuenca (A) ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................... ...... 8
Cálculos realizados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................... ...... 8
Resultados .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........8 c)
Perímetro de la cuenca (P)......................... ...................................... ......................... ......................... .......................... .............9
Cálculos realizados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................... ...... 9
Resultados .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........9 d) Forma de la cuenca ........................... ........................................ .......................... .......................... .......................... ................... ...... 9
Coeficiente de compacidad ........................ ..................................... .......................... ......................... ..................... .........9
Relación de Elongación ................................ ............................................. .......................... .......................... ................. .... 10
Relación de forma ............................ ......................................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 10
Cálculos realizados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 11
e) Tipo de cuenca ............... ............................ .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........12 a)
Arréicas: ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 12
b)
Criptoréicas: ......................... ....................................... .......................... ......................... .......................... ........................ ...........12
c)
Endorréicas ......................... ....................................... .......................... ......................... .......................... .......................... .............12
d) Exorréicas: ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 13 Definición de tipo de cuenca por la forma en que drenan el agua de las precipitaciones................... precipitaciones................................ .......................... .......................... .......................... ......................... ..................... .........13 f) Tipos de cauces ........................ ...................................... .......................... ......................... .......................... ........................ ...........13 a)
Ríos Perennes.................................... ................................................ ......................... .......................... .......................... .............13
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b)
Ríos Intermitentes: ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 13
c)
Ríos Efímeros:............................... ............................................ .......................... .......................... .......................... ................. .... 13
Resultados .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 14 Resultados .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 14 g) Identificar el cauce principal de cuenca. ......................... ...................................... .......................... ................. .... 14 Resultados .......................... ....................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 14 h)
Longitud de cauce principal ......................... ...................................... .......................... ......................... ..................... .........14
i)
Resultados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 15 Longitud media de corrientes (Lmc) ......................... ...................................... .......................... ........................ ...........15
Calculo ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 15
Resultados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 15
j)
Frecuencia o Densidad de la cuenca/densidad de las corrientes ........................ ........................16
Calculo ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 16
Resultados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 16
k)
Radio de longitud medio ............................. .......................................... .......................... ......................... ..................... .........16
l)
Calculo ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 16 Longitud acumulada de corrientes ................... ................................ .......................... ......................... ................... ....... 17
Calculo ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 17
m) Orden de corrientes ......................... ...................................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 17
Método de Horton (Ven TE Chow ) ......................... ...................................... ......................... ..................... .........17
Método de Shreve ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 18
Resultados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 18
n)
Pendiente media de la cuenca ............................ ......................................... .......................... .......................... ............... .. 18
Método Alvord ........................ ..................................... .......................... ......................... ......................... ...................... .........19
Método de Horton ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 19
Cálculos ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 20
o) Pendiente media de Cauce principal ............................... ............................................ .......................... ................. .... 21
Pendiente media: ......................... ...................................... .......................... ......................... ......................... .................... .......21
Cálculos ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... ......................... ................... ....... 22
p) Altura media de la cuenca .......................... ....................................... ......................... ......................... ........................ ...........23
Resultados ........................ ..................................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 24
q) Curva Hipsométrica ......................... ...................................... .......................... ......................... ......................... .................... .......24
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r)
Método modificado de Strahler 1952 ......................................................24 Grafica Log. NU vs U ................................................................................. 26
Calculo ................................................................................................ 26
s)
Radio de bifurcación medio.........................................................................27
t)
Relación circular .......................................................................................27
Calculo de relación circular de cuenca .......................................................27
Resultados ........................................................................................... 28
u)
Densidad de drenaje (Dd) ..........................................................................28
Calculo de densidad de drenaje ............................................................... 29
Resultados ........................................................................................... 29
PARAMETROS DETERMINADOS POR LA UBICACIÓN DE LA CUENCA ..........................30 a)
Cabeceras municipales...............................................................................30
b) Temperatura máxima, mínima, promedio ......................................................... 30 c)
Precipitación máxima, promedio y mínima ....................................................... 30
d) Evapotranspiración ....................................................................................30 e)
Zonas de vida ..........................................................................................31
f)
Servicios básicos ..................................................................................... 32
g) Carreteras .............................................................................................. 32 h)
Crecidas, inundaciones .............................................................................. 32
CONCLUSIONES................................................................................................ 33 BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................34 ANEXOS........................................................................................................... 36
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INTRODUCCIÓN La caracterización de una cuenca es una herramienta sumamente importante para cualquier análisis hídrico que se desee realizar, debido a que permite establecer parámetros que evalúan el funcionamiento del sistema hídrico de un área específica. Obtener los parámetros que describen una cuenca, es esencial el proyectos de enfocados al aprovechamiento del los recursos hídricos, que funcionan como la base o punto de partida, pero también permite en muchos casos hacer acciones preventivas, ya que por medio de los parámetros se puede saber si son áreas inundables, o áreas susceptibles al escurrimiento debido a que hay pendientes pronunciadas, y que en determinados momentos se puede convertir en riesgo para los poblados cercanos. Dentro de los parámetros que se evalúan se encuentran aquellos que describen la forma y pendiente de la cuenca, los tipos de corrientes que forman la cuenca, la manera en que drenan el agua proveniente de la precipitación, área que posee la cuenca, etc. Los planos 1: 50 000, permitieron iniciar la caracterización de la cuenca ya que brindan información, para determinar los parámetros que se presentan en el siguiente informe.
OBJETIVOS GENERAL
Realizar la caracterización de una cuenca, permitiendo evaluar cada uno de los parámetros determinantes, que brinden un información confiable y utilizable para proyectos de relacionado con la utilización de recursos hídricos en Guatemala.
ESPECIFICOS Adquirir conocimientos de los parámetros fundamentales para evaluar y describir una cuenca.
Establecer el comportamiento de la Micro-cuenca en función de su respuesta ante la precipitación que se presente.
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REGIÓN HIDROGRÁFICA La cuenca del Río Coatán pertenece a la región hidrográfica de la vertiente del Pacífico, que es la que cuenta con la mayor de ríos, los cuales se caracterizan por ser ríos cortos y de curso muy rápido.
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UBICACIÓN DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS E HIDROLÓGICAS DENTRO DE LA CUENCA DEL RÍO COATÁN Para la cuenca del Río Coatán no se encontraron estaciones hidrológicas cercanas, por lo que solo se presentan solo se presentan las siguientes que corresponden a las estaciones meteorológicas más cercanas. Ver en anexo : hoja N.13
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE CUENCA Cuenca hidrográfica son áreas naturales donde se depositan y corren las aguas provenientes de las lluvias, se unen hacia puntos más bajos, para posteriormente unificarse y formar un corriente o un rio principal, las aguas son evacuadas hacia el mar o lagos. Los límites coinciden y se determinan por medio de curvas de nivel que son la descripción topográfica del terreno en donde se encuentran ubicada la cuenca.
a) Parteaguas de la cuenca Establece los limites de una cuenca hidrográfica, debido a que establece los limites de las aguas de las precipitaciones distribuyendo los escurrimientos, es decir imaginariamente une los puntos de máximo valor de altura relativa entre dos laderas adyacentes pero de exposición opuesta, los parteaguas secundarios son utilizados para delimitar las sub-cuencas o cuencas de orden inferior al interior de las cuenca.
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Reglas prácticas para trazado de parteaguas El parteaguas corta ortogonalmente las curvas de nivel, y pasa por los puntos de mayor nivel topográfico. Cuando el parteaguas aumenta su altitud, corta a las curvas de nivel por la parte convexa Cuando el parteaguas decrece en altitud, corta a las curvas de nivel por su parte cóncava. El parteaguas no corta nunca un arroyo o rio, excepto en el punto de interés de la cuenca (salida). Resultados La delimitación de la cuenca se muestra del anexo: en la hoja N. 1
b) Área de la cuenca (A)
Es la proyección plana en proyección horizontal, encerrada por el parteaguas. Nace en el cauce principal hasta el sitio donde se encuentra la estación medidora de caudal, que vaya a servir de base para el estudio hidrológico de la cuenca y cubre el perímetro de la cuenca .Puede ser expresada en km2 o hectáreas. Definir el tamaño de una cuenca es difícil, ya que cuencas del mismo tamaño pueden tener diferente comportamiento según V.T. Chow, una cuenca péquela puede ser definida por su sensibilidad a lluvias de alta intensidad y corta duración en la cual predominan las características físicas del suelo con respecto al cauce. Cálculos realizados El área fue determinada por medio de la utilización del programa civil cad, que permitió redibujar la cuenca basados en planos 1:50 000 y por medio de una poli línea se pudo trazar y obtener el área de la cuenca trabajada.
Resultados La delimitación de la cuenca se muestra del anexo: en la hoja N. 1
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c) Perímetro de la cuenca (P) El longitud del contorno del área de la cuenca, dicho contorno está definido anteriormente por el parte aguas.
Cálculos realizados
El área fue determinada por medio de la utilización del programa civil cad, que permitió redibujar la cuenca basados en planos 1:50 000 y por medio de una poli línea se pudo trazar y obtener el área de la cuenca trabajada.
Resultados La delimitación de la cuenca se muestra del anexo: en la hoja N. 1
d) Forma de la cuenca La forma de la cuenca afecta a las características de descarga de la corriente, principalmente para eventos de flujo máximo, los escurrimientos de una cuenca de forma circular es diferente de una estrecha y alargada, aunque estas contengan la misma área.
Coeficiente de compacidad H. Gravelius definido el COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc), como el cociente adimensional entre el perímetro de la cuenca (P) y la circunferencia (Pc) de un circulo con área igual al tamaño (A)de la cuenca en Km 2.
El Cc menor =1, indicando que la cuenca es circular y conforme su valor aumente, mayor será la distorsión en su forma, es decir, se vuelve más alargada o asimétrica.
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De casi redonda a oval redonda
Alta
De oval redonda a oval oblonga
Media
De oval oblonga a rectangular
Baja
Relación de Elongación S.A. Schumm propuso la RELACIÓN DE ELONGACIÓN (Re), definida como el cociente adimensional entre el diámetro (D) de un circulo de igual área (A) que la cuenca y la longitud (Lc) de la misma (longitud Lc definida como la más grande dimensión de la cuenca, a lo largo de una línea recta desde la salida hasta el parteaguas, paralela al cauce principal.
El índice varía entre 0.60-1.0, lo más cercano a uno se relaciona con lugares de altitud baja, y cercanas a 0.6-0.8 relaciona lugares de altitud fuerte y pendientes pronunciadas.
Relación de forma
La forma de la cuenca hidrográfica afecta a los hidrogramas de escorrentía y las tasas de flujo máximo. La mayoría de las cuencas toma la forma de pera. Horton citado por Herrera Ibáñez, sugirió un factor adimensional de forma (Rf), como índice de la forma de una cuenca: Donde:
A= área de la cuenca en estudio en Km 2 Lc= longitud del cauce principal en Km, medida desde el nacimiento del cauce hasta la salida en la cuenca. (Punto de Aforo)
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Se tiene valore diferentes de re forma, según geométrica de la cuenca, donde: para un circulo es 0.73 para un cuadrado con la salida en el punto medio de los lados es 1.00 para un cuadrado con la salido en una esquina 0.50 cuencas ovaladas rango de valores entre 0.40-0.50 cuencas largas relaciones de forma menores de 0.30
Cálculos realizados
Datos: Perímetro (P)=17.77 Km Área= 13.67 Km2 Buscar el diámetro de círculo de igual área que la cuenca
Despejando para Calculo de perímetro de círculo equivalente
Calculo de Cc
Calculo con la formula corta
La cuenca no es circular debido a que su coeficiente de compacidad no es 1, pero es valor es bastante cercano lo que quiere decir que su forma es poco asimétrica, pero es de forma oval.
Área: 13.67 Km2 Longitud Lc: 6.33 Km Diámetro (D): (2.085 *2)=4.17 Km (este diámetro es de un circulo que tiene la misma área de la cuenca estudiada)
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Calculo de Relación de elongación
El coeficiente de relación de elongación tiene un valor de 0.6588, el cual describe que es un lugar con pendientes pronunciadas, y de gran altitud, esta cuenca se encuentra ubicada en la zona montañosa.
Calculo de relación circular de la cuenca
Datos: Área: 13.67 Km2 Longitud del cauce principal= 5.78 km
La relación circular es 0.4091 y se encuentra dentro del rango de 0.40-0.50 que nos permite observar que la cuenca es ovalada.
e) Tipo de cuenca Por la forma en que drenan el agua las cuencas se clasifican en: a) Arréicas: cuando no logran drenar a un rio mar o largo, sus aguas se evaporan o infiltran pero sin llegar a formar parte del escurrimiento subterráneo, generalmente están ubicadas de zonas de aridas o desiertos. b) Criptoréicas: las redes de drenaje superficial no tiene un sistema organizado o aparente y corren como ríos subterráneos. c) Endorréicas: drenan en un embalse o lago sin llegar al mar, es decir el punto de salida está dentro de la cuenca.
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d) Exorréicas: cuando las vertientes conducen las aguas a un sistema mayor de drenaje generalmente al límite de la cuenca para unirse a la corriente de un rio o mar.
Definición de tipo de cuenca por la forma en que drenan el agua de las precipitaciones.
La cuenca de estudio es de tipo exorreica debido posee una corriente principal fácilmente identificada, y corrientes secundarias y su punto de salida esta especificado, que se une a un rio Coatán, para posteriormente desembocar en el golfo de México.
f) Tipos de cauces a) Ríos Perennes: estas corrientes trasportan agua durante todo el año y están siempre alimentadas por el agua subterránea. Propios de climas húmedos. b) Ríos Intermitentes: trasporta agua en las épocas de lluvias cuando el nivel freático asciende. En épocas de sequias el rio no transporta agua excepto cuando ocurre una tormenta. Propios de climas semiáridos c) Ríos Efímeros: aquellos que solo llevan agua bajo episodios de fuertes precipitaciones, manteniéndose secos el resto del tiempo. El nivel freático se encuentra siempre debajo del lecho, y es el rio que alimenta a los almacenamientos subterráneos. Son propios de climas áridos.
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Resultados La cuenca cuenta con 7 corrientes intermitentes y 5 perennes, se puede observar que la mayoría transportan agua, además de contar con 47 corrientes efímeras que contribuyen a dar una respuesta rápida ante las precipitaciones, debido a que proporcionan lugares donde el escurrimiento deposite el agua para ser transportada a su punto de salida. Resultados Ver anexo: en la hoja N. 2
g) Identificar el cauce principal de cuenca. El cauce principal fue identificado desde la cota más alta, que es donde se encuentra el manantial, hasta el punto de observación que es la salida de la cuenca en estudio. La identificación se realizo por medio de la curvas de nivel y por medio de la herramienta de Civil Cad Resultados Ver anexo: en la hoja N. 3
h) Longitud de cauce principal La longitud o desarrollo longitudinal (L) del cauce o colector principal es también una magnitud característica útil y de efecto importante en la respuesta hidrológica, ya que un rio corto los efectos de la precipitación en la cuenca se hacen más rápidamente que en un río largo.
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La longitud total del cauce principal (L) y el parámetro (Lca) que toma en cuenta la forma de la cuenca, se han correlacionado entre sí y con el área de la cuenca (A). Resultados Longitud del cauce principal herramienta Civil Cad y Autocad.
,
y fue determinado con ayuda de la
El cauce principal representa un 35% del total de las corrientes totales de la cuenca, brindando una respuesta Ver anexo: en la hoja N. 3
i) Longitud media de corrientes (Lmc) Indicador de las pendientes que se cuentan a lo largo del cauce principal, las cuencas con corrientes de longitudes cortas reflejan pendientes muy pronunciadas y las cuencas con longitudes largas reflejan pendientes suaves.
Calculo de Lmc
9.92 Km 4.212 Km 2.209 Km 16.341 Km
Resultados La longitud media de la cuenca tiene un valor de 1.36 2 Km, lo que permite visualizar que la cuenca posee corrientes relativamente largas ya que su área es de 13.67 Km2. brindando longitudes largas para depositar de la precipitación en estos cuerpos de agua rápidos.
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j) Frecuencia o Densidad de la cuenca/densidad de las corrientes R.E. Horton define como el número de segmentos de corrientes por unidad de área
N , sumatoria de numero de corrientes, A = área de la cuenca
Σ
u
La frecuencia de corrientes tiene por unidades M.A. Melton analizo en detalle la relación entre la densidad de drenaje (Dd) y la frecuencia de corrientes (F) y encontró que ambas son medidas de la magnitud de la red de drenaje, pero cada una trata aspectos diferentes. Datos: N. corrientes: 12 Área de cuenca: 13.67 km2
Calculo
Resultados La frecuencia es de 0.88 1/km2, lo que significa que en cada kilometro cuadrado se puede contar con el 88 % de una corrientes, prácticamente se tiene cubierta toda la area de la cuenca para poder suministrar un dren eficiente.
k) Radio de longitud medio Según la definición dada por el ministerio de agricultura, Ganadería y Alimentación (MAGA), este describe la relación de la longitud acumulada de corrientes de orden u con respecto a u-1, la ecuación siguiente
Calculo
1
2.209
2.209
3
4.212
1.404
8
9.92
1.24
El radio de longitud medio es de 1.35 km
Km Km Km
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l) Longitud acumulada de corrientes Según Isaac Herrera, en su aporte al MAGA, la longitud acumulada de corrientes La se utiliza para cuantificar la longitud total de las corrientes de orden u determinados por la cuenca. Se obtiene de los valores de Lu y Nu:
Donde: n = Número de corrientes de orden u m = Número de corrientes de orden
Datos obtenidos Orden 1: 8 corrientes. Lmc= 1.24 Km Orden 2: 3 corrientes, Lmc= 1.404 Km Orden 3: 1 corrientes, Lmc= 2.209 Km
Calculo
km m) Orden de corrientes
Método de Horton (Ven TE Chow ) El sistema para ordenar las corrientes en ríos y derivo leyes que relaciona el numero y la longitud de las corrientes de diferente orden. El sistema de ordenamiento de Horton, fue levemente modificado por Strabler: Los canales reconocibles más pequeños se designan de orden 1(fluyen solo en tiempo húmedo) Cuando se unen dos canales de orden 1, forman uno de orden 2 hacia abajo, (dos canales de orden “i” se unen se obtiene uno de (i+1). Cuando uno de orden bajo y de orden superior, se mantiene la orden del superior hasta que se encuentre uno del mismo orden puede incrementar el orden. El orden de la cuenca de drenaje es el mismo del rio de salida, y el de mayor orden.
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Método de Shreve Inicia con los conceptos de segmento (“link”), ya sea “exterior” (tributarios indivisos equivalentes al curso de primer orden de Strahler), o “interior” (los
restantes segmentos de la red de drenaje comprendidos entre confluencias sucesivas) y de magnitud de segmento. Este método toma en cuenta todos los vínculos de la red. Al igual que en el método de Horton (modificado por Strahler), a todos los vínculos exteriores se les asigna un orden 1. Para los vínculos interiores de método de Shreve, pero las órdenes son aditivos. Si la intersección de dos vínculos de primer orden crean un vinculo de segundo orden, la intersección de dos vínculos uno de primer orden y uno de segundo orden crean un vinculo de tercer orden, y la intersección de uno de segundo orden y uno de tercer orden crean un vinculo de cuarto orden. Los órdenes son aditivos, los números del método de Shreve se conocen como magnitudes en lugar de órdenes. La magnitud de un vínculo en el método de Shreve es el número de vínculos de corrientes arriba. Resultados El resultado del ordenamiento por medio de método Horton Ver anexo: en la hoja N. 4
El resultado del ordenamiento por medio de método Shreve se muestra en Ver anexo: en la hoja N. 5
n) Pendiente media de la cuenca Es un parámetro que permite visualizar el relieve de la cuenca, se hace necesario este índice para representar la pendiente del terreno de la cuenca, que depende del mapa que se utilice para determinarlo, este parámetro tiene una estrecha relación con la infiltración, el escurrimiento, la humedad del suelo, y la contribución del agua subterránea. Permite comparar cuencas, basándose únicamente en la pendiente de la cuenca.
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Método Alvord Analiza la pendiente existente entre curvas de nivel, trabajando con la cuenca definida po las líneas medias que pasa entre la curvas de nivel.
Donde:
Sc= pendiente media de la cuenca D= distancia vertical entre curvas de nivel L= longitud de curvas de nivel dentro del parteaguas A= área de la cuenca. Método de Horton Se basa en el establecimiento de una cuadricula en sentido “X” y “Y” de la cuenca, y la pendiende es igual al promedio de las donde pendientes, tanto en sentido x como Y
Donde: Nx= numero total de intersecciones en X Ny = numero toral de intersecciones de Y Lx = longitud total de la cuadricula en X Ly = longitud total de cuadricula en Y D = intervalo de curvas Sx = pendiente en el sentido x Sy = pendiente en el sentido y Sc = pendiente media
Símbolo Suave P1 Moderada P2 Pronunciada P3 Muy pronunciada P4 Escarpada P5
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Determinación de pendiente media. Se grafico una cuadricula sobre la proyección de planimetría de la cuenca orientándola en dirección del cauce principal de la cuenca. Se contaron las intersecciones en ambas direcciones Se calcularon las longitudes totales de la líneas de malla tanto en sentido X, como Y. o
o o
Se realizo la consulta a la hoja N.6 de anexos como información complementaria.
Cálculos
Datos: D= 0.10 Área A= 13.67 Km2 Longitud= 58.44 Km
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Datos: D= 100 m Nx= 23 intersecciones Ny=44 intersecciones Lx=13,134 m Ly= 13,489 m Consultar anexo: en la hoja N. 7
Pendiente “x”
Pendiente “y”
Pendiente de la cuenca:
La pendiente encontrada por el método Alvord muestra que es un terreno que cuenta con pendientes pronunciadas, que corrobora la ubicación de la cuenca, ya que se encuentra ubicada en una zona montañosa del país, donde se tiene grandes altitudes.
o) Pendiente media de Cauce principal
Pendiente media: se halla dividiendo una diferencia de altura (punto más alto – punto más bajo) de la corriente principal, y su longitud horizontal de dicha corriente.
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Pendiente compensada: obtenida al trazar una línea desde el punto “a” correspondiente al punto mas bajo de la corriente principal y de modo que existan dos áreas, las cuales deben ser iguales para encontrar la pendiente A1= A2, el trazo de la línea es del punto “a” al punto “b”.
Fuente: Francisco. Aparicio.
Cálculos
Donde: Sm: Pendiente media del cauce principal Hmax: Cota máxima del cauce principal Hmin: Cota mínima del cauce principal Lc: Longitud total del cauce principal
Ver anexo: en la hoja N. 8
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Se realizo el método grafico de la pendiente compensada, que se representa en la hoja N.9 de anexos
p) Altura media de la cuenca Por medio de la altura media de la cuenca se puede idear el grado de madurez de la cuenca. Este parámetro relaciona precipitación y temperatura, la variación de la temperatura influye en la variación de las pérdidas de agua, al aumentar la temperatura aumenta la evaporación, hidrológicamente se toma en cuenta como un parámetro representativo la elevación media de la cuenca
intervalos 2427 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500
-
2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3527
Rango intermedio de intervalos 2463.5 2550 2650 2750 2850 2950 3050 3150 3250 3350 3450 3513.5 Σ
Área
Área * Pendiente media de intervalo
213977.259 973633.903 1677429.73 2329760.46 2210853.17 1995291.93 2066165.33 1046554.22 544560.211 383284.166 218769.995 6226.9446 13666507.3
527132977 2482766452 4445188797 6406841256 6300931529 5886111183 6301804247 3296645800 1769820686 1284001956 754756483 21878369.9 3.9478E+10
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Resultados La altura media es proporcionada por la curva hipsométrica, que es la altitud que se tiene en el 50 % del área de la cuenca
Altura media de la cuenca: 2888.66 metros sobre el nivel del mar .
q) Curva Hipsométrica La curva hipsométrica representa gráficamente las elevaciones del terreno en función de las superficies correspondientes. Permite calcular la elevación media de la cuenca. Para propósitos de comparación entre cuencas, es utilizable el porcentaje de área toral de un lugar de su magnitud y altura relativa.
Método modificado de Strahler 1952 Los elementos involucrados en la definición y construcción, son: 1. la altura relativa (h/H) de una porción de la cuenca (h) en la relación al desnivel total existente en ella entre la cumbre más elevada del parteaguas y la desembocadura (H). 2. la superficie relativa (a/A) de la porción de la cuenca ubicada por encima de una determinada curva de nivel (a) en relación al área total de la cuenca, ambas en proyección planimetrica. 3. La curva es construida mediante el ploteo de los puntos obtenidos, lo cuales constituyen la función continua que relaciona la altura en las ordenadas y la superficie en las abscisas. cota menor 2427 intervalos 2427 - 2500 2500 - 2600 2600 - 2700 2700 - 2800 2800 - 2900 2900 - 3000 3000 - 3100 3100 - 3200 3200 - 3300 3300 - 3400 3400 - 3500 3500 - 3527
cota mayor 2995
2463.5 2550 2650 2750 2850 2950 3050 3150 3250 3350 3450 3513.5 Σ
Área 213977.259 973633.903 1677429.73 2329760.46 2210853.17 1995291.93 2066165.33 1046554.22 544560.211 383284.166 218769.995 6226.9446 13666507.3
% 0.21 0.97 1.68 2.33 2.21 2.00 2.07 1.05 0.54 0.38 0.22 0.01 13.67
13.45 12.48 10.80 8.47 6.26 4.27 2.20 1.15 0.61 0.22 0.01 0.00
100 98.43 91.31 79.04 61.99 45.81 31.21 16.09 8.44 4.45 1.65 0.05
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0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
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1.20
3627 3427 m3227 k n e d 3027 u t i t l A2827
2627 2427 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
Área en Km2
Las barras indican la cantidad de área que se encuentra en la altura que se tiene
Curva Hipsométrica 3527 3427 3327 3227
s o r t 3127 e m3027 n e 2927 a r u t 2827 l A
Series1
2727 2627 2527 2427 0
20
40
60
Porcentaje de Área
80
100
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r) Grafica Log. NU vs U La grafica debe coincidir con una línea recta, se coloca en las abscisas U(orden de corrientes y en las ordenadas log. Nu (longitud media de corrientes). Si hay quiebres en la grafica indica que las longitudes de las corrientes no fueron determinadas adecuadamente y por lo tanto, hay que revisar cuidadosamente. Debe ser una relación en sentido positivo, la grafica debe coincidir con una recta, en el eje de las abscisas (u, orden de las corrientes), y en las ordenadas Log Lu (Long. Media de corrientes).
Calculo orden U
N.U
Log Un
1 2 3
0.90308999 0.47712125 0
1 0.8 u 0.6 N . g o 0.4 L
0.2 0 1
2 Orden de Corrientes U
3
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s) Radio de bifurcación medio Es la relación existente entre los números de corrientes de un orden dado (u) y del orden superior siguiente (u+1), mediante cuya operación se determina el radio de bifurcación entre ordenes y la sumatoria de los mismos determina el “radio de bifurcación promedio”.
Cálculos realizados
8 3 1
El radio de bifurcación media es Rb= 2.8333
t) Relación circular Se establece como la relación que tiene la cuenca con una forma circular, y esta definida por
Donde:
A= área de la cuenca en estudio Ac= área de un circulo de perímetro igual al de la cuenca.
Calculo de relación circular de cuenca
Datos: Área: 13.67 Km2 Perímetro: 17.77 Km Encontrar el área del círculo con el perímetro de cuenca:
Despejar radio de formula de perímetro
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Introducir en formula de área de circulo Hallar
Calculo de Rc
Resultados La relación circular de la cuenca se encuentra con un valor de Rc=0.544, lo cual indica que la forma de la misma es un poco alargada.
u) Densidad de drenaje (Dd) Es indicativo de la relación de infiltración y escorrentía, permite analizar la permeabilidad del suelo del cauce. La densidad de drenaje indica la facilidad de una cuenca para evacuar las aguas provenientes de las precipitaciones y que quedan sobre la superficie de la tierra, debido a la saturación de las capas del subsuelo. Al encontrarse el suelo saturado, la lluvia se almacena en la superficie en encharcamientos hasta el instante es que da inicio el escurrimiento superficial sobre el cauce natural, dando paso al drenaje de la cuenca, los valores pueden estar en un rango de 3 a 400. La densidad de drenaje esta definida como la longitud de los cauces de la cuenca dentro dividida por el área total de drenaje, Donde:
Lac= longitud acumulada de las corrientes A = Área de la cuenca D= en km/km2 Una densidad de drenaje alta indica una respuesta rápida por parte de la cuenca, al contrario de una densidad baja indica una respuesta de lenta debido a que carece de drenaje. Hay factores que pueden influir de manera significativa en la densidad de drenajes, en el caso de los suelos impermeable y fáciles de erosionar, con carencia de cobertura vegetal disminuyen el tiempo de encharcamiento haciendo casi inmediato la escorrentía superficial, y por el contrario en suelos altamente permeables y resistentes a la erosión, el agua
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proveniente de la precipitación se infiltra haciendo más lenta la generación de la escorrentía.
Datos:
Área: 13.67 Km2 Longitud acumulada de corrientes:
km
Calculo de densidad de drenaje
Resultados El índice de drenaje es de 1.20 km/km2 aproximadamente, se puede decir que es un idice bajo, pero en este caso es un índice considerable ya que el tamaño de la cuenca es pequeña, se puede decir que tiene una reacción de drenaje rápido y que posee pendientes escarpadas.
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PARAMETROS DETERMINADOS POR LA UBICACIÓN DE LA CUENCA a) Cabeceras municipales La cuenca del rio Coatán es compartida entre los países de Guatemala y México, y los municipios más adyacentes se pueden visualizar en los anexos. Ver anexo: en la hoja N. 10
b) Temperatura máxima, mínima, promedio Registro de estaciones cercanas a la cuenca en estudio Max - Min
Max - Min
1120
30.7 - 14.8
40.6 - 3.5
2420 233
20.0 - 6.0 32.9 - 19.1
28.0 - -8.0 38.4 - 9.5 Fuente INSIVUMEH
c) Precipitación máxima, promedio y mínima Registro de estaciones cercanas a la cuenca en estudio
1120
985.20
2420 233
1026.50 3565.40 Fuente INSIVUMEH
d) Evapotranspiración Registro de estaciones cercanas a la cuenca en estudio
1120
-99 (no hay dato)
2420 233
-99 (no hay dato) -99 (no hay dato) Fuente INSIVUMEH
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e) Zonas de vida
El mapa de zona de vida de la cuenca en estudio se puede ver en la hoja N.11 anexos
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f) Servicios básicos El poblado que se encuentra dentro de la cuenta es San José Ojetenam, San Marcos, este tiene acceso a energía eléctrica, agua potable, alcantarillado sanitario, plantas de tratamiento de aguas residuales.
g) Carreteras Se establecieron las vías de comunicación en la cuenca y se muestran en la hoja No 12 de anexos h) Crecidas, inundaciones Se encontró un documento realizado “LA CUENCA DE L RÍO COATÁN: ENTRE INUNDACIONES Y ESCASEZ, UN ESCENARIO COMPLEJO PARA LA COOPERACIÓN MÉXICO- GUATEMALA” Autor: EDITH F. KAUFFER MICHEL ” Este estudio describe aspectos importantes como las inundaciones, pero incluyendo toda la Cuenca del rio Coatán, pero el área de estudio en si es una microcuenca del rio Coatán, por lo que no se pudo establecer las áreas de inundación específicamente debido a la falta de información para generar la descripción de estas zonas
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CONCLUSIONES
La caracterización realizada en la micro cuenca del rio Coatán, dentro de los parámetros más determinantes están la pendiente de la cuenca, velocidad de respuesta de la cuenca y el sistema de drenaje con que cuenta.
Mediante los parámetros establecidos se ha determinado que es una zona en la cual se cuentan con pendientes pronunciadas, por lo cual el agua proveniente de la precipitación encuentra facilidad para drenar a través de la misma, la velocidad de respuesta es rápida debido a las pendientes que tienen además contar con un número importante de corrientes perennes e intermitentes, cuenta una corriente por cada kilometro cuadrado de su área, y su forma es oval.
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BIBLIOGRAFÍA 1. Geografía de Nuevo León Autor: Camilo Contreras México 2007 ISBN: 978-970-9715-36-1 2. Proceso del Ciclo Hidrológico Autor. Daniel Campos Aranda México 2008 ISBN-969-6194-44-4 3. Asociación geológica de Argentina Tomo XXXIV N.2 Buenos Aires 1979 4. Manejo de cuencas Hidrográficas Autor: Jorge Faustino Turrialba, Costa Rica 2,000 5. Fundamentos de Hidrología de superficie Autor: Francisco J. Aparicio Mijares Limusa, Grupo Noriega Editores, México ISBN: 968-18-3014-8 6. Manual de hidrología Guatemala Herrera Ibáñez IR 1995. 7. Tesis: “ESTUDIO DE LA CUENCA DEL RIO CAJOLÁ PARA FINES DE MANEJO DE SUELOS, MUNICIPIO DE CAJOLÁ, DEPARTAMENTO DE QUETZALTENANGO, GUATEMALA”
Autor: FILIBERTO SALVATIERRA COLINDRES Noviembre, 2006 Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de Agronomía. 8. Asociación geológica de Argentina (Shreve) Tomo XXXIII N.2 Buenos Aires 1978 ISSN 004-4822
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9. HIDROLOGIA APLICADA Autor: Ven Te Chow, David R. Maidment, Larry W. Mays Editorial McGraw Hill ISBN: 958-600-171-7
10.
http://www.infoiarna.org.gt/guateagua/subtemas/4/cuenca/suchiate.htm
11. http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#//009z000000 z3000000 Tarboton, D. G., R. L. Bras, e I. Rodríguez-Iturbe. 1991. On the Extraction of Channel Networks from Digital Elevation Data. Hydrological Processes. 5: 81 – 100. 12. http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/calculo-de-la-pendiente-media-delcauce-principal-de-una-cuenca-hidrografica/ 13. https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:NaWsnlfVo4J:www2.ine.gob.mx/publicaciones/libros/639/rcoatan.pdf+&hl=en&gl=gt&pid= bl&srcid=ADGEESjZ99W_agO4d5FrYaCtaPTvuRof6Ta0YC3ps4K5zk5p3vez5ZHtonqHTuCwBtai_he7VFjFJGgIiVLdPo7U9qmvTnw7ugEFDUVqM0tGbGenjZcMpJ0lD vkck8har-6BXpggcZJ&sig=AHIEtbQ04hxZbWFEbHkftaJ06LzMD37u4Q
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