Monografia de Cuencas

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Monogra fia de Cue nc a s - slide pdf.c om

DELIMITACION DE CUENCAS Y PERFIL DE RIO JORDY SLEYTER LAPA RAMOS

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DELIMITACION DE CUENCAS Y PERFIL DE RIO 2014

INTRODUCCIÓN El Perú, particularmente el Departamento de Junín posee un rico patrimonio natural que cada día se ve más amenazado por el deterioro de las cuencas hidrográficas, la contaminación de acuíferos y la degradación de humedales. La gestión integrada del recurso hídrico como elemento esencial para cualquier forma de vida es fundamental y comprende una multiplicidad de factores geofísicos, químicos, biológicos, sociales, económicos, culturales y políticos. Sin embrago, no hay integración entre las disciplinas para lograr solución a la problemática del agua, la vinculación y coordinación entre los organismos de planificación, los ciudadanos y el gobierno central es débil; cuando no existe la difusión y transferencia de conocimientos a la sociedad civil. Es importante que los gobiernos locales recurran a la planeación como un instrumento útil para la construcción de sus principales orientaciones de gobierno y para lograr una conducción estratégica de su gestión, que permita dar continuidad a la acción, bajo este e impulsar un nuevo modelo de participación ciudadana a los municipios en facilitadores de la tarea debido a la escasez de recursos frente al creciente número de necesidades. El concepto de cuenca ha evolucionado, incorporando la dimensión biofísica, socioeconómica y cultural. La cuenca más que el lecho del río, involucra la base territorial, ambiental y social.

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TABLA DE CONTENIDOS

CAPITULO I: DEFINICION DE CUENCA CAPITULO II: FUNCIONES DE UNA CUENCA Función hídrica de la cuenca Función ecosistémica de la cuenca Función ambiental de la cuenca Función socioeconómica de la cuenca

CAPITULO III: ELEMENTOS Y PARTES DE CUENCA CAPITULO IV: CARACTERÍSTICAS DE LA CUENCA Características Geomorfológicas

CAPITULO V: DELIMITACION DE CUENCAS CAPITULO VI: PERFIL DE UN RÍO


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CAPITULO I DEFINICION DE CUENCA DEFINICION: Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan como las unidades de división funcionales con más coherencia, permitiendo una verdadera integración social y territorial por medio del agua. También recibe los nombres de hoya hidrográfica, cuenca de drenaje y cuenca imbrífera.1 Una cuenca y una cuenca hidrológica se diferencian en que la cuenca se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrológica incluye las aguas subterráneas (acuíferos). Corrientes tributarias

divisoria Área de cuenca

Corriente principal

Punto de salida al mar

Mar

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SERVICIO AUTONOMO NACIONAL DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS - Febrero 2004, Año 3 Publicación 4


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CAPITULO II FUNCIONES DE UNA CUENCA FUNCIONES DE UNA CUENCA En las diferentes cuencas que existen a lo largo de nuestro país, es posible encontrar diversidad de flora y fauna que van creando distintos ecosistemas. Éstos, a su vez, van generando intercambio de materia y flujo de energía que pueden constituirse como un propio sistema. Dentro de la cuenca, existen componentes hidrológicos, ecológicos, ambientales y socioeconómicos, cada uno de ellos con una función. 2

Función hídrica de la cuenca:

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Captar las aguas que provienen de diferentes fuentes de precipitación para que luego las aguas vayan tomando su recorrido natural formando y alimentando ríos, lagunas, esteros y quebradas. Almacenar naturalmente el agua por el tiempo que las condiciones climáticas, geográficas y ambientales lo permitan. En un estero muy pequeño, el tiempo de duración del agua será menor que el de una gran laguna.



Hacer fluir el agua, ya sea por la superficie terrestre o por las capas subterráneas.

Función ecosistémica de la cuenca: 2

HERNANDEZ S., JESSICA A. LANZA S., LOREMAR J. “CONCEPTO DE MANEJO INTEGRAL DE CUENCAS HIDROGRAFICAS” - Barcelona, Junio 2009


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

Llevar por diferentes lugares los flujos de agua, lo que provoca una interacción entre las características de la calidad físico-químicas del agua.

Ofrecer un hábitat para la existencia de flora y fauna y provocar que estas

especies interactúen con las características físicas y biológicas del agua. Ser el sustento de las comunidades bióticas que la habitan.

Mantenimiento de microclimas (temperatura, evapotranspiración, humedad,

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



precipitaciones y viento).

Función ambiental de la cuenca:

Regular la recarga hídrica y los ciclos biogeoquímicos. Conservar la biodiversidad de flora y fauna.

Evitar el deterioro y erosión de los suelos.

Vehículo de transporte de nutrientes, sedimentos y vida.

Interviene en especial en las plantas, en el mantenimiento de su estructura y

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

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

forma.

Función socioeconómica de la cuenca:

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Suministrar los recursos naturales necesarios para que la población pueda vivir de las actividades productivas (son el sustento de las actividades humanas).



Constituyen un recurso fundamental, en lo que se refiere al abastecimiento de agua potable para las ciudades.



Proveer de un espacio para el desarrollo social y cultural de los habitantes, así también lugares para la promoción del turismo.

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Producción de energía hidroeléctrica: represas y saltos naturales o artificiales para la generación eléctrica.

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Piscicultura y pesca: obtención de alimentos como peces y otros.


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CAPITULO III ELEMENTOS Y PARTES DE CUENCA ELEMENTOS DE UNA CUENCA Los elementos de una cuenca hidrográfica son:3

Divisoria de aguas La divisoria de aguas o divortium aquarum es una línea imaginaria que delimita la cuenca hidrográfica. Una divisoria de aguas marca el límite entre una cuenca hidrográfica y las cuencas vecinas. El agua precipitada a cada lado de la divisoria desemboca generalmente en ríos distintos. Otro término utilizado para esta línea se denomina parteaguas. El divortium aquarum o línea divisoria de vertientes, es la línea que separa a dos o más cuencas vecinas. Es la divisoria de aguas, utilizada como límite entre dos espacios geográficos o cuencas hidrográficas.

El río principal El río principal suele ser definido como el curso con mayor caudal de agua (medio o máximo) o bien con mayor longitud o mayor área de drenaje, aunque hay notables 3

Manejo integrado de cuencas - http://www.wwfperu.org.pe/donde_trabajamos/pastaza/MICH.ht


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excepciones como el río Mississippi o el río Miño en España. Tanto el concepto de río principal como el de nacimiento del río son arbitrarios, como también lo es la distinción entre río principal y afluente. Sin embargo, la mayoría de cuencas de drenaje presentan un río principal bien definido desde la desembocadura hasta cerca de la divisoria de aguas. El río principal tiene un curso, que es la distancia entre su naciente y su desembocadura. En el curso de un río se distinguen tres partes:

curso superior , ubicado en lo más elevado del relieve, en donde la erosión de

las aguas del río es vertical. Su resultado: la profundización del cauce; curso medio , en donde el río empieza a zigzaguear, ensanchando el valle;

curso inferior , situado en las partes más bajas de la cuenca. Allí, el caudal

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



del río pierde fuerza y los materiales sólidos que lleva se sedimentan, formando las llanuras aluviales o valles.

Afluentes Los afluentes son los ríos secundarios que desaguan en el río principal. Cada afluente tiene su respectiva cuenca, denominada sub-cuenca.

El relieve de la cuenca El relieve de una cuenca consta de los valles principales y secundarios, con las formas de relieve mayores y menores y la red fluvial que conforma una cuenca. Está formado por las montañas y sus flancos; por las quebradas o torrentes, valles y mesetas.


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PARTES DE UNA CUENCA La cuenca hidrográfica está formada por tres partes o secciones.4 El siguiente dibujo muestra cada una de ellas. La parte alta comprende, principalmente, a la cordillera de los Andes. La parte media, a la cordillera de la Costa y pie de monte de la cordillera de los Andes. Por último, la parte baja corresponde a la depresión intermedia y a la planicie o litoral costero. Debido a que la cuenca es un sistema, las secciones están muy relacionadas, es más, si en su parte alta se realiza alguna actividad, ésta tendrá un impacto en las demás. Esta relación causa-efecto es lineal, lo que se realice en la parte alta afectará a la media y baja, lo que se realice en la media afectará a la baja.

Por ejemplo, si en la parte alta ocurre un incendio forestal destruyendo la cubierta vegetal, se producirá un desequilibrio hídrico en el período de lluvias, pues la infiltración será menor y el escurrimiento superficial mayor, aumentando los cauces de los ríos, 4

Tyller Miller,Jr . “Ecologia y Medio Ambiente”,. Editorial Iberoamerica, Segunda edición, pag 363.365369


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provocando, en la parte baja de la cuenca, crecidas que pueden traer consigo inundaciones en los poblados ubicados agua abajo.

Sección alta de cuenca Es la parte de la cuenca donde nacen los ríos en la cual como consecuencia de la velocidad del agua y la capacidad de arrastre de la corriente predomina la erosión causada por el agua, ya que se transporta material térreo hacia las partes bajas de la cuenca. Corresponde a territorios de gran altitud, con fuertes pendientes. En esta sección se depositan masas de hielo o glaciares y existen grandes concentraciones de bosque nativo. Es la parte de la cuenca donde nacen los ríos. El ser humano ha utilizado esta sección para conservar muestras de ecosistemas naturales, a través de las áreas silvestres protegidas; turismo recreativo y deportivo; generación de energía eléctrica (centrales hidroeléctricas), y la minería.

Sección media de la cuenca Es la parte de la cuenca hidrográfica que corresponde a territorios de media altitud con pendientes medianas a fuertes en la cual mediamente hay un equilibrio entre el material sólido que llega traído por la corriente y el material que sale. Visiblemente no hay erosión por el agua.El ser humano ha utilizado esta sección con turismo recreativo y deportivo, cultivos agrícolas como los viñedos y minería menor.

Sección baja de la cuenca Es la parte de la cuenca hidrográfica que corresponde a territorio de baja altitud, mayoritariamente planos, en la cual el material extraído de la parte alta se deposita en esta parte baja. Es la parte de la cuenca donde los ríos y suelos son altamente


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utilizados y contaminados, además, es la receptora de cualquier impacto causado en las partes alta y media.

CAPITULO IV CARACTERÍSTICAS DE LA CUENCA Las principales características de una cuenca son5:

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La curva de la cota superficie: esta característica da además una indicación del potencial hidroeléctrico de la cuenca.



El coeficiente de forma: da indicaciones preliminares de la onda de avenida que es capaz de generar.



El coeficiente de ramificación: también da indicaciones preliminares respecto al tipo de onda de avenida.

CARACTERISTICAS GEOMORFOLOGICAS 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.6

5

DUCHAUFOUR, P. 1987. Manual de Edafología. 1-209p. Editorial Masson, S.A. Barcelona.España.. PORTA, J. M. LÓPEZ ACEVEDO, C. Roquero. 2003. Edafología para la Agricultura y el Medio Ambiente. 685 a 690p. Ediciones Mundi prensa. 6


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Área de la cuenca (km 2): Una cuenca tiene su superficie perfectamente definida por su contorno y viene a ser el área drenada comprendida desde la línea de división de las aguas (divisorium acuarium), hasta el punto convenido (estación de aforos, desembocadura etc.). Para la determinación del área de la cuenca es necesario previamente delimitar la cuenca, trazando la línea divisoria, esta línea tiene las siguientes particularidades:

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debe seguir las altas cumbres;

debe cortar ortogonalmente a las curvas de nivel;

no debe cortar ninguno de los causes de la red de drenaje.





Perímetro de la cuenca (km): Es la longitud del contorno del área de la cuenca. Longitud del río principal (km) Longitud de los ríos (km) Altura máxima y altura mínima Índice de compacidad: También denominado coeficiente de compacidad o de Graveliús, definida como la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área equivalente.

Donde: P = Perímetro de la cuenca A = Área de la cuenca

Curva hipsométrica: Puesta en coordenadas representa la relación entre la cota y la superficie de la cuenca que se encuentra por encima de esta cota. El relieve de una cuenca se representa correctamente con un plano con curvas de nivel, sin embargo,


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estas curvas de nivel son muy complejas, por medio de la curva hipsométrica se sintetiza esta información, lo que la hace más adecuada para trabajar.

Polígono frecuencias de altitudes : Representa el grado de incidencia de las áreas comprendidas entre curvas de nivel con respecto al total del área de la cuenca. De los dos parámetros anteriores, se definen los siguientes:

Altura media. Es la ordenada media de la curva hipsométrica.

Altura más frecuente. Es la altitud cuyo valor porcentual es el

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

máximo de la curva de frecuencia de altitudes.

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Altitud de frecuencia media. Es la altitud correspondiente al punto de absisa media (50% del área) de la curva hipsométrica.

Factor de forma de la cuenca: Es la relación entre el ancho promedio (Ap) de la cuenca y la longitud del curso principal del río (L).

Ancho promedio: relación entre el área de la cuenca (A) y la longitud mayor del río (L).

Red de drenaje. Es el conjunto de cursos de agua que van a conducir las aguas precipitadas sobre una determinada cuenca hidrográfica hacia el punto más bajo de la misma, también llamado punto de control. Los parámetros que definen una red de drenaje son los siguientes:

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Cantidad de cursos de agua: Longitud total de los cursos de agua (Lt): es la suma de la distancia total recorrida por los diferentes cursos de agua que forman parte de la red hidrográfica de la cuenca.


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Orden el río principal de la cuenca y grado de ramificación: Se

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determina el grado de ramificación de un curso de agua se considera el número de bifurcaciones que tienen sus tributarios, asignándole, un orden a cada uno de ellos en forma creciente desde el inicio de la divisoria hasta llegar al curso principal de manera que el orden atribuido a este indique en forma directa el grado de ramificación de la red de drenaje.

Densidad de drenaje o Longitud promedio de cursos de agua (Dd): La densidad de drenaje se calcula con la expresión:

Orden


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CAPITULO V DELIMITACION DE CUENCAS

Existen maneras de delimitar o delinear cuencas hidrográficas, cada una de ellas se utiliza de acuerdo del carácter ulterior o propósito que se desee alcanzar. 7 Maneras de delimitar que van desde las realizadas manualmente, sobre un plano topográfio o directamente en pantalla, hasta las que se realizan digitalmente de forma semiautomática, con las herramientas SIG y con la información base geoespacial. Todas las formas de delimit ar conducen al mismo objetivo, sin embargo, la diferencia radica en la precisión; y es allí do nde el método que se utilice y la información base, determinarán la calidad del trabajo final. El proceso de delimitación de unidades hidrográficas puede efectuar gmediante dos subproce sos: Generación de áreas de drenaje (cuencas de captación) o watersheds

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Generación vectorial de unidades hidrográficas

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Los resultados del proyecto SRTM (Shuttle Radar Topography Mision) de la NASA, que constan de datos ráster de tipo topográfico con 90 metros de resolución espacial, se ha const ituido en el MDT, Modelo Digital del Terreno, de uso más extendido en el mundo. Es pr ecisamente esta información base, la que el proyecto HydroSHED utilizó para generar l as capas de dirección y acumulación de flujo de Sudamérica, con 15 segundos de resolución espacial; la misma que se ha constituido en la información base del presente proyecto. 7

Rosa Ruiz Humberto Torres – MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DE DELIMITACION Y CODIFICACIONES DE UNIDADES HIDROGRAFICAS - 2008


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Para la delimitación de las unidades hidrográficas, se consideran las siguientes reglas 8:

Primera: Se identifica la red de drenaje o

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corrientes superficiales, y se realiza un esbozo muy general de la delimitación. Se realiza un esbozo muy general de la



posible delimitación

Segunda: Invariablemente, la divisoria corta perpendicularmente a las curvas de nivel y pasa, estrictamente, por los puntos de mayor nivel topográfico La divisoria corta perpendicularmente a las



curvas de nivel

Tercera: Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa.

8

AGUIRRE NÚÑEZ. M.; TORRES, H.; RUIZ. R. MANUAL DE PROCEDIMIENTOS PARA LA DELIMITACIÓN Y CODIFICACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS DEL PERÚ. 2003


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Cuarta: 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).

CONSIDERACIONES ADICIONALES 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 pr{cticos, complejos y “forzados”, que de cierto modo, desnaturalicen la forma de la

unidad hidrográfica.


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CAPITULO VI PERFIL DE UN RÍO Corte topográfico que sigue la trayectoria sinuosa de un río. Las aguas corrientes modelan, por ablación y deposición, un perfil longitudinal de su lecho cuya pendiente tiende a disminuir aguas abajo. El perfil longitudinal, que en realidad no es otra cosa que un corte topográfico, tiene una forma cóncava, pero localmente presenta irregularidades que se expresan en forma de rápidos y cascadas , y tramos de aguas

tranquilas.9 El perfil longitudinal de un río es muy característico. La línea ideal que dibuja un río desde su nacimiento hasta su desembocadura se llama talweg . Se representa gráficamente como una curva cuya forma ideal es la de una curva exponencial cóncava; hacia arriba en la cabecera y a la altura del nivel de base en la desembocadura. La profundidad y la anchura del lecho aumentan aguas abajo, en la medida que disminuye la pendiente. Esto es debido a que aguas abajo aumenta el caudal, y por tanto la velocidad, por lo que es posible transportar la carga material del río con una pendiente menor. La curva ideal se alcanzaría en un perfil en equilibrio , es decir en un río en el que no hubiese ni erosión ni acumulación. El perfil de equilibrio se define como una curva regularizada, de forma que en todos sus puntos la velocidad de la corriente asegura el transporte de la totalidad de la carga sólida procedente de la parte superior sin que haya 9

Enciclopedia Libre Universal en Español


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excavación ni acumulación. Esto implica el aumento gradual del caudal, de la carga-masa, y una disminución gradual de la carga-calibre, condiciones que no se dan en la naturaleza. El perfil real del río es mucho más complejo. En la práctica todos los ríos se apartan de este perfil ideal por diversos motivos: diferencias de caudal, la velocidad y la carga, diferencias de la naturaleza de la roca, cambios del nivel de base y la geometría del canal. El río colector aumenta su pendiente cuando recibe un afluente importante, que le aporta mucho caudal y mucha carga. Sin embargo se reduce la pendiente si el afluente aporta aluviones más finos, o si está menos cargado. La configuración litológica puede determinar la existencia de rupturas de pendiente o estrechamientos del lecho que hacen aumentar la velocidad de las aguas. En este caso se reduce la pendiente y aumenta la profundidad. Lo contrario ocurre cuando el río se ensancha en las rocas deleznables. Aunque el perfil de equilibrio no es posible en todo el río, sí que existen tramos

concretos donde se alcanza, y es que estos son tramos homogéneos, donde las condiciones no varían. Sin embargo, este equilibrio sólo se alcanza durante un tiempo, mientras persistan las mismas condiciones generales del río, es decir, este perfil es móvil , como los factores que lo controlan. Esta movilidad permite el ajuste de la pendiente según las condiciones del lugar y el momento, por ejemplo de una crecida. Ello implica la existencia de un recubrimiento aluvial del lecho que constituye una reserva permanente y no modificable de elementos desigualmente móviles. La elaboración del perfil de equilibrio depende de las crecidas, ya que es durante ellas cuando se desplazan con competencia los fragmentos más grandes. Estas actúan sobre los perfiles más sinuosos regularizándolos. La regularización consiste en la reducción de las pendientes demasiado fuertes, por ablación, y el aumento de las pendientes demasiado débiles, por deposición. En los sectores de excavación cada punto es rebajado hasta la cota del punto situado aguas abajo: erosión regresiva o remontante. En los sectores de


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acumulación cada punto se eleva hasta la cota del punto situado aguas arriba: regularización progresiva o descendente. La interdependencia de todos los tramos del río implica que ningún punto aguas arriba podrá alcanzar un equilibrio mientras no se haya alcanzado aguas abajo. La regularización general es, pues, remontante. El nivel de base es la parte inferior del río, por debajo de la cual no puede descender. Se alcanza, siempre, en la desembocadura. Existen multitud de niveles de base locales, cuando encontramos una ruptura de pendiente negativa, la desembocadura de un afluente en un río o la existencia de una depresión intermedia. El nivel de base general es el de los océanos. Un cambio en el nivel de base implica la modificación del perfil, que cuando llega a la cabecera da lugar a un retroceso de la misma.


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