PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE UNA CUENCA DEFINICIÓN DE CUENCA HIDROGRÁFICA Entendemos por Cuenca Hidrográfca a toda el área o superfcie del terr terreno eno que que aport aporta a sus sus agua aguas s de esco escorr rrent entía ía a un mism mismo o punt punto o de desagüe o punto de cierre. La escorr escorrent entía ía la consti constituy tuyen en las aguas que uyen por la superfc superfcie ie terrestre cuando, tras producirse una precipitación pluvial o cualquier otr otro apor aporte te de agua agua des des!i !iel elo o por por e"em e"empl plo# o#,, el agua agua comi comien en$a $a a despla$arse a %avor de la pendiente !acia puntos de menor cota como consecuencia de la gravedad& las aguas que no !an sido infltradas por el suelo y !an quedado por lo tanto en la superfcie generan la escorrentía superfcial, mientras que aqu'llas que sí !an sido infltradas por el suelo y disc discur urrren por su inter nterio iorr reci( eci(en en el nom( nom(rre de esc escorr orrentí entía a su(superfcial. )demás, en ocasiones una %racción de las aguas de fltración penetra en la corte corte$a $a terr terres estr tre e por por perc percol olac ació ión n !ast !asta a alca alcan$ n$ar ar los los acuí acuí%e %ero ros s su(ter su(terrán ráneos eos.. *na cuenca cuenca está está %ormad %ormada a por un entram entramad ado o de ríos, ríos, arroyos y+o (arrancos de mayor o menor entidad que conducen los u"os de agua !acia un cauce principal, que es el que normalmente da su nom(re nom(re a la cuenca& su perímetro perímetro es una línea curvada curvada y ondulada ondulada que recorre la divisoria de vertido de aguas entre las cuencas adyacentes. El agua que se mueve por toda la superfcie o el su(suelo de una cuenca !idrográfca !asta llegar a %ormar la red de canales constituye el sistema uvial o red de drena"e de la cuenca.
igura -. Esquema de una cuenca !idrográfca red de drena"e líneas continuas# y divisorias de aguas línea discontinua#
Conviene recordar que !ay dos tipos de divisorias de aguas, las topográfcas y las !idrológicas, que normalmente coinciden pero que en ocasiones son di%erentes.
igura /. 0ituación de las divisorias de aguas topográfcas en ro"o# ye !idrológicas en a$ul#
La divisoria de aguas de naturale$a topográfca es una línea imaginaria que separa las laderas opuestas de una elevación, uyendo las aguas de escorrentía de las dos laderas a am(os lados de la divisoria !acia cauces di%erentes imagen -#. 1ara más in%ormación puedes acudir al artículo docente del repositorio 2iunet de la *13 titulado 4El uso de las %otogra%ías a'reas en los estudios de suelos5& te ayudará a e"ercitarte en el cierre de cuencas.
6magen -. 7ivisorias de aguas topográfcas en naran"a#, dirección de la escorrentía en las laderas a$ul oscuro# y red de drena"e principal a$ul celeste#
PARÁMETROS GENERALES 8a"o este epígra%e se recogen los aspectos más (ásicos de una cuenca !idrográfca& 'stos, "unto con la descripción general desarrollada en el epígra%e anterior, constituyen la in%ormación mínima que de(emos conocer para %ormarnos una primera idea de la naturale$a y comportamiento de una cuenca. 6ncluyen área, longitud, perímetro, anc!o y desnivel altitudinal.
Área de la cuenca (A): El área de la cuenca está defnida por el espacio delimitado por la curva del perímetro 1#. Esta línea se tra$a normalmente mediante %otointerpretación de %otogra%ía a'reas en las que se aprecia el relieve y por lo tanto las divisorias de aguas# o so(re un mapa topográfco en %unción las curvas de nivel representadas. 1ro(a(lemente sea el %actor más importante en a relación escorrentía9característica mor%ológica. En ocasiones, de(ido a que los m'todos de estima de la escorrentía sólo son válidos si se aplican a áreas de características similares, es necesario tener que dividir las cuencas de gran tama:o en las que la red de drena"e es muy comple"a en su(cuencas o su(sistemas de menor entidad pero mayor !omogeneidad fgura ;#.
igura ;.9 0u(división de una cuenca !idrográfca e
1ara su cálculo se puede usar papel milimetrado o un planímetro, pero tam(i'n es posi(le determinarla por medio de !erramientas in%ormáticas, para lo que es necesario disponer de una (ase cartográfca digital y de un 06= )rc3ie>, )rc=60, etc.# o un programa de di(u"o asistido por ordenador )C)7, etc.#.
Ln!"#ud del cauce $r"nc"$al (L)% $er&'e#r (P) anc (*): La longitud L de la cuenca viene defnida por la longitud de su cauce principal, siendo la distancia equivalente que recorre el río entre el punto de desagüe aguas a(a"o y el punto situado a mayor distancia topográfca aguas arri(a. )l igual que la superfcie, este parámetro inuye enormemente en la generación de escorrentía y por ello es determinante para el cálculo de la mayoría de los índices mor%om'tricos. En cuanto al perímetro de la cuenca, 1 fgura ?#, in%orma sucintamente so(re la %orma de la cuenca& para una misma superfcie, los perímetros de mayor valor se corresponden con cuencas alargadas mientras que los de menor lo !acen con cuencas redondeadas.
igura ?.9 Longitud y perímetro de una cuenca inalmente, el anc!o se defne como la relación entre el área )# y la longitud de la cuenca L#& se designa por la letra @ de %orma que W
=
A L
7ónde ) superfcie de la cuenca en Am/. L longitud de la cuenca en Am. En cuanto al procedimiento a seguir para medir longitudes de líneas, tam(i'n resulta sencillo& al margen de las !erramientas in%ormáticas o específcas para medida en papel curvilímetros#, un simple !ilo o cordel fno que reprodu$ca lo más felmente posi(le las sinuosidades del cauce o del perímetro e
De+n",el al#"#ud"nal (DA) Es el valor de la di%erencia entre la cota más alta de la cuenca y la más (a"a DA = HM − Hm
0e relaciona con la varia(ilidad climática y ecológica puesto que una cuenca con mayor cantidad de pisos altitudinales puede al(ergar más ecosistemas al presentarse variaciones importantes en su precipitación y temperatura.
Par-'e#r+ de .r'a: La %orma de una cuenca es determinante de su comportamiento !idrológico cuencas con la misma área pero de di%erentes %ormas presentan di%erentes respuestas !idrológicas B!idrogramas di%erentes por tanto9 ante una lámina precipitada de igual magnitud y desarrollo#, de a!í que algunos parámetros traten de cuantifcar las características mor%ológicas por medio de índices o coefcientes. Los parámetros de %orma principales son Coefciente de =ravelius y 2ectángulo equivalente y coefciente de Horton.
Ce/c"en#e de Gra,el"u+ (C!) am(i'n conocido por el nom(re de Coefciente de Compacidad, este coefciente relaciona el perímetro de la cuenca con el perímetro de una cuenca teórica circular de igual área& estima por tanto la relación entre el anc!o promedio del área de captación y la longitud de la cuenca longitud que a(arca desde la salida !asta el punto topográfcamente más ale"ado de 'sta#
Cg
=
P 2 √ πA
7onde Cg,Dcoefciente de =raveluis 1D perímetro de la cuenca, en Am )D superfcie de la cuenca, en Am/ oma siempre un valor mayor a la unidad, creciendo con la irregularidad de la cuenca.
Rec#-n!ul e0u",alen#e: 0upone la trans%ormación geom'trica de la cuenca real en una superfcie rectangular de lados L y l del mismo perímetro de tal %orma que las curvas de nivel se convierten en rectas paralelas a los lados menores del rectángulo l#. Esta cuenca teórica tendrá el mismo Coefciente de =ravelius y la misma distri(ución actitudinal de la cuenca original.
7onde LDaltura del rectángulo en Am lD (ase del rectángulo en Am CgD coefciente de =ravelius )D superfcie de la cuenca en Am/
Par-'e#r+ de rel"e,e: 0on de gran importancia puesto que el relieve de una cuenca tiene más inuencia so(re la respuesta !idrológica que su %orma& con carácter general podemos decir que a mayor relieve o pendiente la generación de escorrentía se produce en lapsos de tiempo menores. Los parámetros de relieve principales son pendiente media del cauce #, pendiente media
de la cuenca "#, curva !ipsom'trica, !istograma de %recuencias altim'tricas y altura media H#.
Pend"en#e 'ed"a del cauce (1): Es la relación e
=
h DA oj l L =
7onde !, 7) desnivel altitudinal Am# L, L longitud del cauce en Am.
Pend"en#e 'ed"a $r'ed" de la cuenca (2): 0e calcula como media ponderada de las pendientes de todas las superfcies elementales de la cuenca en las que la línea de má
7onde D pendiente media de la cuenca LiD Longitud de cada una de las curvas de nivel Am# ED Equidistancia de las curvas de nivel Am# )D superfcie de la cuenca Am/#
Cur,a "$+'3#r"ca: La curva !ipsom'trica representa el área drenada variando con la altura de la superfcie de la cuenca. 0e construye llevando al e"e de las a(scisas los valores de la superfcie drenada proyectada en Am/ o en porcenta"e, o(tenida !asta un determinado nivel, el cual se lleva al e"e de las ordenadas, generalmente en metros. Formalmente se puede decir que los dos e
igura nG .9
Curva !ipsom'trica del río 0egura
La %unción !ipsom'trica es una %orma conveniente y o("etiva de descri(ir la relación entre la propiedad altim'trica de la cuenca en un plano y su elevación. Es posi(le convertir la curva !ipsom'trica en %unción adimensional usando en lugar de valores totales en los e"es, valores relativos dividiendo la altura y el área por sus respectivos valores má
El gráfco adimensional es muy Itil en !idrología para el estudio de similitud entre dos cuencas, cuando ellas presentan variaciones de la precipitación y de la evaporación con la altura. Las curvas !ipsom'tricas tam(i'n !an sido asociadas con las edades de los r íos de las respectivas cuencas fgura nG J#
igura nG J.9 Cam(io de %orma de la curva !ipsom'trica con la edad del río
H"+#!ra'a de .recuenc"a+ al#"'3#r"ca+:
Es la representación de la superfcie, en Am/ o en porcenta"e, comprendida entre dos cotas, siendo la marca de clase el promedio de las alturas fgura nG K#. La representación de varios niveles da lugar al !istograma, que puede ser o(tenido de los mismos datos de la curva !ipsom'trica. 2ealmente la curva !ipsom'trica y el !istograma contienen la misma in%ormación pero con una representación di%erente, dando una idea pro(a(ilística de la variación de la altura en la cuenca.
igura nG K.9
E"emplo de !istograma de %recuencias acumuladas
CARACTERI4ACION DE UNA CUENCA En el proceso de planifcación, mane"o y gestión de cuencas !idrográfcas es necesaria la caracteri$ación de las mismas. La caracteri$ación es un inventario detallado de los recursos y las condiciones (io%ísicas, socioeconómicas y am(ientales de la cuenca y sus interrelaciones. La caracteri$ación está dirigida %undamentalmente a cuantifcar las varia(les que tipifcan a la cuenca con el fn de esta(lecer la vocación, posi(ilidades y limitaciones de sus recursos naturales y el am(iente y las condiciones socioeconómicas de las comunidades que la !a(itan. En el proceso de mane"o de cuencas, la caracteri$ación cumple tres %unciones %undamentales -. 7escri(ir y tipifcar las características principales de la cuenca. /. 0irve de in%ormación (ásica para defnir y cuantifcar el con"unto de indicadores que servirán de línea (ase para el seguimiento, monitoreo y evaluación de resultados e impactos de los planes, programas o proyectos de mane"o y gestión de cuencas. ;. 0irve de (ase para el diagnóstico, donde se identifcan y priori$an los principales pro(lemas de la cuenca, se identifcan sus causas,
consecuencias y soluciones y se determinan las potencialidades y oportunidades de la cuenca. La caracteri$ación es el tercer elemento del proceso de mane"o de cuencas !idrográfcas, constituye el componente de (ase so(re el cual se empie$a a edifcar toda la planifcación e implementación de este proceso. Esta caracteri$ación de(e ser integral para poder entender la cuenca como sistema.
igura -. 6magen de sat'lite Landsat del territorio de una cuenca !idrográfca.
Con %recuencia, muc!os proyectos de mane"o de cuencas, omiten o parten de caracteri$aciones incompletas por ra$ones económicas, de %alta de conocimientos, de claridad conceptual y práctica, o porque simplemente en la %ormulación del proyecto no se contempló como un componente importante y necesario. La caracteri$ación es al especialista en mane"o y gestión de -K cuencas !idrográfcas, lo que los e<ámenes del paciente son al m'dico. *na de las defciencias comunes en planes de mane"o y gestión de cuencas, es que se reali$an caracteri$aciones detalladas, pero luego no se utili$an ni relacionan en el diagnóstico y la línea (ase. 7e(ido a que la gestión de cuencas es un proceso con o("etivos a corto, mediano y largo pla$o en t'rminos de la re!a(ilitación , -, / a:os#, y permanente en t'rminos del mane"o sosteni(le, la planifcación de(e sustentarse en in%ormación completa e integral de la cuenca, para evitar errores en la priori$ación e intervención, que podrían llevar n o solamente a un uso inefciente de los recursos !umanos y económicos, sino a la %alta de resultados e impactos %avora(les concretos que "ustifquen y
motiven a todos los actores locales a internali$ar y empoderarse del proceso y a las instituciones, decisores, donantes y organismos de cooperación internacional a seguir apoyando esta %orma plenamente "ustifcada natural, (io%ísica y socioeconómicamente de gestión del territorio 6MEFEN, /-#.
C'$nen#e+ ,ar"a5le+ de la carac#er"6ac"7n: Los componentes y varia(les que son importantes de caracteri$ar en una cuenca pueden agruparse en tres grandes temas • •
u(icación, mor%ometría e !idrología caracteri$ación (io%ísica caracteri$ación socioeconómica. Los elementos que se especifcan a(a"o para cada caracteri$ación parten de una situación ideal, pero en la práctica no siempre eso es posi(le, aunque siempre se de(e !acer el me"or es%uer$o de o(tener la mayor y me"or in%ormación. Es recomenda(le iniciar con la in%ormación más relevante análisis de conte
U5"cac"7n% 'r.'e#r&a e "drl!&a: a) U5"cac"7n: país, departamento, estado o provincia, latitud, longitud, área. 6ncluir un mapa (ase de la cuenca.
5) Carac#er&+#"ca+ 'r.'3#r"ca+ e "drl7!"ca+ de la cuenca: %orma, curva !ipsom'trica elevaciones#, longitud y pendiente del cauce principal, orden y longitud de la red de drena"e, densidad de cauces nImero de cauces o drena"es+área de la cuenca#, densidad de drena"e longitud de drena"es+Am / de área#, caudales promedio, má
c) S&n#e+"+: de las características de u(icación, mor%om'tricas e !idrológicas de la cuenca !idrográfca 6MEFEN, /-#.