Alumna: Mayli Andrea Vela Sandoval Docente: Ing. Ricardo Chávez Ascencio Curso: Hidrología General
Tingo María, PERÚ 2015
I.
INTRODUCCIÓN
La caracterización es un inventarío detallado de los recursos y las condiciones biofísicas, socioeconómicas y ambientales de la cuenca y sus interrelaciones. La caracterización está dirigida fundamentalmente a cuantificar las variables que presenta la cuenca con el fin de establecer la vocación, posibilidades y limitaciones de sus recursos naturales con el ambiente, y las condiciones socioeconómicas de las comunidades que la habitan (Jiménez, 2009). El Perú cuenta con importantes recursos hídricos superficiales (lagos, lagunas, ríos, quebradas, manantiales, etc.) distribuidos en 159 unidades hidrográficas: conforman las tres grandes vertientes que caracterizan al territorio nacional Pacifico, Atlántico y Titicaca. La Provincia de Chachapoyas es una de las siete que conforman el Departamento de Amazonas, en la zona nororiental del Perú, bajo al administración del Gobierno regional de Amazonas. Limita por el norte con las provincias de Luya y Bongara; por el este con el Departamento de San Martín y la Provincia de Rodríguez de Mendoza; por el sur con el Departamento de San Martín; y por el oeste con el Departamento de Cajamarca. En este informe nos corresponde ofrecer información de la caracterización de la cuenca hidrográfica de Imaza que se localiza entre los distritos de Quinjalca, Olleros y Granada, provincia de Chachapoyas, región Amazonas.
I.
INTRODUCCIÓN
La caracterización es un inventarío detallado de los recursos y las condiciones biofísicas, socioeconómicas y ambientales de la cuenca y sus interrelaciones. La caracterización está dirigida fundamentalmente a cuantificar las variables que presenta la cuenca con el fin de establecer la vocación, posibilidades y limitaciones de sus recursos naturales con el ambiente, y las condiciones socioeconómicas de las comunidades que la habitan (Jiménez, 2009). El Perú cuenta con importantes recursos hídricos superficiales (lagos, lagunas, ríos, quebradas, manantiales, etc.) distribuidos en 159 unidades hidrográficas: conforman las tres grandes vertientes que caracterizan al territorio nacional Pacifico, Atlántico y Titicaca. La Provincia de Chachapoyas es una de las siete que conforman el Departamento de Amazonas, en la zona nororiental del Perú, bajo al administración del Gobierno regional de Amazonas. Limita por el norte con las provincias de Luya y Bongara; por el este con el Departamento de San Martín y la Provincia de Rodríguez de Mendoza; por el sur con el Departamento de San Martín; y por el oeste con el Departamento de Cajamarca. En este informe nos corresponde ofrecer información de la caracterización de la cuenca hidrográfica de Imaza que se localiza entre los distritos de Quinjalca, Olleros y Granada, provincia de Chachapoyas, región Amazonas.
1.1. Objetivo general - Caracterizar la cuenca hidrológica de Imaza. 1.2. Objetivos específicos - Determinar los parámetros morfométricos de la cuenca hidrológica Imaza. - Elaborar mapas de ubicación, localización, área y perímetro, orden de cauce de la cuenca y georreferenciación.
II.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1.
Cuenca hidrológica La cuenca de drenaje de una corriente, es el área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación, se unen para formar un solo curso de agua. Cada curso de agua tiene una cuenca bien definida, para cada punto de su recorrido r ecorrido (VILLÓN, 2011) La cuenca es aquella superficie en la cual el agua precipitada se transfiere a las l as partes topográficas bajas por medio del sistema de drenaje, concentrándose generalmente en un colector que descarga a otras cuencas aledañas, o finalmente al océano. La cuenca hidrológica, junto con los acuíferos, son las unidades fundamentales de la hidrología. (BREÑA Y JACOBO, 2006).
2.1.1. Clasificación de una cuenca. 2.1.1.1.
En relación al tamaño. Una cuenca se puede clasificar atendiendo a su tamaño, en cuencas grandes y cuencas pequeñas.
2.1.1.1.1. Cuenca grande Es aquella cuenca donde su área es mayor a 250 km2, donde predominan las características fisiográficas (pendiente, elevación, área, cauce). El efecto de almacenaje del cauce es muy importante.
2.1.1.1.2. Cuenca pequeña. Es aquella cuenca donde su área es menor a 250 km2, la forma y la cantidad de escurrimiento está influenciado por las características físicas (tipo de suelo y vegetación) del suelo. La cuenca pequeña responde a las lluvias de fuerte intensidad y pequeña duración.
2.1.1.2.
En función a la salida. Desde el punto de vista de la salida de una cuenca, existen dos tipos de cuencas: endorreicas y exorreicas.
2.1.1.2.1. Cuencas endorreicas. El punto de salida está dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago.
2.1.1.2.2. Cuencas exorreicas. En las cuencas exorreicas el punto de salida se encuentra en los límites de la cuenca, pudiendo ser en otra corriente de agua o en el mar.
Figura 1.1. Tipos de cuenca
2.1.1.3.
En función a la elevación. Otra forma de clasificarlas, de clara aplicación en las cuencas andinas, basada en la elevación relativa de sus partes, se clasifica en: cuencas, alta, media y baja.
2.1.1.3.1. Cuenca alta. Llamado como cuenca cabecera o de recepción de la cuenca; por su posición, capta y almacena en los nevados y glaciares de sus cumbres, y en las lagunas y represamientos de las altiplanicies, la mayor parte de los aportes de la precipitación; además, tiene una cobertura vegetal típica de pastos o bosques, y una menor presión demográfica.
2.1.1.3.2. Cuenca media. De mayor pendiente relativa, con un caudal caracterizado por torrentes turbulentos, también se le denomina zona de transporte de sedimentos o de escurrimiento.
2.1.1.3.3. Cuenca baja. Cuenca de menor pendiente relativa, con un caudal de flujo continuo, cauce definido y amplia planicie de inundación, suele llamarse cono de deyección o zona de depósito.
2.1.2. Elementos de las cuencas. Las cuencas presentan los siguientes elementos: Parteaguas o divisoria de aguas, área de la cuenca y el cauce principal de la cuenca.
2.1.3. Parteaguas o divisoria de aguas Línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico, que separa la cuenca en estudio de las cuencas vecinas.
2.1.4. Área de la cuenca Superficie en proyección horizontal, delimitada por la divisoria de aguas.
2.1.5. Cauce principal de una cuenca Corriente que pasa por la salida de la cuenca; las demás corrientes se denominan cauces secundarios (tributarios). Las cuencas correspondientes a las corrientes tributarias se llaman cuencas tributarias o subcuencas. En la Figura 1.2, son expuestos los elementos de una cuenca.
Figura 1.2. Componentes de una cuenca
2.2.
Delimitación La delimitación de una cuenca, se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivel (como el mapa de Costa Rica a escala 1:50 000), siguiendo las líneas del divotium acuarium (parteaguas) , la cual es una línea imaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitación, que en cada sistema de corriente, fluye hacia el punto de salida de la cuenca. El parteaguas está formado por los puntos de mayor nivel topográfico y cruza las corrientes en los puntos de salida, llamado estación de aforo (VILLÓN, 2011). 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 1/50 000, aunque para fines de diseño e intervención, las escalas más recomendables pueden ser 1/10 000 o 1/5 000; el tamaño y complejidad del relieve de la cuenca indicarán tomar en cuenta la escala más apropiada (Figura 2). Terrenos planos requieren más detalle de las curvas de nivel y la escala será mayor, por los contrarios terrenos muy accidentados requerirán menor detalle de curvas a nivel y la escala podría ser menor (FAUSTINO, 2006).
Figrua 1.3 . Delimitación de una cuenca
La
frontera
de
una
cuenca
topográfica
y
su
correspondiente cuenca de agua subterránea, no necesariamente tienen la misma proyección horizontal, por lo que se puede realizar una delimitación topográfica (como se explicó anteriormente) o real, que corresponde a la delimitación considerando el aporte de las aguas subterráneas. (VILLÓN, 2011)
2.3.
Parámetros morfométricos de una cuenca Una cuenca hidrográfica o cuenca de drenaje de un río es el área limitada por un contorno al interior del cual las aguas de la lluvia que caen se dirige hacia un mismo punto, denominado salida de la cuenca hidrográfica. Es en suma, el área de captación de aguas de un río delimitado por el parte aguas. La cuenca hidrográfica actúa como un colector natural, encargada de evacuar parte de las aguas de lluvia en forma de escurrimiento. En esta transformación de lluvias en escurrimiento se producen pérdidas, o mejor desplazamiento de agua fuera de la cuenca debido a la evaporación y la percolación. Para este tipo de estudio no solamente interesa el volumen total a la salida de la cuenca, sino también su distribución espacial y temporal, para lo cual se necesita tener un buen conocimiento de sus características. El movimiento del agua en la naturaleza es una función compleja en la cual intervienen diversos factores, entre los cuales se pueden resaltar su clima y sus características fisiográficas (MAIDMENT, 1992).
2.3.1. Longitud, perímetro y ancho. La longitud, L, de la cuenca 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 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 (Figura 1.4.). El ancho se define como la relación entre el área (A) y la longitud de la cuenca (L) y se designa por la letra W (VILLON, 2011).
Figura 1.4. Longitud y perímetro de la cuenca
2.3.2. Área de la cuenca Se refiere al área proyectada en un plano horizontal es de forma muy irregular, se obtiene después de delimitar la cuenca . Anteriormente se calculaba el área de la cuenca por los siguientes métodos:
Uso de la balanza analítica Uso del planímetro Actualmente ya no se suele utilizar esos métodos, y a cambio de ellos se utilizan software como el ARGIS que son muy fáciles de emplear y no toman mucho tiempo.
2.3.3. Perímetro de la cuenca Se refiere al borde de la forma de la cuenca proyectada desde un plano horizontal, que se obtiene después de delimitar una cuenca. Debido a la forma irregular de la cuenca, el cálculo no se puede realizar por medio de fórmulas geométricas, para ello se emplean los siguientes métodos: Uso del mecante (hilo) Uso del curvímetro.
2.3.4. Longitud de una cuenca Se refiere a la longitud más grande que tiene la cuenca.
2.3.5. Ancho de la cuenca Se refiere a la longitud más gruesa que presenta dicha cuenca.
2.3.6. Factor de forma índice o factor de forma de una cuenca (F) Expresa la relación, entre el ancho ´promedio de la cuenca y su longitud, es decir:
Suponiendo que la cuenca de forma rectangular:
Si una cuenca tiene un F mayor que otra (tal es el caso de F2 en la figura 1.4.), existe mayor posibilidad de tener una tormenta intensa y simultánea, sobre toda la extensión de la cuenca. Por lo contrario, si la cuenca tiene un F menor, tiene menos tendencia a concentrar las intensidades de lluvias, que una cuenca de igual área pero con un F mayor.
Figura 1.5. Factor de forma para dos cuencas
2.3.7. Índice de compacidad (índice de Gravelious) 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 (MONSALVE, 2000). La ecuación de este coeficiente corresponde a: El índice de compacidad de una cuenca, definida por Gravelious, expresa la relación entre el perímetro de la cuenca y, el perímetro equivalente de una circunferencia, que tiene la misma área de la cuenca, es decir:
El índice de compacidad, trata de expresar la influencia del perímetro y el área de una cuenca en la escorrentía, particularmente en las características del hidrogramas. Si K=1, la
cuenca será de forma circular, por lo general, para cuencas
a
alargadas se espera que K<1.Las cuencas de forma alargada, reducen las probabilidades, de que sean cubiertas en su totalidad por una tormenta, lo que afecta el tipo de repuesta que se presenta en el rio. (VILLON, 2011). Este valor adimensional, independiente del área estudiada tiene por definición un valor de 1 para cuencas imaginarias de forma exactamente circular. Los valores de Kc nunca serán inferiores a 1. El grado de aproximación de este índice a la unidad indicará la tendencia a concentrar fuerte volúmenes de aguas de escurrimiento, siendo más acentuado cuando más cercano sea a la unidad, lo cual quiere decir que entre más bajo sea Kc mayor será la concentración de agua. Existen tres categorías para la clasificación según el valor de este parámetro, ver cuadro 2.
2.4.
Factores Relativos al relieve.
2.4.1. Pendiente de la cuenca. La pendiente de una cuenca, es un parámetro muy importante en el estudio de toda cuenca, tiene una relación importante y compleja con la infiltración, la escorrentía superficial, la humedad del suelo, y la contribución de agua subterránea a la escorrentía. Es uno de los factores que controla el tiempo de
escurrimiento y concentración de la lluvia en los canales de drenaje, y tiene una importancia directa en relación a las crecidas. La pendiente de la cuenca es la relación del desnivel que existe entre los extremos de la cuenca, siendo la cota mayor y la cota menor, y la proyección horizontal de su longitud, siendo el lado más largo de la cuenca (VILLON, 2011).
2.4.2. Perfil y pendiente del cauce principal El conocimiento de la pendiente del cauce principal de una cuenca, es un parámetro importante, en el estudio del comportamiento del recurso hídrico, como por ejemplo, para la determinación de las características optimas de su aprovechamiento hidroeléctrico en la solución de problemas de inundaciones. Se determina según la relación entre el desnivel que hay entre los extremos el cauce y la proyección horizontal de su longitud (VILLON,
2011).
2.4.3. Curva hipsométrica Es la curva que puesta en coordenadas rectangulares, representa la relación entre la altitud, y la superficie de la cuenca que
queda sobre esa altitud. La curva hipsométrica es la representación gráfica de la variación altitudinal de una cuenca y se obtiene a partir de un plano topográfico tomándose los valores en porcentajes del área que están por debajo de una determinada altura, que inicialmente serán la del punto más bajo de la cuenca e irá aumentando de acuerdo a los valores de las cotas de la curva de nivel que encierra las franjas de terreno por ellas definidas y el punto de salida que es generalmente el sitio más bajo de la cuenca
(VILLON, 2002). Se divide en tres zonas (Figura 1.6): 1.-Zona donde predomina la producción de sedimentos y aguas (Ríos jóvenes). 2.- Zona donde predomina el transporte de ambos (Ríos maduros) 3.- Zona caracterizada por la deposición de sedimentos (Ríos en etapa de vejez) (LLAMAS, 1993).
Figura 1.6 . Clasificación de los ríos según la curva Hipsométrica
2.4.4. Histograma de frecuencias altimétricas (Rectángulo Equivalente) Es una transformación geométrica, que permite presentar a la cuenca, de su forma heterogénea, con la forma de un rectángulo, que tiene la misma área y perímetro, igual distribución de alturas, e iguala distribución de terreno, en cuanto a sus condiciones de cobertura. En este rectángulo, las curvas de nivel se convierten en paralelas al lado menor, siendo estos lados, la primera y última curvas de nivel. (VILLON, 2011).
2.4.5. Altura media Es la ordenada media de la curva hipsométrica, en ella, el 50% del área de la cuenca, está situado por encima de esa altitud y 50% está situado por debajo de ella.
2.4.6. Altitud más frecuente Es el máximo valor en el porcentaje de la curva de frecuencia de altitudes.
2.4.7. Altitud de frecuencia ½ Es la altitud correspondiente al punto de abscisa ½ de la curva de frecuencia de altitudes.
2.5.
Red de drenaje La red de drenaje de una cuenca, se refiere a las trayectorias o al arreglo que guardan entre sí, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella. Es otra característica importante en el estudio de un cuenca, ya que manifiesta la eficiencia del sistema de drenaje en el escurrimiento resultante, es decir, la rapidez
con que desaloja la cantidad de agua que recibe. La forma de drenaje, proporciona también indicios de las condiciones del suelo y de la superficie de la cuenca. (VILLÓN, 2011). Las características de una red de drenaje, pueden describirse principalmente de acuerdo con:
El orden de las corrientes
Longitud de los tributarios
Densidad de corriente
Densidad de drenaje
2.5.1. Orden de las corrientes Antes de hablar del orden de las corrientes, conviene ver su clasificación. Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual está relacionado con las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca. (VILLÓN, 2011). Así, una corriente puede ser efímera, intermitente o perenne.
Una corriente efímera, es aquella que solo lleva agua cuando llueve e inmediatamente después.
Una corriente intermitente, lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en época de lluvias; su aporte cesa cuando el nivel freático desciende por debajo del fondo del cauce.
La corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, ya que aún en época de sequía es abastecida continuamente, pues el nivel freático siempre permanece por arriba del fondo del cauce. El orden de las corrientes, es una clasificación, es una
clasificación que proporciona el grado de bifurcación dentro de la cuenca. Para hacer esta clasificación, se requiere de un plano de la cuenca que incluya tanto corrientes perennes como intermitentes. El procedimiento más común para esta clasificación, es considerar como corrientes de orden uno, aquellas que no tienen ningún tributario; de orden dos, a las que solo tienen tributarios de orden uno; de orden tres, aquellas corrientes con dos o más tributarios de orden dos, etc (figura 1.7). Así, el orden de la principal, indicará la extensión de la red de corrientes dentro de la cuenca. (VILLÓN,
2011).
Figura 1.7. Orden de las corrientes de una cuenca
2.5.2. Longitud de los tributarios La longitud de los tributarios es una indicación de la pendiente de la cuenca, así como el grado de drenaje- Las áreas escarpadas y bien drenadas, usualmente tienen numerosos tributarios pequeños, mientras que en regiones planas, donde los suelos son profundos y permeables, se tienen tributarios largos, que generalmente son corrientes perennes. La longitud de los tributarios se incrementa como una función de su orden. Este arreglo es también, aproximadamente, una ley de progresión geométrica. La relación no es válida para corrientes individuales. La medición de las corrientes, se realiza dividiendo la corriente en una serie de segmentos lineales, trazados lo más próximo posible a las trayectorias de los cauces de las corrientes.
(VILLÓN, 2011). 2.5.3. Densidad de corriente Es la relación entre el número de corrientes y el área drenada, es decir:
Dónde: Dc= densidad de corriente Nc= número de corrientes perennes e intermitentes A = área totalde la cuenca, en km2.
Para determinar el número de corrientes, solo se consideran las corrientes perennes e intermitentes. La corriente
principal se cuenta como una desde su nacimiento hasta su desembocadura. Después se tendrán todos los tributarios de orden inferior, desde su nacimiento hasta la unión con la corriente principal, y así sucesivamente, hasta llegar a los tributarios de orden uno. Esta relación entre el número de corrientes y el área drenada no proporciona una medida real de la eficiencia de drenaje, pues puede suceder, que se tenga dos cuencas con la misma densidad de corriente, y estén drenadas en muy diferente forma, dependiendo de la longitud de sus corriente. (VILLÓN, 2011).
2.5.4. Densidad de drenaje Esta característica proporciona una información más real que la anterior, ya que se expresa como la longitud de las corrientes, por unidad de área, es decir:
Dónde: Dd= densidad de drenaje L= Longitud total de las corrientes perennes e intermitentes en Km A = área total de la cuenca, en km2
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, 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 cobertura vegetal densa. (VILLÓN, 2011).
III.
MATERIALES Y MÉTODOS
3.1.
Área de estudio. En la provincia de Chachapoyas, con un superficie aproximada de 3312 km², con una altitud de 2335 msnm, encontrándose dentro de los distritos de Granada, Quinjalca y Olleros; región de Amazonas. El aforo está 203171.149291 O y 9330737.74234 N.
3.1.1. Aspectos climatológicos. En esta parte del Perú, ubicada en la ceja de selva, la temperatura promedio es de 18 °C y la humedad relativa es de 74 por ciento. A pesar de ser una zona calurosa que pertenece a la sierra y no a la selva, el visitante no debe confiarse demasiado, ya que existen lugares en los que la temperatura puede llegar hasta los 2 °C. En Chachapoyas, el clima es templado, moderadamente lluvioso y con amplitud térmica moderada. La media anual de temperatura máxima y mínima (periodo 1960-1991) es 19,8 °C y 9,2 °C, respectivamente. La precipitación media acumulada anual para el periodo 1960-1991 es 777,8 mm.
Fuente: «DISTANCIA ENTRE LAS PRINCIPALES CIUDADES DEL PAIS-[[INEI]]»
3.1.2. Aspectos socioeconómicos 3.1.2.1.
Demografía De acuerdo con el censo peruano de 2007, la población
de la ciudad de Chachapoyas era de 23 202 habitantes.
3.1.2.2.
Economía
Recursos Por el clima templado de Chachapoyas, se obtienen buenas cosechas de cereales, caña de azúcar, café y yuca. Presenta buena cabaña ganadera.
3.1.2.3.
Educación La Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza
de Amazonas se encuentra en Chachapoyas.
3.1.2.4.
Salud La ciudad dispone de varios hospitales, entre los cuales el
Hospital I Higos Urco y el Hospital Regional Virgen de Fátima .
3.2.
Materiales y equipos. - Computadora - Software: •
•
•
Arcgis 10 Google earth Microsoft Excel
- Coordenada geográfica (X=203171.149291; Y=9330737.74234) - Empalmes de la Carta nacional del Instituto Geográfico Nacional (IGN) - (13h).
3.3.
Metodología.
3.3.1. Recopilación y acceso al material logístico. Primero se realiza una referencia para encontrar el lugar de estudio, con el software Google Earth. Luego, se ubica el área de estudio exacto con el material informático adquirido: las coordenadas geográficas que fue proporcionada por el docente, y el empalme 13h de la carta nacional proporcionada también por el docente. Para esto es necesario el software Arcgis 10, donde se introduce el material informático. Ubicado el área de estudio se establece la cuenca hidrológica a estudiar.
3.3.2. Análisis morfométrico Como primera actividad se realizó la delimitación de la cuenca (del río Imaza) la cual fue basada en un modelo digital de elevación (DEM) el cual fue generado a partir de un TIN (Red de triángulos irregulares) y este a partir de curvas de nivel, luego se calculó los flujos de dirección que sirve para determinar la dirección en la que el agua fluye fuera de cada pixel o celda (DEM),luego el flujo de acumulación ,de este modo es posible saber cuánta agua puede recibir una celda determinada, las líneas de drenaje que es un sistema jerarquizado de cauces desde pequeñas quebradas hasta los grandes ríos. Para realizar el cálculo se utilizó las herramientas: Flow accumulation, Flow direction, raster calculator, Stream Link, Stream Order, Stream to feature y Feature Vertices to points del menú Arc Toolbox en el software ArcGis 10 y finalmente se obtuvo la
cuenca delimitada con las herramientas: watershed y raster to polygon. Para los parámetros morfométricos fue necesario calcular: el área de la cuenca, el perímetro, largo y ancho de la cuenca (datos que proporciona el Arcgis), así se pudo obtener el factor forma en relación al ancho y largo de la cuenca, y el índice de compacidad o coeficiente de Gravellius. Seguidamente para calcular los parámetros relativos al relieve, la pendiente media de la cuenca y pendiente media del cauce principal se obtuvo en función de las cotas (cota mayor , cota menor) del modelo digital de elevación entre el desnivel que existe entre estas siendo el caso de la cuenca y cauce principal respectivamente. Así mismo el cálculo de las áreas parciales en función a la altitud se dividió el área de la cuenca en 12 intervalos cada uno (para mayor precisión). Finalmente se determinó los parámetros relativos al drenaje tales como la densidad de drenaje en función de la longitud total de los tributarios en km y el área total de la cuenca en km 2, así como también la curva hipsométrica, todos los resultados obtenidos se basan en la utilización y digitalización del software ArcGis 10 y con ayuda del Microsoft Excel.
IV.
RESULTADOS Cuadro 4. Parámetros morfométricos de la cuenca del Río Imaza.
DESCRIPCIÓN
UND
VALOR
Área
km2
180.309485
Perímetro de la cuenca
km
55.6571
De la superficie
Índice de Compacidad (K)
1.160564598
L mayor
km
17.56085748
l menor
km
10.26769252
Cotas Cota máxima
msnm 3900
Cota mínima
msnm 2700
Centroide (PSC:wgs 1984 UTM Zone 18S) X centroide
m
210121.1884
Y centroide
m
9326295.885
Z centroide
msnm 3395.703394
Altitud Altitud media
msnm 3317.03
Altitud más frecuente
msnm 3250.00
Altitud de frecuencia media (1/2)
msnm 3356.561628
Pendiente pendiente promedio de la cuenca
%
18.99340104
km
24.627
De la Red Hídrica Longitud del curso principal
Orden de la Red Hídrica
UND
Número de corrientes
3 105
Longitud de la red hídrica
km
Pendiente Promedio de la Red Hídrica %
114.202405 1.891556276
Parámetros Generados Tiempo de concentración
horas 2.502133209
pendiente del cauce principal
m/km 48.72700694
Densidad de Corriente
km-1 0.582332094
Densidad de Drenaje
km-2 0.633368816
Donde:
El área, perímetro, cota máxima, cota mínima, x centroide, y centroide, z centroide son datos que el mismo arcgis te da en la tabla de atributos al interpolar la delimitación.
Para hallar el índice de compacidad se usó la siguiente fórmula:
√
; P: perímetro y A: área.
Para hallar el lado mayor (L), se utilizó esta fórmula:
√ ( )
Para hallar el lado menor (l), se usó la siguiente fórmula:
√ ( )
Mediente el siguiente cálculo:
Al realizar áreas parciales con tu delimitación en el Arcgis nos da la siguiente tabla:
OB VALUE
COUNT
AREA (m2)
MIN
MAX
RANGE
MEAN
STD
SUM
ÁREA (km2)
1
1
103
957764
2700
2800
100
2752.674
33.50639
283525.4
0.957764
2
2
986
9168498
2800.069
2900
99.93091
2878.874
27.56487
2838570
9.168498
3
3
1881
17490816
2900.051
3000
99.94898
2954.442
30.5137
5557307
17.490816
4
4
2183
20299018
3000.009
3100
99.99072
3052.31
29.00352
6663194
20.299018
5
5
2000
18597360
3100.083
3200
99.91748
3155.321
30.15292
6310643
18.59736
6
6
2208
20531484
3200.007
3300
99.99316
3255.423
29.93619
7187975
20.531484
7
7
2194
20401302
3300.059
3400
99.94092
3351.415
29.2401
7353004
20.401302
8
8
2029
18867020
3400.092
3500
99.9082
3455.985
30.81679
7012193
18.86702
9
9
2044
19006500
3500.074
3600
99.92578
3559.971
29.94606
7276581
19.0065
10
10
1948
18113828
3600.212
3700
99.78833
3655.535
27.98714
7120982
18.113828
11
11
1582
14710511
3700.008
3800
99.99194
3753.695
29.46939
5938346
14.710511
12
12
239
2222384.5
3800.32
3900
99.67993
3834.868
24.11933
916533.4
2.2223845
Los cuadros que están pintados son los datos que se van a utilizar, considerando también: Cota mínima (msnm) =
2700
Cota máxima (msnm) =
3900
Número de intervalos=
12
Altura de intervalo=
100
La altura de intervalo =
Luego se realiza la siguiente tabla: Cota(msnm)
Area (km2)
Nro Mínimo
Máximo
Promedio
Intervalo Acumulado % Acum
% Inter
1
2700
2800.00
2750.00
0.96
180.37
100.07
0.53
2
2800.07 2900.00
2850.03
9.17
179.41
99.54
5.09
3
2900.05 3000.00
2950.03
17.49
170.24
94.45
9.70
4
3000.01 3100.00
3050.00
20.30
152.75
84.74
11.26
5
3100.08 3200.00
3150.04
18.60
132.45
73.48
10.32
6
3200.01 3300.00
3250.00
20.53
113.85
63.17
11.39
7
3300.06 3400.00
3350.03
20.40
93.32
51.77
11.32
8
3400.09 3500.00
3450.05
18.87
72.92
40.46
10.47
9
3500.07 3600.00
3550.04
19.01
54.05
29.99
10.54
10
3600.21 3700.00
3650.11
18.11
35.05
19.44
10.05
11
3700.01 3800.00
3750.00
14.71
16.93
9.39
9.39
12
3800.32 3900.00
3850.16
2.22
2.22
2.22
0.00
Con esto se puede realizar la curva hipsométrica:
Curva: Hipsométrica & Frecuencia de Altitudes 4100.00 Polígono de frecuencia de altitudes)
3850.00
Curva Hisométrica)
) 3600.00 m n s m n3350.00 e ( a r u t 3100.00 l A
2850.00 2600.00 0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
Area acumulada (en %)
Y También calculando esta tabla:
a
e
axe
0.955322
2750.00 2627.1355
9.145167
2850.03 26064.04192
17.476395
2950.03 51555.8109 donde:
20.335286
3050.00 62022.71686 a: área entre dos
18.683178
3150.04 58852.78138
contornos
20.416145
3250.00 66352.54066
e: elevación media entre dos contornos
20.450026
3350.03 68508.1914
18.858445
3450.05 65062.50085
Suma
19.006161
3550.04 67472.57668
18.057787
3650.11 65912.83397
14.687061
3750.00 55076.53823
2.175483
3850.16 8375.957736
180.246456
597883.6261
Así se logra hallar los siguientes parámetros: Altitud media
=
3317.03
Altitud más frecuente
=
3250.00
Altitud de frecuencia 1/2
=
3356.561628
Nota: Para saber la altitud más frecuente se debe observar cual es el mayor valor en el %inter y con eso se elige el promedio que viene a ser la atura más frecuente
Para hallar el pendiente promedio de la cuenca, se hizo los siguientes cálculos: Al raster de la delimitación se le agrega pendiente en el arcgis, se lo reclasifica en 10 intervalos y sus valores deben estar en porcentaje. Al obtener la tabla de atributos:
OBJ VALUE COUNT AREA
MIN
MAX
RANGE
MEAN
STD
SUM
1
1
4232
39352012 0
10.36561 10.36561 4.836287 3.779367 2046
2
2
7529
70009760 10.36825 20.73321 10.36496 15.79763 2.925969 1189
3
3
4926
45805296 20.73435 31.09666 10.36231 25.01586 2.89261
4
4
1717
15965833 31.10123 41.46142 10.36019 35.30341 2.857993 6061
1232
5
5
580
5393234
41.46766 51.81522 10.34756 45.81931 2.956005 2657
6
6
257
2389760.8 51.86285 62.18355 10.3207
7
7
104
967062.69 62.20921 72.34515 10.13594 66.25999 2.749465 6891.
8
8
37
344051.16 72.83099 82.4947
9
9
12
111584.16 82.93498 93.20692 10.27195 88.00964 3.900967 1056.
10
10
3
27896.039 95.68079 103.6662 7.985443 99.89082 3.274497 299.6
56.39166 2.777475 1449
9.663712 76.92151 3.076288 2846.
Lo que está resaltado se considera, porque son los números de ocurrencias. Y se puede realizar la siguiente tabla: Rango Pendiente (%) Nro
Numero de ocurrencias
(1)x(2)
Inferior Superior Promedio (1) (2) 1
0
10
5
4232
21160
2
10
20
15
7529
112935
3
20
30
25
4926
123150
4
30
40
35
1717
60095
5
40
50
45
580
26100
6
50
60
55
257
14135
7
60
70
65
104
6760
8
70
80
75
37
2775
9
80
90
85
12
1020
10
90
100
95
3
285
TOTAL=
19397
368415
Entonces:
Pendiente media de la cuenca =
18.99340104 %
La longitud del curso principal y orden de la red hídrica son datos que se obtienen a partir de un raster en el arcgis. Al aplicar esos raster, el arcgis también lo editas para que nos de las longitudes de la red hídrica, y nos bota la siguiente tabla:
OBJECTID GRID_CODE
Count_GRID_CODE
Sum_Longitud
1
1
54
58.202602
2
2
33
42.413756
3
3
18
13.586047
Número de corrientes 105
Nota: La suma de los count_grid_code es el número de ocurrencias. Al tener estos datos se puede realizar la siguiente tabla: Orden
Longitud
de la Red en Hídrica
Km
1
58.202602
2
42.413756
3
13.586047
Total=
114.202405
El total es longitud de la red hídrica.
Se interpola lo reclasificado y nos da los siguientes datos:
OB GRID_CODE COUNT AREA
MIN MAX RANGE MEAN
STD
SUM VARIETY MA
1
1
628
5839570.5 1
9
8
2.033439 0.979323 1277 8
2
2
2
445
4137912.5 1
5
4
1.782023 0.853092 793
5
1
3
3
135
1255321.8 1
7
6
1.592593 1.077008 215
7
1
Lo resaltado se considera, en la siguiente tabla: Orden
Número
Pendiente
de la Red
de
Promedio
Hídrica
Veces (1) (%)(2)
1
628
2.033439
1276.99969
2
445
1.782023
793.000235
3
135
1.592593
215.000055
Total=
1208
2284.99998
Pendiente Promedio=
(1)x(2)
1.89155628 %
Para el tiempo de concentración se usa la siguiente fórmula:
: Longitud del cauce más largo
Se halla pendiente del cauce principal con: Pendiente del cauce principal=
Para hallar densidad de drenaje, se utiliza esta fórmula:
V.
Para saber
la densidad
DISCUSIÓN
de corriente
se usa
lo
siguiente:
En la siguiente práctica solo se realizó la caracterización de una cuenca hidrográfica pues solamente se pudo determinar la localización y ubicación, la morfometría e hidrología, estos dos últimos en conjunto se canalizan como parámetros morfométricos de la cuenca de Imaza. Según JIMENEZ (2010) la caracterización es el tercer elemento del proceso de manejo de cuencas hidrográficas, comprende el componente de base para la planificación e implementación de este proceso. Los componentes y variables de caracterización se agrupan en tres grandes temas: a) Ubicación, morfometría e hidrología; b) caracterización biofísica y c) caracterización socioeconómica. El área de la cuenca hidrológica de Imaza es de 180.309485 km2 y el perímetro es de 55.6571 km, tal como señala VILLON (2002), una cuenca pequeña es aquella que cuenta con una superficie menor a los 250 km2 y tal como se puede apreciar se trata de una cuenca pequeña. La cuenca hidrográfica de Choras tiene un factor de forma F=1.16>1, tal como se muestra en el Cuadro 1, se trata de una cuenca redonda según VILLON (2002).
La longitud de los tributarios y el área de la cuenca hidrográfica de Imaza se relacionan para hallar la densidad de drenaje en toda la cuenca, el valor de Densidad de drenaje de la cuenca hidrográfica de Choras es de 0.63 tal como se puede observar en el cuadro 6, representa un valor bajo según el Cuadro 3 (DELGADILLO y PÁES (2008)) la cual al tener este valor indica un drenaje pobre. Según VILLON (2002) es un parámetro que indica la naturaleza de los suelos y también da una idea sobre la cobertura que existe en la cuenca. Valores altos de densidad de drenaje representan zonas con poca cobertura vegetal, suelos fácilmente erosionables, por el contrario, valores bajos, indican suelos duros, poco erosionables y cobertura vegetales densas. El comportamiento de la curva hipsométrica tiene una tendencia a un río en etapa de madurez con transporte de sedimentos y agua como se puede observar en la Grafico, con una altitud promedio de 3 317 msnm en el 50 % de su área acumulada, según LLAMAS (1993) la curva hipsométrica muestra el comportamiento de un rio: en su etapa de juventud donde predominan la producción de sedimentos y agua, la etapa de vejez donde se caracteriza por la deposición de sedimentos y la etapa media de equilibrio y madurez donde predomina el transporte de sedimentos y agua. La pendiente media de la cuenca hidrográfica tiene un valor de 18.9% (fuertemente inclinada) y la pendiente media del cauce un valor de 4.8% (moderadamente inclinada).
VI.
CONCLUSIÓN
- Se determinó que la cuenca hidrográfica tiene un área de 180.309485 km2 y un perímetro de 55.6571km, un coeficiente de compacidad Kc = 1.16, por lo que se caracteriza siendo una cuenca pequeña y redonda. - Se determinó la pendiente media de la cuenca 18.9 % clasificándose en Fuertemente inclinada y la pendiente media del cauce 1.18% clasificándose en Ligeramente inclinado, así como la longitud total de las corrientes 24 km y la densidad de drenaje con un valor de 0.6 km/km2. - Se elaboraron los mapas respectivos tales como mapa de: ubicación, localización pendiente, área y
perímetro de la cuenca, parámetros
morfométricos y georeferenciación.
VII.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APARICIO, F. 1993
Fundamentos
de
Hidrología
de
Superficie. Editorial LIMUSA. Grupo Noriega Editores, México. 2. CHAVEZ, R. 1994 Hidrología
para
Ingenieros.
Pontificia
Universidad Católica del Perú. Fondo Editorial. Lima. 3. CHEREQUE, W 1989. Hidrología. Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima. 4. CHOW, V., MAIDMENt, D. Y MAYS, L. 1994
Hidrología
Aplicada. Editorial McGraw-Hill. Santafé de Bogota D.C. Colombia. 5. VILLON B., Máximo. 2002 “Hidrología”. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Facultad de Ingeniería Agrícola. Lima Perú. –
6. REYES C., LUIS.1992 Primera Edición. Lima.
Hidrología
Básica.
CONCYTEC.
7. LINSLEY KOHLER –
–
PAULUS, 1990 Hidrología
para
Ingenieros, 2da. Edición. Edit. Mc. Graw Hill. USA. Hidrología en la Ingeniería,
8. MONSALVE, GERMAN, 1999
Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. Colombia.
Hidrología
9. ORTIZ V., OSWALDO 1996
de
Superficie.
Escuela de Post Grado. Universidad Nacional de Cajamarca. Cajamarca. Perú. 10. JIMÉNEZ, F. 2009. Reconocimiento inicial de la cuenca e identificación y caracterización de actores claves. Material de referencia en curso de maestría en manejo y gestión integral de cuencas hidrográficas. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) Turrialba Costa Rica. 14 p. –
11. JIMENEZ, F. 2010. Análisis de Contexto, Caracterización, Diagnostico de Cuencas Hidrográficas. Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE). Turrialba Costa Rica. 21 p. –
12. LLAMAS, J. (1993) Hidrología general: Principios y aplicaciones Servicio Editorial de la Universidad del País Vasco.