Definiciones hidrologia parametros cuenca

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  1. 1. DISTRIBUCIN DEL AGUA EN LA TIERRA El agua es la sustancia ms abundante y comn que existe en la biosfera. El agua existe en un espacio llamado hidrosfera, que se extiende desde unos 15 Km. arriba en la atmsfera hasta 1 Km. por debajo de la litosfera o corteza terrestre. El agua circula en la hidrosfera a travs de un laberinto de caminos que constituyen el ciclo hidrolgico. Es interesante hacer notar que el 97% de ella, se concentra en los ocanos y forma una reserva de agua salada, el 2% constituye los hielos y glaciares, de manera que, slo un porcentaje inferior al 0,5%, constituye el agua fcilmente aprovechable por el hombre. Parece, a primera vista, una muy pequea proporcin del total de los recursos, pero ella es absolutamente indispensable para mantener la vida humana, y la flora y la fauna del planeta.
  2. 2. Cuenca es el rea geogrfica, referida a una seccin del ro o un punto de terreno o una seccin de una calle, tal que la precipitacin cada dentro de ella escurra a ese punto o seccin. Puede definirse tambin como un rea de captacin natural de agua de lluvia que converge escurriendo a un nico punto de salida. (Punto emisor) La cuenca hidrogrfica se compone bsicamente de un conjunto de superficies vertientes a una red de drenaje formada por cursos de agua que confluyen hasta resultar en un nico lecho colector. DEFINICIN DE CUENCA
  3. 3. Modelo Conceptual De Cuenca Se llama Modelo Conceptual a la representacin simplificada de los fenmenos que se presentan en un sistema hidrolgico mediante relaciones lgicas o matemticas tales como funciones, relaciones, tablas, procesos, axiomas, reglas de inferencia, etc., entre sus variables y parmetros. Segn que se tenga en cuenta o no las leyes fsicas y la naturaleza o estructura interna del sistema, los modelos pueden ser conceptuales y empricos, respectivamente. Estos ltimos tienen poco uso hoy en da. ENTRADAS (t) SALIDAS (t) LEYES FISICAS LINEA DIVISORIA DE LAS AGUAS
  4. 4. Caractersticas Morfofisiogrficas Para definir las caractersticas fisiogrficas de una cuenca se requiere informacin cartogrfica de la zona de estudio y conocimientos de topografa. El sistema de informacin geogrfica digitalizada, juega papel muy importante. La cuenca como unidad dinmica y natural es un sistema hidrolgico en el que se reflejan acciones recprocas entre variables y parmetros, cuya cuantificacin permite definir el estudio del sistema en cualquier momento. Las variables pueden clasificarse en variables o acciones externas de entradas y salidas al sistema, como para el reservorio suelo: precipitacin (entrada); escorrenta directa, infiltracin, evapotranspiracin (salidas); y variables de estado; contenido de humedad del suelo, salinidad, cobertura vegetal, etc., los parmetros en cambio permanecen constantes con el tiempo y definen las caractersticas fisiogrficas de la cuenca. En general, las variables del sistema cambian de tormenta a tormenta, en contraste con los parmetros geomorfolgicos que permanecen invariables en el tiempo.
  5. 5. Parmetros Geomorfolgicos Pueden ser agrupados en dos grandes grupos: parmetros de superficie y de relieve y, parmetros de la red hidrogrfica. Parmetros geomorfolgicos de superficie y de relieve. 1.rea proyectada de la cuenca 2.Permetro de la cuenca 3.Coeficiente o ndice de Compacidad 4.Longitud de Mximo Recorrido 5.Factor de Forma 6.Rectngulo Equivalente 7.Pendiente de la cuenca 8.Longitud al Centriode 9.Tiempo de Concentracin 10.Curva Hipsomtrica 11.Curva de Frecuencia de Altitudes 12.Altura media de la Cuenca 13.Pendiente del Curso Principal 14.Coeficiente de masividad 15.Coeficiente Orogrfico 16.Potencial de Degradacin de una Cuenca 17.Orientacin de la Cuenca 18.Orden de la Cuenca 19.Relacin de Confluencias 20.Relacin de Longitudes 21.Densidad de Drenaje.
  6. 6. DELIMITACIN MANUAL DE UNA CUENCA Lnea divisoria de las aguas. Divortium aquarium
  7. 7. PROCEDIMIENTO PARA LA DELIMITACIN MANUAL DE LAS CUENCAS HIDROGRFICAS La importancia de este captulo radica en tener los criterios cartogrficos para delimitar cuencas hidrogrficas, previamente a este paso el especialista tendr en claro los conceptos bsicos de cuencas, as como sus tipos y caractersticas. El proceso de delimitacin, es vlido si se utiliza tanto en el mtodo tradicional delimitacin sobre cartas topogrficas -, as como en el mtodo digital con ingreso directo sobre la pantalla de un ordenador, utilizando algn software SIG como herramienta de digitalizacin. Para la delimitacin de las unidades hidrogrficas, se consideran las siguientes reglas prcticas: Primera: Se identifica la red de drenaje o corrientes superficiales, y se realiza un esbozo muy general de la posible delimitacin. (Ver figura 1 y 2)
  8. 8. Figura 1. Se identifica la red de drenaje o corrientes superficiales
  9. 9. Figura 2. Se realiza un esbozo muy general de la posible delimitacin
  10. 10. Figura 3. La divisoria corta perpendicularmente a las curvas de nivel Segunda: Invariablemente, la divisoria corta perpendicularmente a las curvas de nivel y pasa, estrictamente posible, por los puntos de mayor nivel topogrfico. (Ver figura 3)
  11. 11. Tercera: Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa. (Ver figura 4) Figura 4. La divisoria corta a las curvas de nivel por su parte convexa, tal como muestra las flechas negras.
  12. 12. Cuarta: Cuando la altitud de la divisoria va decreciendo, corta a las curvas de nivel por la parte cncava. (Ver figura 5) Figura 5. La divisoria corta a las curvas de nivel por su parte cncava, tal como muestra las flechas negras.
  13. 13. Quinta: Como comprobacin, la divisoria nunca corta una quebrada o ro, sea que ste haya sido graficado o no en el mapa, excepto en el punto de inters de la cuenca (salida). (Ver figura 6) Figura 6. La divisoria no debe cortar ningn flujo de agua natural, excepto en el punto de salida de la cuenca. Lnea divisoria de las aguas. Divortium aquarium
  14. 14. La escala utilizada en el sistema, para digitalizar las divisorias de las unidades hidrogrficas sobre la pantalla del ordenador, es 1:18,000 como mnima y 1:15,000 como mxima. Tener presente que toda lnea divisoria de una unidad hidrogrfica, 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 topogrfico; en otras palabras, la lnea divisoria debe unir los puntos con mayores valores de altitud, excepto en aquellos casos que obliguen a realizar trazos poco prcticos, complejos y forzados, que de cierto modo, desnaturalicen la forma de la unidad hidrogrfica. ALGUNAS CONSIDERACIONES ADICIONALES Lnea divisoria de las aguas. Divortium aquarium
  15. 15. DELIMITACIN MANUAL DE UNA CUENCA
  16. 16. CARACTERSTICAS GEOMORFOLGICAS DE LA CUENCA Estudiar el recurso hdrico de una cuenca, es un problema complejo que requiere del conocimiento de muchas caractersticas de la cuenca, algunas de las cuales son difciles de expresar mediante parmetros o ndices que son muy tiles en el estudio de una cuenca y permitir una comparacin con otras cuencas mediante el establecimiento de condiciones de analoga. Lnea divisoria de las aguas. Divortium aquarium
  17. 17. 1. rea Proyectada de la Cuenca (A) Es un parmetro de utilidad que nos permitir determinar otros como la curva hipsomtrica. El rea (A) se estima a travs de la sumatoria de las reas comprendidas entre las curvas de nivel y los lmites de la cuenca. Esta suma ser igual al rea de la cuenca en proyeccin horizontal (Km), se puede usar para su calculo el planmetro, caso contrario el mtodo de la balanza analtica. 2. Permetro (P) Es la longitud de la curva cerrada correspondiente al divortium aquarium, se expresa generalmente en (Km.) y se determina mediante el curvmetro o cualquier software existente para estos casos (Autocad). PARAMETROS GEOMORFOLGICAS DE LA CUENCA
  18. 18. KC = Coeficiente de compacidad P = Permetro de la cuenca D = Dimetro del crculo equivalente A = rea de la cuenca De lo cual se deduce que los valores de Kc son siempre mayores que la unidad; cuanto ms se acerquen a la unidad la cuenca tiende a un tipo de geometra casi redonda, mientras que si ms se apartan de la unidad la forma tiende a una rectangular-oblonga (muy alargada). As entre dos cuencas que tengan similares caractersticas, pero diferente geometra, la redondea tendr gastos pico mayores que la forma alargada, provocando mayores daos por inundaciones en poca de mximas crecientes. En cambio, la de forma alargada producir hidrogramas de escorrentas no solamente ms atenuadas, sino tambin de menor vulnerabilidad al socavamiento. Clase de forma Rangos de clase Forma de la cuenca Clase I 1.0 a 1.25 Casi redonda a oval-redonda Clase II 1.25 a 1.50 Oval-redonda a oval-oblonga Clase III 1.50 a 1.75 Oval-oblonga a rectangular-oblonga
  19. 19. 4. Longitud de Mximo Recorrido Es la longitud de la lnea, medida sobre el cauce principal, entre el punto de efluencia y un punto sobre la divisoria de aguas que sea de mxima distancia. 5. Factor de Forma. Parmetro adimensional, introducido por Horton, que denota el efecto combinado de la cuenca y la configuracin neta del drenaje. Se expresa mediante: Donde: F = Factor de forma (adimensional) A = rea de la cuenca L = Longitud de mximo recorrido B = Ancho promedio de la cuenca. Se obtiene dividiendo el rea proyectada por la longitud de mximo recorrido. Una cuenca con factor de forma pequeo estar sujeta a la ocurrencia de menores crecientes que otra similar de similar tamao pero de factor de forma mayor. Es tambin, al igual que un parmetro anterior, un indicador de la magnitud de la escorrenta instantnea y por lo tanto de la geometra del hidrograma resultante de una tormenta cada de la cuenca.
  20. 20. 6. Rectngulo Equivalente Cuencas de la forma prxima a la circular tienen rectngulos prximos a un cua