HIDROLOGIA

HIDROLOGIAUNPRG

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOHIDROLOGIACUENCA POMAHUACAING. NICOLAS MORALES UCHOFEN DIAZ MONTENEGRO ANTONYHidrologa

INTRODUCCIN

Una cuenca hidrogrfica es un rea de terreno que drena agua en un punto comn, como un riachuelo, arroyo, ro o lago cercano. Cada cuenca pequea drena agua en una cuenca mayor que, eventualmente, desemboca en el ocano.Las cuencas hidrogrficas albergan una gran variedad de plantas y animales, y brindan muchas oportunidades de esparcimiento al aire libre. Al proteger la salud de nuestras cuencas hidrogrficas, podemos preservar y mejorar la calidad de vida.Como consiguiente es de suma importancia hacer un estudio a una cuenca ya que nos proporciona una serie de caractersticas fsicas entre las que se pueden destacar: superficie, topografa, altitudes caractersticas entre otras En el presente trabajo se realizara el estudio de la cuenca del Rio San Lorenzo realizando primero la delimitacin respectiva y clculo total del rea a estudiar para poder proceder a realizar los siguientes clculos , analizando aspectos como curvas caractersticas, ndices representativos, pendiente de la cuenca, pendiente del curso principal de la cuenca, realizar su perfil longitudinal y redes de drenaje, aspectos que se tendrn en cuenta en el diseo de estructuras hidrulicas,

OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar la cuenca del Rio San Lorenzo, su delimitacin y los parmetros caractersticos de la cuenca, as como de su cauce principal entre otros ndices dados por el ingeniero en curso.

Especficos

Delimitar la Cuenca del Rio POMAHUACA.

Establecer los siguientes parmetros de forma de la cuenca: permetro, rea, rectngulo equivalente, longitud de cauce principal.

Calcular sus ndices representativos como son el ndice de compacidad y ndice de factor de forma.

Realizar la Curva Hipsomtrica de la Cuenca del Rio San Lorenzo

MARCO TERICO

Cuenca Hidrogrfica

Es el rea de terreno definida topogrficamente donde todas las aguas cadas por precipitacin, se unen para formar un solo curso de agua, tal que todo el caudal efluente es descargado atravs de una salida simple. Cada curso de agua tiene una cuenca bien definida, para cada punto de su recorrido.El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrogrficas, y con miras al futuro las cuencas hidrogrficas se perfilan como las unidades de divisin funcionales con ms coherencia, permitiendo una verdadera integracin social y territorial por medio del agua.

Imgenes de una Cuenca Hidrogrfica

Delimitacin de Cuenca hidrogrfica

La delimitacin de una cuenca, se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivel, siguiendo las lneas del divortiumacuarum (parteaguas), la cual es una lnea imaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin, que en cada sistema de corriente, fluye hacia el punto de salida de la cuenca. El parteaguas est formado por los puntos de mayor nivel topogrfico y cruza las corrientes en los puntos de salida, llamado estacin de aforo. Consideraciones para delimitacin de una Cuenca Hidrogrfica

Se identifica la red de drenaje o corrientes superficiales y se realiza un esbozo muy general de la delimitacin. La lnea divisoria corta perpendicularmente a las curvas de nivel y pasa , estrictamente por los puntos de mayor nivel topogrfico Imgenes de una delimitacin de una Cuenca Hidrogrfica Cuando la divisoria va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa. Cuando la altitud de la divisoria va decreciendo, corta a las curvas de nivel por la parte cncava.

Como comprobacin la divisoria nunca corta una quebrada o ro, sea que se haya sudo graficado o no en el mapa, excepto en el punto de inters de la cuenca (salida). ORDEN DE LA CUENCA

El orden de la cuenca es el mismo del de su cauce principal a la salida. El orden de la cuenca refleja el grado de Ramificacin de la cuenca o micro cuenca.La clasificacin de los cauces de una cuenca se podr realizar teniendo en consideracin estas premisas Los cauces de primer orden son los que no tienen tributarios, es decir no reciben aporte de ningn otro canal por pequeo que sea. Los cauces de segundo orden se forman en la unin de dos cauces de primer orden y, en general, los cauces de orden n se forman cuando dos cauces de orden n-1 se unen, estos recibirn aporte de otros canales. Cuando un cauce se une con un cauce de orden mayor, el canal resultante hacia aguas abajo retiene el mayor de los rdenes.

Imgenes de Orden de una Cuenca Hidrogrfica

Superficie de una cuenca Hidrogrfica

Se refiere al rea de la proyeccin horizontal de la cuenca, conocida tambin como rea de recepcin o de drenaje; se obtienes despus de delimitar la cuenca; se puede expresar en hectreas s la cuenca es pequea o en km2, cuando sta es mayor. Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el clculo del rea de la cuenca no se puede realizar por frmulas geomtricas. Sin embargo, existen los siguientes mtodos para su clculo: Uso de la balanza analtica Uso del planmetro Uso de Programas (Civil 3D)

Superficie de una cuenca Hidrogrfica (Delimitada con rayas rojas)

El rea de la cuenca tiene importancia porque: sirve de base para la determinacin de otros elementos (parmetros, coeficientes, relaciones,etc) Por lo general los caudales de escurrimiento crecen a medida que aumenta la superficie de la cuenca; El crecimiento del rea acta como un factor de compensacin de modo que es ms comn detectar crecientes instantneas y de respuesta inmediata en cuencas pequeas que en las grandes cuencas. Siguiendo el criterio de investigadores como Ven Te Chow, se pueden definir como Cuencas Pequeas aquellas con reas menores a 250 km2, mientras que las que poseen reas mayores a los 2500 km2, se clasifican dentro de las Cuencas Grandes. Permetrodeuna Cuenca

El permetro de la cuenca se refiere a la longitud de la divisoria de aguas, tambin lo podemos definir como el borde de la forma de la cuenca proyectada en un plano horizontal en forma muy irregular; este lo podemos obtener despus de delimitar la cuenca Es caracterstico para cada cuenca, pues su magnitud ser diferente aun cuando su rea sea igual a otra.

Permetro de Una Cuenca Hidrogrfica-Delimitado por el Color Negro Curva hipsomtrica de Una Cuenca Hidrogrfica

Las curvas hipsomtricas son aqullas que representan la relacin entre la altitud y el rea acumulada por debajo o por encima de dicha altitud. Para poder lograr graficar la curva hipsomtrica se debe utilizar un sistema de coordenadas en el cual, en el eje horizontal va la formacin correspondiente al rea que queda sobre una altitud expresada en km2 y en el eje vertical se tabula los valores de las altitudes en m.s.n.mEsta curva caracteriza en cierto modo el relieve de la cuenca, permite apreciar si la cuenca es joven, madura o senil, por lo tanto el relieve de la superficie de una cuenca esta caracterizado por sus curvas hipsomtricas Para construir la curva hipsomtrica, se utiliza un mapa con curvas de nivel, el proceso es como sigue: Se marcan subreas de la cuenca siguiendo las curvas de nivel. Determinan las reas parciales de esos contornos. Se determinan las reas acumuladas, de las porciones de la cuenca. Se determina el rea acumulada que queda sobre cada altitud del contorno. Se grafica las altitudes, versus las correspondientes reas acumuladas que quedan sobre esas altitudes.

Grafica de Curva Hipsomtrica de una Cuenca

ndice de Compacidad o de GRAVELIUS

El Coeficiente de Compacidad (Kc, adimensional), o ndice de Gravelius, constituye la relacin entre el Permetro de la cuenca y el permetro de una circunferencia cuya rea igual a la de un crculo -es equivalente al rea de la cuenca en estudio. Su frmula es la siguiente:

Siendo: Kc = Coeficiente de Compacidad P = Permetro de la cuenca, en km A = rea de la cuenca, en km2

Si K = 1, la cuenca ser de forma circular; por lo general, para cuencas 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 respuesta que se presenta en el ro.

Rectngulo Equivalente

Este parmetro geomorfolgico es muy importante, porque expresa el comportamiento hidrolgico de una cuenca, mediante un rectngulo de igual rea, el mismo permetro, igual coeficiente de compacidad e idntica variacin hipsomtrica. En otras palabras, se dice que es una expresin que relaciona el permetro y el rea de una cuenca tratando de reducirla a las dimensiones de un rectngulo.

Donde: Kc = Coeficiente de Compacidad A = rea de la cuenca L = Lado mayor del rectngulo l = Lado menor del rectngulo

Figura de un Rectngulo Equivalente

Densidad del Drenaje de la cuenca

Se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de la cuenca por el rea total que las contiene:

Dnde: Dd= densidad de Drenaje L: longitud de las corrientes efmeras, intermitentes y perennes de la cuenca en km. A: superficie de la cuenca en km2Este ndice permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca. En general, una mayor densidad de escurrimientos indica mayor estructuracin de la red fluvial, o bien que existe mayor potencial de erosin. La densidad de drenaje vara inversamente con la extensin de la cuenca.

Desarrollo de La Cuenca Hidrogrfica Rio San Lorenzo

DELIMITACION DE LA CUENCA

La delimitacin de una cuenca, se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivel, siguiendo las lneas del divortiumacuarum (parteaguas).

DELIMITACION DE LA CUENCA HIDROGRAFICA

LONGITUD Y ORDEN DE LOS ROS

ORDEN 4

ORDEN DE CURSOS DE AGUA DE LA CUENCA HIDROGRAFICA

AREA DE LA CUENCA

En este trabajo se hace uso del software autocad para el clculo de sta rea y se agrupan las reas respecto a las altitudes en las que estn comprendidas

ALTITUD MENORALTITUD MAYORAREA ENTRE CURVAS

msnmmsnmKm2

120014007.51

1400160010.79

1600180013.98

1800200016.71

2000220021.31

2200240033.61

2400260036.04

2600280023.46

2800300016.70

300032008.57

320034004.9

340036004.3

Total197.88

CUENCA HIDROGRAFICA DISTRIBUCION DE AREAS SEGUN LAS CURVAS DE NIVEL

El rea de la cuenca en estudio es de 197.88 Km, siendo ste un dato muy importante para el clculo de otros parmetros de la cuenca.

PERIMETRO DE LA CUENCA

Con la ayuda del software autocad se logro encontrar el permetro de la cuenca.

PERIMETRO DE LA CUENCA HIDROGRAFICA RIO SAN LORENZO

El permetro del rea de la cuenca en estudio es de 68.410 Km.

CURVA HIPSOMTRICA

Basado en el rea sobre la altitud, segn el grfico, determinaremos que tipo de cuenca es: ALTITUD MENORALTITUD MAYORAREA SOBRE ALTITUD

msnmmsnmkm2

1200197.88

12001400190.37

14001600179.58

16001800165.6

18002000148.89

20002200127.58

2200240093.97

2400260057.93

2600280034.47

2800300017.77

300032009.2

320034004.3

340036000.

Observando nuestra curva hipsomtrica podemos darnos cuenta que la Cuenca del Rio San Lorenzo es una cuenca Madura

INDICE DE COMPACIDAD:

CUENCA ALARGADA K>1; Poca probabilidad de ser cubierta en su totalidad por una tormenta.

RECTANGULO EQUIVALENTE:

1. CALCULO DEL NDICE DE GRAVELIOUS:

2. CALCULO DE LOS LADOS L y l:

Kc = Coeficiente de Compacidad A = rea de la cuenca L = Lado mayor del rectngulo l = Lado menor del rectngulo

3. CALCULODE LOS SEGMENTOS DEL LADO MAYOR LI:ALTITUD MENORALTITUD MAYORAREA ENTRE CURVASALTURAS PARCIALES

msnmmsnmkm2km

120014007.511.015

1400160010.791.458

1600180013.981.889

1800200016.712.258

2000220021.312.879

2200240033.614.543

2400260036.044.770

2600280023.463.159

2800300016.702.257

300032008.571.158

320034009.981.348

340036004.640.627

SUMA26.736

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