UNIVERSIDAD DE HUANUCO-SEDE TINGO MARIAESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILFACULTAD DE INGENIERIA

cuencas hidrograficas

CURSO: HIDROLOGIA

DOCENTE: JUAN BAUTISTA PANDURO CAYCHO

ALUMNOS: ERICK DELGADO PAISIG

SEMESTRE:2014 1

TINGO MARIA PER 2014

CALCULO DE DISTANCIAS A veces es necesario medir la longitud de lneas y stas pueden ser rectas (distancias lineales entre dos puntos) o irregulares (ya sean lneas quebradas o curvas), como carreteras, ros, permetros, etc. Los mtodos manuales ms utilizados y simples, para el clculo de estas distancias, dependiendo del tipo de lnea, son:

a) Lneas rectas: - Distancias cortas: se mide la distancia can con una regla o comps y esta magnitud se aplica directamente a la escala grfica, obtenindose de esta forma la distancia con valores reales (kms). - Distancias largas: se mide la distancia con una regla y la magnitud obtenida (en cms.) se transforma en distancia real Por medio del modelo de resolucin de problemas de escala.

b) Lneas irregulares: se toma una magnitud pequea, ya sea con un comps o con una regla, equivalente a kms. Segn la escala usada y sta se aplica en la lnea irregular, tantas veces como sea necesario. Mientras ms pequea es la magnitud empleada, ms exacto ser el mtodo.

Tambin se puede medir a travs del recorrido de la lnea por medio de un hilo fino, siguiendo meticulosamente cada curvatura de la lnea.

La medicin ms exacta de una distancia en la carta, especialmente para aquellas lneas que presentan gran irregularidad, se realiza mediante el curvmetro, que es un pequeo instrumento formado por un sistema de ruedas dentadas, con un disco de registro graduado en distancias reales a diferentes escalas. Se recorre la lnea con la rueda de este instrumento y se lee en el registro del disco el valor indicado por el recorrido realizado por dicha rueda.

Cabe destacar que todos estos mtodos miden la longitud de la lnea proyectada en la superficie plana (distancia reducida), por lo cual se presentan pequeos errores, debido a que no han sido considerados los accidentes del relieve (subidas o bajadas pequeas). Sin embargo, las distancias rectas se miden sobre la carta mediante escalmetro o una simple regla y el valor obtenido es multiplicado por la cifra que expresa el denominador de la escala de la carta obtenindose as la distancia horizontal entre estos puntos, es decir, aplicando la siguiente frmula: D= E*dDonde:D = distancia recta E = denominador de la escala d = distancia medida en la carta

Por ejemplo, si sobre la carta a escala 1:50.000. dos puntos se encuentran a una distancia de 3,5 cms., la distancia recta que los separa resulta de multiplicar: 3,5 cms. X 50.000 = 175.000 cms., Esto es 1.750 metros. Inversamente y aplicando la misma frmula, si dos puntos se encuentran distantes en el terreno a 1.500 mts. sobre la carta a escala 1 :25.000 la distancia es de 6 cm., ya que: 1500m / 25.000 = 0,06 m. o bien 150.000 cms / 25.000) = 6 cms.

CALCULO DE AREASExisten varios mtodos grficos, de un menor o mayor grado de exactitud para el clculo del rea de un espacio en la carta, lgicamente para todos ellos se debe tener en cuenta la escala de stas, ya que, si bien es cierto se trabajan en cms. cuadrados, stos se deben expresar en kms. cuadrados u otras subdivisiones de ste.

Para las formas regulares, entendidas stas como formas geomtricas conocidas (cuadrado, rectngulo, tringulo, crculo), es fcil su clculo, ya que se utilizan las frmulas geomtricas correspondientes a cada una de ella.

Sin embargo, en los estudios cartogrficos generalmente es necesario trabajar con formas irregulares (sin forma geomtrica conocida), para lo cual se pueden utilizar los mtodos que a continuacin se sealan. a) Mtodo de cuadriculado Para utilizar ste mtodo se deben realizar los siguientes pasos:- Se superpone, en el rea a medir un papel transparente previamente cuadriculado en centmetros (se recomienda el cm. cuadrado, haciendo la salvedad que cuanto menor sea el cuadriculado es ms exacto el clculo).

- Se cuentan en primer lugar las cuadrculas que estn completamente cubiertas por el rea en cuestin. Estas recibirn un valor 1 (cada una de ellas). - Las cuadrculas que estn parcialmente cubiertas por el rea en cuestin se les asigna un valor de 0,5. Para mayor exactitud del mtodo se pueden valorizar estas cuadriculas en 0,25 - 0,75 - 0,3 - etc., dependiendo del rea aproximada que ocupa la cuadricula.

- Se procede el recuento de los valores de las cuadrculas completas o incompletas, cuyo resultado ser la superficie del rea en centmetros. - Dicha superficie en centmetros se transforma en kilmetros segn sea la escala de la carta.

b). Mtodos geomtricos 1) Mtodo de tiras: se trazan en el rea a medir una serie de lneas paralelas a una distancia regular (mientras ms pequea sea la distancia entre las lneas ms exacto es el mtodo). Al final de las lneas se trazan perpendiculares que cortan la lnea del permetro a medir, de modo que incluyan una porcin igual a la que excluye.

Una vez construidos los rectngulos se procede a calcular su superficie, segn el clculo geomtrico (largo x ancho), sumando todos sus totales y convirtiendo dicho resultado (en cms.) a kilmetros segn la escala de la carta.

2) Mtodo de triangulacin: se trazan en el rea a medir una serie de tringulos, tratando de que abarquen la mayor superficie del rea, y se calcula la superficie de cada uno de ellos, de acuerdo a la frmula geomtrica (base x altura), sumando todos los resultados. Aquellos sectores que no son cubiertos por los tringulos se completan por el mtodo de tiras.El resultado final (en cms. cuadrados) se transforma a kil6metros cuadrados segn la escala.

3) Mtodo de Simpson

Este mtodo de clculo de superficie es ms exacto que los explicados anteriormente, y consiste en los siguientes pasos: Se traza una recta horizontal, por el centro del rea que se debe medir, dividiendo a sta en dos sectores. Esta recta ser el eje x. En el extremo izquierdo del eje x, tangente a la superficie en estudio, se traza una vertical que ser el eje y. El eje x se divide en intervalos regulares, de ancho arbitrario, teniendo en cuenta que mientras menor sea ste el mtodo presentar una mayor exactitud. A partir de cada intervalo se dibujan trazos verticales, partiendo del eje y que terminan al cortarse con la lnea de permetro del rea en cuesti6n, resultando de esta manera una serie de franjas que cubren totalmente el rea. Se calcula el valor y, de cada una de las franjas. Se aplica la frmula

1/2 rea = X/3(Y0 + 4Y1 + 2Y2 + 4Y3 + 2Y4 +... + 4Yn+1, + 2Yn)

Donde:X = valor de intervalo del eje X Y0, Y1, Y2,Yn = son los valores en el eje Y de cada franja (los cuales se irn multiplicando, desde su segundo valor, alternadamente por 4 y por 2).

El resultado final nos dar la superficie (en cms.), debiendo transformarse en kilmetros o metros, de acuerdo a la escala de la carta. La superficie corresponde slo a la mitad del rea que se debe medir, por lo cual deber repetirse el procedimiento con la otra mitad del rea a medir.

PARAMETROS ASOCIADOS A LA LONGITUDLongitud de la cuenca. Es la longitud de una lnea recta con direccin paralela al cauce principal.Longitud del cauce principal. Es la distancia entre la desembocadura y el nacimiento.Longitud mxima (Lm) o recorrido principal de la cuenca. Es la distancia entre el punto de desage y el punto ms alejado de la cuenca siguiendo la direccin de drenaje. El recorrido principal, es la mxima distancia recorrida por el flujo de agua dentro de la cuenca.LA FORMA DE LA CUENCAEs la configuracin geomtrica de la cuenca tal como est proyectada sobre el plano horizontal. La forma incide en el tiempo de respuesta de la cuenca, es decir, al tiempo de recorrido de las aguas a travs de la red de drenaje, y, por consiguiente, a la forma del hidrograma resultante de una lluvia dada. Para determinar la forma de una cuenca se utilizan varios ndices asociados a la relacin rea-permetro. Siendo los ms comunes: ndice o coeficiente de compacidad (Kc) Factor de forma (Kf)

ndice o coeficiente de compacidad (Kc). Se debe a Gravelius y es la relacin entre el permetro de la cuenca y el permetro de un crculo de igual rea que la cuenca, a travs de la siguiente expresin:

Donde P es el permetro de la cuenca y A es el rea. Cuanto ms irregular sea la cuenca, mayor ser su coeficiente de compacidad. Una cuenca circular tendr un coeficiente de compacidad mnimo, igual a 1.

Factor de forma (Kf) fue definido por Horton, como el cociente entre la superficie de la cuenca y el cuadrado de su longitud (Una cuenca con un factor de forma bajo estas menos sujetas crecidas que una de misma rea y mayor factor de forma):

Donde L es el recorrido principal de la cuenca, B es el ancho medio es de la divisin del rea de la cuenca entre la longitud del cauce principal y A es el rea de la cuenca.

RELIEVE. Es un factor importante en el comportamiento de la cuenca, ya que cuantos mayores son los desniveles en la cuenca, mayor es la velocidad de circulacin y menor el tiempo de concentracin, lo que implica un aumento del caudal de punta.

ALTURAS CARACTERISTICASA partir de la curva hipsomtrica pueden definirse varias alturas caractersticas; altura media, altura media ponderada, altura ms frecuente y altura mediana. La altitud media (Hm), una forma de clculo es considerando; ci cota media del rea i, delimitada por dos curvas de nivel; ai rea i entre curvas de nivel; y A rea total de la cuenca, la altitud es determinante de la temperatura y la precipitacin.

La altitud media ponderada (Hmp), es la altura de un rectngulo de igual rea que la que encierra la curva hipsomtrica. La altitud ms frecuente, es la altura correspondiente al mximo histograma de frecuencias altimtricas. La altitud mediana (H50), es la altura para la cual el 50% del rea de la cuenca se encuentra por debajo de la misma. Rectngulo equivalente de una cuenca. Es un rectngulo que tiene la misma superficie, permetro, coeficiente de compacidad y curva hipsomtrica que la cuenca en cuestin. L y l son los lados del rectngulo equivalente, se tiene que:

Donde L es el lado mayor, l es el lado menor, A es el rea de la cuenca, P es el permetro de la cuenca.

Para dibujar las lneas de nivel del rectngulo equivalente se puede utilizar la siguiente formula:

Donde di es la distancia desde la parte ms baja del rectngulo equivalente hasta la curva de nivel y Ai el rea por debajo de la curva de nivel considerada.

Pendiente de la cuenca.Tiene una gran importancia para el clculo del ndice de peligro de avenidas sbitas, a travs de la velocidad del flujo de agua, influye en el tiempo de respuesta de la cuenca, el mtodo ms antiguo es a travs de la siguiente formula:S = (h * Lcn / A )Donde S es la pendiente media de la cuenca, h la equidistancia entre curvas de nivel, Lcn la longitud de todas las curvas de nivel y A el rea total de la cuenca.Otra forma seria:S = ( 2H / P )Donde H (diferencia de elevacin mxima medida entre el punto ms alto del lmite de la cuenca y la desembocadura del ro principales la citada diferencia de cota y P el permetro de la cuenca. Tambin se tiene los mtodos de Alvord, Horton y Nash.

Pendiente del cauce principalEs un indicador del grado de respuesta hidrolgica de una cuenca a una tormenta. No se debe confundir con la pendiente de la cuenca. Dado que la pendiente varia a lo largo del cauce, es necesario definir una pendiente media, para lo cual se propone el criterio de Taylor y Schwarz que utiliza la siguiente formula:

Donde:S = pendiente media del cauce principal.m = nmero de segmentos en que se divide el cauce principal.L = longitud horizontal del cauce principal, desde su nacimiento hasta desembocadura.Im = longitud horizontal de los tramos en los cuales se subdivide el cauce principal.Sm = pendiente de cada segmento en que se divide

Asimismo, este parmetro permite evaluar el potencial para erosionar, a partir de la velocidad del flujo, lo cual nos ayuda entender el comportamiento en el trnsito de avenidas, as como la determinacin de las caractersticas ptimas para hidroelctricas y estabilizacin de cauces, etc. Otro mtodo es:Pendiente de un tramo (Sc). Para hallar la pendiente de un cauce se tomara la diferencia cotas extremas existentes en el cauce (h) y se dividir entre su longitud horizontal (l)

Orientacin de la cuencaEste concepto es importante porque distintos elementos pueden relacionarse con la orientacin, como: El nmero de horas que esta soleado la cuenca, elemento importante en la medida que aumenta la altitud, puede ser un factor principal en el clculo de la evaporacin y evapotranspiracin.N-S no recibe insolacin uniforme en las dos vertientes durante todo el da.E-O recibe insolacin en las dos vertientes durante todo el da. Las horas en las que incide el sol sobre la ladera de la cuenca. La direccin de los vientos dominantes. La direccin del movimiento de los frentes de lluvia. Los flujos de humedad.

PARAMETROS RELATIVOS A LA RED HIDROGRAFICASe denomina red hidrogrfica al drenaje natural, permanente o temporal, por el que fluyen las aguas de los escurrimientos superficiales o subterrneos. La red hidrogrfica superficial se analiza a travs del siguiente:Densidad de drenaje, Horton (1945) defini la densidad de drenaje de una cuenca como el cociente entre la longitud total de los canales de flujo pertenecientes a su red de drenaje y la superficie de la cuenca:

Donde:D = densidad de drenaje (Km-1)Li = suma de las longitudes de los cursos que se integran en la cuenca (Km)A = superficie de la cuenca (Km2)

Frecuencia de drenaje, se define como el nmero de cauces de cualquier orden entre la superficie de la cuenca, utilizando la siguiente formula:El significado es similar al anterior, puesto que al obtener en nmero de cauces por Km2, establece la mayor o menor posibilidad de que cualquier gota de agua encuentre un cauce mayor o menor tiempo.Orden de la cuenca, es un nmero que refleja el grado de ramificacin de la red de drenaje. La clasificacin de los cauces de una cuenca se realiza a travs de las siguientes premisas: Los cauces de primer orden son los que no tienen tributarios. Los cauces de segundo orden se forman en la unin de dos cauces 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. Cuando un cauce se une con un cauce de orden mayor, el canal resultante hacia aguas abajo retiene el mayor de los rdenes. El orden de la cuenca es el mismo del su cauce principal a la salida.

ELEMENTOS DE LA CUENCAEL RIO PRINCIPAL, la eleccin del ro principal es arbitraria, pues se pueden seguir distintos criterios para su eleccin (el curso fluvial ms largo, el de mayor caudal medio, el de mayor caudal mximo, el de mayor superficie de cuenca, etc.). El ro principal tiene un curso, que es la distancia entre su naciente y su desembocadura. En el curso de un ro distinguimos tres partes:El curso superior, ubicado en lo ms elevado del relieve, en donde la erosin de las aguas del ro es vertical. Su resultado: la profundizacin del cauce. El curso medio, en donde el ro empieza a zigzaguear, ensanchando el valle. El curso inferior, situado en las partes ms bajas de la cuenca. All, el caudal del ro pierde fuerza y los materiales slidos que lleva se sedimentan, formando las llanuras aluviales o valles. Otros trminos importantes a distinguir en un ro son: Cauce o lecho. Conducto descubierto o acequia por donde corren las aguas para riegos u otros usos. Margen derecha. Si nos imaginamos parados en el medio del ro, mirando hacia donde corre el ro, la margen derecha es la que se encuentra a nuestra derecha. Margen izquierda. Si nos imaginamos parados en el medio del ro, mirando hacia donde corre el ro, la margen izquierda es la que se encuentra a nuestra izquierda. Aguas abajo. Con relacin a una seccin de un curso de agua, se dice que un punto esta aguas abajo, si se sita despus de la seccin considerada, avanzando en el sentido de la corriente. Aguas arriba. Es el contrario de la definicin anterior.

LOS AFLUENTES Son los ros secundarios que desaguan en el ro principal. Cada afluente tiene su respectiva cuenca, denominada sub-cuenca, tambin llamado tributario, que no desemboca en el mar sino en otro ro ms importante con el cual se une en un lugar llamado confluencia.EL RELIEVE DE LA CUENCA El relieve de la cuenca es variado. Est formado por las montaas y sus flancos; por las quebradas, valles y mesetas.