ESTUDIO MORFOMÉTRICO DE LA QUEBRADA...
58
ESTUDIO MORFOMÉTRICO DE LA QUEBRADA DELICIAS AFLUENTE DEL RÍO IJAGUI, MUNICIPIO DE BUESACO – NARIÑO JANNETH VANOY HERRERA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES BOGOTÁ D.C. 2015
Transcript of ESTUDIO MORFOMÉTRICO DE LA QUEBRADA...
ESTUDIO MORFOMÉTRICO DE LA QUEBRADA DELICIAS AFLUENTE DEL RÍO
IJAGUI, MUNICIPIO DE BUESACO – NARIÑO
JANNETH VANOY HERRERA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
BOGOTÁ D.C. 2015
2
ESTUDIO MORFOMÉTRICO DE LA QUEBRADA DELICIAS AFLUENTE DEL RÍO
IJAGUI, MUNICIPIO DE BUESACO – NARIÑO
JANNETH VANOY HERRERA
Monografía
Ingenieros
Eduardo Zamudio Huertas
Docente, tutor
Fernando Gonzales Casas
Docente, jurado
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA
TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES
BOGOTÁ D.C. 2015
3
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 5
OBJETIVO ................................................................................................................... 7
MARCO DE REFERENCIAS
1.1. MARCO GEOGRÁFICO .............................................................................................. 8
1.2. MARCO DE ANTECEDENTES ..................................................................................... 9
MARCO TEÓRICO
1.3. PARÁMETROS GENERALES DE LA CUENCA .............................................................. 12
1.4. PARÁMETROS DE FORMA DE LA CUENCA ............................................................. 13
1.5. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA ............................................................... 15
1.5.1. Elevación de la cuenca ............................................................................ 17
1.5.2. Curva hipsométrica .................................................................................. 17
1.5.3. Coeficientes que se relacionan con la altura .......................................... 18
1.6. RECTÁNGULO EQUIVALENTE .................................................................................. 19
1.7. CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE DRENAJE ............................................................. 20
1.8. IDENTIFICACIÓN DEL TIPO DE RED DE DRENAJE ....................................................... 21
1.9. CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA DE LA RES DE DRENAJE ............................... 23
1.9.1. Método Horton – Strahler ....................................................................... 24
1.9.2. Densidad de drenaje ............................................................................... 26
1.9.3. Constante de estabilidad del cauce ....................................................... 26
1.9.4. Índice de torrencialidad ........................................................................... 27
1.10. PENDIENTE DEL CAUCE .............................................................................. 28
1.11. PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE .............................................................. 29
1.12. TIEMPO DE CONCENTRACIÓN ...................................................................... 29
RESULTADOS E INTERPRETACIÓN
1.13. RESULTADOS DE LOS PARÁMETROS GENERALES .......................................... 31
1.14. RESULTADOS DE PARÁMETROS DE FORMA ................................................... 33
1.15. RESULTADOS DE LA PENDIENTE MEDIA (MÉTODO ALVORD) .......................... 34
1.16. RESULTADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CURVA HIPSOMÉTRICA ............. 35
1.16.1. Elevación media (Método área - elevación) ........................................... 38
1.17. RESULTADOS PARA ELABORAR EL RECTÁNGULO EQUIVALENTE ..................... 40
1.18. RESULTADOS DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE DRENAJE .................. 43
1.19. RESULTADOS DE LAS PROPIEDADES DE LA ESTRUCTURA DE LA RED DE
DRENAJE ..................................................................................................................... 43
1.19.1. Resultados densidad de drenaje ............................................................ 46
1.19.2. Resultados constante de estabilidad del cauce ..................................... 46
1.19.3. Resultados índice de torrencialidad ....................................................... 47
4
1.20. RESULTADOS DE LA PENDIENTE DEL CAUCE ................................................. 47
1.20.1. Método de elevaciones extremas ........................................................... 47
1.20.2. Método de Taylor – Schwarz .................................................................. 48
1.21. RESULTADOS DEL PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE .................................... 48
1.22. RESULTADOS DEL TIEMPO DE CONCENTRACIÓN ........................................... 49
ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................. 50
CONCLUSIONES ..................................................................................................... 51
GLOSARIO ............................................................................................................... 54
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 56
ANEXOS
ANEXO 1.
PLANO TOPOGRÁFICO DEL SECTOR DE LA QUEBRADA DELICIAS
ANEXO 2.
PLANO DE LA JERARQUÍA DE LA RED DE DRENAJE (MÉTODO HORTON –
STRAHLER)
ANEXO 3.
PLANO DEL PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE PRINCIPAL DEL SECTOR DE
LA QUEBRADA DELICIAS
5
INTRODUCCIÓN
El recurso Agua, es el eje articulador de todas las actividades en un territorio y por
ende de las poblaciones, puesto que estas desarrollan distintas actividades
productivas que no solo dependen de la cantidad y calidad de este recurso sino que
además generan una alteración al estado natural del mismo.
Las cuencas hidrográficas son sistemas altamente complejos, pues su proceso de formación está ligado a factores tan variables en el tiempo y el espacio como el clima,
la geología, la vegetación e incluso el tectonismo, por ende una de las herramientas más importantes en el análisis hídrico es la morfometría de cuencas (Maidment,1992; Verstappen, 1983; Campos, 1992, Gregory and Walling, 1985) ya que nos permite
establecer parámetros de evaluación del funcionamiento del sistema hidrológico de una región. En ella interactúan una serie de ecosistemas naturales, cuyo grado de complejidad aumenta en relación directa con el tamaño de la cuenca. Estos
ecosistemas tienen elementos como el aire, el clima, el suelo, el subsuelo, el agua, la vegetación, la fauna, el paisaje, entre otros, los cuales, en conjunto conforman lo que se denomina la oferta de bienes y servicios ambientales.
La información geomorfológica del territorio nacional se constituye en una capa de información fundamental para diversos procesos nacionales de integración de
información, como mapas de amenazas naturales, mapas de ecosistemas, ordenación de cuencas y apoyo a procesos de ordenamiento del territorio, entre otros. La propuesta de zonificación geomorfológica tiene sus bases en los convenios
interadministrativos realizados entre el IDEAM y la universidad Nacional de Colombia. Como se describe en la “Guía Técnica para la Formulación de los Planes de
Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas, realizada por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (2013):
El análisis de las características morfométricas, brinda los fundamentos para documentar la analogía territorial y así establecer las relaciones hidrológicas de generalización territorial. En este sentido los parámetros mínimos que se deben
tener en cuenta son: área, perímetro, longitud y ancho de la cuenca, factor de forma, coeficiente de compacidad, índice de alargamiento, índice de asimetría, longitud y perfil del cauce principal, curva hipsométrica, elevación media, pendiente del cauce y la cuenca, tiempos de concentración, también para
subzonas y subcuencas.
Y para la evaluación hidrográfica de una cuenca hidrográfica se debe realizar una
identificación, descripción y espacialización de la red hidrográfica de las subzonas hidrográficas y subcuencas (Datos morfométricos por subcuencas), igualmente se deben caracterizar los sistemas de drenaje, a través de índices tales como
jerarquización del drenaje, índice de drenaje y patrón de drenaje. Y
6
Este esquema se ha convertido en una herramienta para identificar y zonificar los procesos de amenazas naturales que puedan afectar la población, la infraestructura y los ecosistemas, así como para apoyar los procesos de caracterización y seguimiento
de los recursos naturales de Colombia, constituyendo una herramienta de apoyo para la construcción de bases para el ordenamiento ambiental y territorial del país, y contribuir a la determinación de los procesos de inestabilidad y deterioro ambiental.
Colombia es un país caracterizado por su gran diversidad en espacios geográficos como lo es su variedad de relieves y ecosistemas, siendo Buesaco un municipio
ubicado al sur occidente del país con zonas de montaña media las cuales se comprenden en altitudes inferiores a 2700 m con algunas áreas planas-onduladas, donde el enorme potencial hídrico del sector lo ha diferenciado de otros por poseer
una gran disección en el relieve, causando la presencia de pendientes considerables y una dinámica hidrogravitatoría dominante, representada por movimientos en masa de todo tipo. Además esta parte oriental del departamento de Nariño esta sobre el
sistema de falla Romeral, la cual se divide en cuatro ramales que son: la falla Romeral, la falla San Ignacio, la falla Pasto y la falla de Buesaco, esta última se divide en dos en la cual una de sus ramales para por el río Ijagui.
Por tanto se hace necesario un análisis morfométrico de esta región para conocer más sobre las características de la red de drenaje y su relieve, lo que este trabajo analizará
será las variables a cuantificar para establecer la tendencia, comportamiento y posibilidades de uso de los este recurso natural con el ambiente y la sociedad, de una pequeña porción de esta considerable red de drenaje que posee el departamento de
Nariño como lo es la quebrada Delicias, afluente del río Ijagui, que se encuentra cerca a otras quebradas, haciendas y al municipio de Buesaco,
Para desarrollar este estudio se hace necesario tener y digitalizar un plano topográfico
a escala 1:25000 de la región en donde se encuentra la cuenca, luego se traza la red
de drenaje con todos sus tributarios y se delimita, de allí se obtienen directamente
algunos de los parámetros mínimos que se mencionaron como lo son el área, el
perímetro y las dimensiones de longitud y ancho de la misma, para proceder al cálculo
de los otros parámetros que permiten describir con más detalle la cuenca y permitió
conocer el comportamiento hidráulico de la misma.
Los resultados que aquí se presentan muestran una visión geomorfológica del sector
de la quebrada Delicias y se espera que este estudio morfométrico que se le realizo
contribuya a posibles y/o futuros proyectos que realicen los profesionales en el área
de la ingeniería civil, ingeniería ambiental, forestal, y otras áreas con el fin de
aprovechar, optimizar y preservar este recurso vital para la sociedad, que se puedan
realizar o gestionar en el municipio de Buesaco.
7
El objetivo principal de este documento es realizar un análisis cuantitativo de las
características físicas de la quebrada Delicias afluente del río Ijagui. Para alcanzar lo anterior se cumplieron los siguientes objetivos específicos:
Recopilar la información necesaria para determinar el cálculo de los parámetros
que se requieren para dicho análisis.
Identificar las divisorias y determinar el curso de agua de la cuenca.
Determinar los parámetros de forma, pendiente de la hoya y de la corriente principal, red de drenaje, densidad de drenaje, longitud, perímetro, ancho, área de la cuenca, curva hipsométrica, coeficiente de Gravelius, rectángulo
equivalente.
Analizar el comportamiento hidráulico de la cuenca de acuerdo a los resultados
obtenidos.
8
1. MARCOS DE REFERENCIA
1.1. MARCO GEOGRÁFICO
La quebrada Delicias está ubicada en la zona norte del departamento de Nariño, en el
municipio de Buesaco, el cual limita al norte con los municipios de San Lorenzo, Arboleda y San José de Albán; al oriente con el municipio del Tablón y el departamento de Putumayo; al sur con el municipio de Pasto y el departamento de Putumayo y al
occidente con el municipio de Chachagui.1
1 Mapa geográfico de Nariño donde se ubica el municipio de Buesaco, año 2012. Alcaldía de Buesaco. http://www.buesaco-narino.gov.co/
9
1.2. MARCO DE ANTECEDENTES
El municipio de Buesaco cuenta con una extensión aproximada de 62.032 hectáreas
(620.3 km²) distribuidos en 7 corregimientos y 73 veredas, tiene una población de 20.865 habitantes aproximadamente, de los cuales 2.897 se localizan en el sector urbano equivalente al 19% y 14.697 en el área rural equivalente al 81%.2
Geología: El municipio presenta diaclasamiento y relleno de fisuras debido al fuerte tectonismo; las partes bajas corresponden a rocas sedimentarias, depósitos aluviales,
coluviales y vulcano-sedimentarias; las cadenas montañosas corresponden a rocas ígneas y metamórficas. El borde occidental de la cordillera central está afectado por el sistema falla del Romeral. Las rocas ígneas volcánicas y plutónicas se presentan en
la cordillera centro oriental, afectadas en su dirección por intrusiones ígneas, formando escarpes pronunciados con bastante fraccionamiento.
A Buesaco, lo atraviesan cuatro ramales procedentes del sistema de fallas del Romeral, específicamente el sector occidental pasando por la Cruz de San Antonio. La falla denominada San Ignacio, localizada en la parte oriental del municipio, cubre
regiones de alto San Miguel, Alto Monserrate, Tasajera, Granadillo de Chávez y Alta Clara. La falla Pasto, cruza las veredas San Miguel, El Salado y la Inmaculada y la falla de Buesaco, la cual se divide en dos ramales, uno de ellos, atraviesa parte de la
cabecera municipal, Ijagui y Santa María, y el otro, pasa por Quitopamba, Cuapitas e Higuerones.
Relieve y climatología: La mayor parte del municipio es montañoso, con algunas zonas planas ligeramente onduladas; entre los accidentes geográficos se encuentran los cerros de Bordoncillo y Morasurco. Existe también el valle de Runduyaco, esta es una extensa zona que posee el municipio como reserva natural que poco a poco tiende
a desaparecer por la intervención antrópica. Se ubica a una altitud de 1.959 metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m.), su climatología varía entre los diferentes pisos térmicos entre templado, fríos y paramos, con una temperatura que oscila entre 16.7
y 20.3 grados centígrados (°C), el promedio de lluvias es de 1400 mm³ anuales. Ambientalmente: Buesaco se encuentra en un lugar ecológicamente estratégico,
cuenta con uno de los más importantes paramos del Macizo Colombiano que forma parte del corredor Andino – Amazónico; el “Paramo de Bordoncillo”, de alto valor ambiental y gran riqueza hídrica, donde nace el río Juanambú.
Se caracteriza por la riqueza y exuberante belleza de la red hídrica que se desplaza a lo largo y ancho del territorio municipal, cuyas corrientes tributan sus aguas a cuatro
redes principales de drenaje que conforman las subcuencas de los ríos Alto Juanambú,
2 Información general del municipio de Buesaco – Nariño. Año 2012. Alcaldía de Buesaco http://www.buesaco-narino.gov.co/
10
Ijagui, Buesaquito y Bajo Juanambú, lo que permite una alta variedad de ecosistemas
y por lo tanto, diversidad de especies biológicas, representadas en la fauna y flora silvestre.
Este capital hídrico junto con la extraordinaria condición climática, constituye la principal fortaleza ambiental del municipio, sin embargo, la ampliación de la frontera agrícola y la extracción de madera como combustible doméstico están ocasionando
la transformación de la base natural que la soporta. En el municipio, no se realiza ninguna actividad minera de importancia, entre las
principales manifestaciones de tipo mineral que se encuentran están las calizas en las cercanías de la población de Buesaco, región del Naranjal, sus dimensiones solamente permiten que sea aprovechable para la obtención de cal agrícola. También se
encuentran algunas minas de recebo conocidas como Albión, Los Laureles e Higuerones, las cuales cuentan con la debida autorización ambiental para su explotación. Además, existen 13 ladrilleras en el municipio, las cuales en su gran
mayoría se encuentran ubicadas en el sector de Veracruz cerca al casco urbano de Buesaco. No reportan licencia de explotación, de allí que, no han realizado estudios de impacto ambiental.
Hidrografía: Buesaco se encuentra bañado por el río Juanambú el cual nace en el sector conocido como Cascabel en la cordillera Central. La cuenca del Juanambú se
conforma por la subcuenca del río Alto Juanambú, subcuenca del río Buesaquito, subcuenca del río Ijagui y subcuenca del río Bajo Juanambú. La subcuenca del río Alto Juanambú abarca una extensión de 19.519 Has., las que representan el 36.4% del
área total del municipio. Sistema Hidrográfico de la cuenca del río Juanambú.
Microcuenca río alto Juanambú: Microcuenca río Negro, microcuenca río Runduyaco, microcuenca río San Pablo,
microcuenca río Sara- concha, microcuenca río Tambillo, subcuenca río Buesaquito, microcuenca río Negro, microcuenca río Chicajoy, microcuenca río Panacas, microcuenca río Buesaquito bajo.
Macrocuenca río bajo Juanambú:
Subcuenca del río Ijagui, microcuenca Alto Ijagui, microcuenca La Sacha Microcuenca Ijagui Medio, microcuenca Bajo Ijagui, microcuenca Ingasoy, subcuenca río Juanambú, microcuenca río Meneses, microcuenca río Bajo Juanambú, microcuenca
río Salado, microcuenca río Jaguindo. Río Ijagui: Su extensión es de 13.298 has., que corresponden al 24.9% del área total
del municipio. Las principales microcuencas que lo drenan son los ríos Alto Ijaguí, Las
11
Hachas, Ijagui Medio, Bajo Ijagui, Ingasoy y Granadillo. Los suelos de esta subcuenca
son bien drenados, profundos en unas regiones y superficiales en otras, dedicados a la agricultura y la ganadería, donde claramente se ve reflejado el cambio de uso del suelo por la apertura de la frontera agrícola, los procesos de colonización y la
explotación de leña para la cocción de alimentos, lo cual ha contribuido a la deforestación y contaminación de sus aguas por la actividad agropecuaria y por la población asentada a lo largo del cauce. 3
3 Plan de Desarrollo Municipal 2012 – 2015 “Buesaco sin Barreras”. Alcaldía municipal (Wilson Humberto Pabón López).
12
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Parámetros generales de la cuenca:
Figura 2.1 Área, perímetro y longitud de una cuenca.
Área: Está definida como la proyección ortogonal de toda el área de drenaje de
un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente delimitado por la
curva del perímetro (P). La superficie o área de la cuenca es probablemente la características morfométrica
e hidrológica más importante. El tamaño relativo de estos espacios hidrológicos define aunque no de manera rígida los nombres de microcuenca, subcuenca, cuenca o sector, como se explica en la tabla 2.1.
Tabla 2.1 Clasificación de áreas.
Área (Km²) Nombre
< 5 Unidad
5 - 20 Sector
20 - 100 Microcuenca
100 - 300 Subcuenca
> 300 Cuenca
Fuente: Reyes, Ulises y Carvajal. 2010
13
Perímetro: El perímetro de la cuenca o la longitud del parteaguas de la cuenca,
es un parámetro importante, que en conexión con el área nos permite inferir sobre la forma de la cuenca.
2.2. Parámetros de forma de la cuenca:
Estas características tratan de cuantificar por medio de índices o coeficientes el movimiento del agua y las respuestas de la cuenca a tal movimiento (hidrógrafa), dado que son un referente para establecer la dinámica esperada de la escorrentía
superficial, teniendo en cuenta que aquellas cuencas con formas alargadas tienden a presentar un flujo de agua más veloz, en comparación con las cuencas redondeadas, logrando un evacuación de la cuenca más rápido y mayor desarrollo de energía
cinética en el arrastre de sedimentos hacia el nivel de base.
a. Forma de la cuenca: Los siguientes hidrógrafas describen el comportamiento de las cuencas con la misma área y diferentes formas ante una lámina precipitada de igual magnitud.
Figura 2.2 Hidrografía para cuencas con misma área y forma diferente.
Fuente: Reyes, Barroso y Carvajal. 2010.
b. Índice de compacidad (Kc): Se trata de un indicador adimensional de la forma de la cuenca, basado en la relación del perímetro de la cuenca con el área de un círculo igual a la cuenca (circulo equivalente), de tal forma que entre mayor
sea el coeficiente más distante será la forma de la cuenca con respecto al círculo. Para valores cercanos o iguales a uno, la cuenca presenta mayor tendencia a crecientes o concentración de altos volúmenes de aguas de
escorrentía.
14
𝐾𝑐 = 0,28 ∗ [ 𝑃
√𝐴 ]
Donde:
Kc = Índice de compacidad o índice de Gravelius (Adimensional). P = Perímetro de la cuenca (Km). A = Área de la cuenca (Km²).
Este índice define la forma de cuenca, respecto a la similitud con formas redondas, entre los siguientes rangos.
Tabla 2.2 Clasificación de forma según el valor del índice de compacidad.
Valores de Kc Interpretación
1 - 1,25 Forma redonda a oval redonda
1,25 - 1,5 Forma oval redonda a oval oblonga
1,5 -1,75 Forma oval oblonga a rectangular oblonga
Fuente: Reyes, Barroso y Carvajal. 2010.
c. Factor de forma (F): Este parámetro mide la tendencia de la cuenca hacia las
crecidas, rápidas y muy intensas a lentas y sostenidas, según su comportamiento, si tienden hacia valores extremos grandes o pequeños,
respectivamente. Denota la forma redondeada o alargada de la cuenca, un valor de (F) superior a la unidad dará el grado de achatamiento de ella o de un río principal corto y por consecuencia con tendencia a concentrar el escurrimiento
de una lluvia intensa formando fácilmente grandes crecidas.
𝐹 = 𝐴
𝐿𝑚2
Donde: F = Factor de forma (Adimensional).
A = Área de la cuenca (Km²). Lm = Longitud máxima de área (Km).
d. Índice de alargamiento (la): Este parámetro muestra el comportamiento de la
cuenca a ser de forma alargada, en relación con su longitud axial y con el ancho máximo de la cuenca. Aquellas cuencas que registran un valor mayor a uno
presentan un área más larga que ancha, sometiéndose a una forma más
15
alargada. Este índice también permite predecir la dinámica del movimiento del
agua en los drenajes y su potencia erosiva o de arrastre.
la = 𝐿𝑚
ȴ
Donde:
la = Índice de alargamiento (Adimensional).
Lm = Longitud máxima de área (Km). ȴ = Ancho máximo de área (Km).
e. Índice asimétrico (Ias): Este índice evalúa la homogeneidad en la distribución de
la red de drenaje, si el valor de (Ias) es mucho mayor a uno se observara sobre
la cuenca que el río principal estará recargado a una de las vertientes, lo cual
implica una heterogeneidad en la repartición de la red de drenaje aumentando la descarga hídrica de la cuenca a esta vertiente, incrementando en cierto grado los niveles de erodabilidad a causa de altos eventos de escorrentía superficial
obtenidos.
Ias = 𝐴𝑚𝑎𝑦
𝐴𝑚𝑒𝑛
Donde:
Ias = Índice asimétrico (Adimensional).
𝐴𝑚𝑎𝑦 = Vertiente mayor (Km²).
𝐴𝑚𝑒𝑛 = Vertiente menor (Km²).
2.3. Pendiente media de la cuenca.
La pendiente es la variación de la inclinación de una cuenca, su determinación es importante para definir el comportamiento de la cuenca respecto al desplazamiento de
las capas de suelo (erosión o sedimentación), puesto que, en zonas de altas pendientes se presentan con mayor frecuencia los problemas de erosión; mientras que en regiones planas aparecen principalmente problemas de drenaje y sedimentación.
De acuerdo con el uso del suelo y la red de drenaje, la pendiente influye en el comportamiento de la cuenca, afectando directamente el escurrimiento de las aguas lluvias; esto es en la magnitud y en el tiempo de formación de una creciente en el cauce
16
principal. En cuencas de pendientes fuertes existe la tendencia a la generación de
creciente en los ríos en tiempos relativamente cortos; estas cuencas se conocen como torrenciales, igual que los ríos que la drenan. La estimación de la pendiente media de una cuenca se hace con base en un plano
topográfico que contenga curvas de nivel con igual desnivel entre ellas, empleando algunos de los métodos como el de Alvord y el de Horton. La siguiente tabla muestra la clasificación de las cuencas según su pendiente.
Tabla 2.3 Clasificación de las cuencas de acuerdo con la pendiente media.
Pendiente media (%) Tipo de relieve
0 - 3 Plano
3 - 7 Suave
7 - 12 Medianamente Accidentado
12 - 20 Accidentado
20 - 35 Fuertemente Accidentado
35 - 50 Muy Fuertemente Accidentado
50 - 75 Escarpado
> 75 Muy Escarpado
Fuente: Reyes, Barroso y Carvajal. 2010.
Método de Alvord.
𝑆𝑚 = 𝐷 ∗ 𝐿𝑐𝑛
𝐴
Donde:
Sm = Pendiente media de la cuenca (Adimensional). D = Diferencia de nivel entre las curvas de nivel del plano topográfico usado (Km). Lcn = Longitud de la curva de nivel (Km).
A = Área total de la cuenca (Km²). Designando Lcn como la sumatoria de las longitudes de todas las curvas de nivel que
están dentro de la cuenca.
𝐿𝑐𝑛 = 𝑙1 + 𝑙2 + 𝑙3 + ⋯+ 𝑙𝑛
17
2.3.1. Elevación de la cuenca.
Es la variación altitudinal de la cuenca hidrográfica que incide directamente sobre el clima y por tanto sobre el régimen hidrológico, además de brindar una base para
caracterizar zonas climatológicas y ecológicas características dentro de la misma cuenca. Una forma conveniente y objetiva de describir la relación entre la propiedad altimétrica de la cuenca en un plano y su elevación, es a través de la función
hipsométrica. 2.3.2. Curva hipsométrica: Constituye un criterio de la variación territorial del
escurrimiento resultante de una región, necesario para caracterizar zonas climatológicas y ecológicas. La curva hipsométrica refleja con precisión el comportamiento global de la altitud de la cuenca y la dinámica del ciclo de
erosión, es la representación gráfica del relieve de la cuenca en función de las superficies correspondientes (Díaz et al., 1999).
Se denomina elevación media de una cuenca hidrográfica aquella que determina la cota de la curva de nivel que divide la cuenca en dos zonas de igual área; es decir, la elevación corresponde al 50% del área total.
Figura 2.3 Curva hipsométrica tipo.
18
Elevación media de la cuenca por el método área - elevación:
𝐸𝑚 = ∑ 𝐴𝑖
𝑛𝑖=1 ∗ 𝑒𝑖
𝐴
Donde: 𝐸𝑚 = Elevación media de la cuenca (m.s.n.m.).
𝐴𝑖 = Área de cada franja (Km²).
𝑒𝑖 = Promedio de las curvas de nivel que delimitan cada franja (m.s.n.m.).
A = Área total de la cuenca (Km²).
2.3.3. Coeficientes que se relacionan con la altura
Coeficiente de masividad (𝐾𝑚): Este coeficiente permite diferenciar cuencas de
igual altura media pero diferente relieve, aunque puede dar valores iguales para cuencas distintas. Si el valor de (𝐾𝑚) es alto entonces la cuencas son
montañosas y si es bajo las cuencas son planas.
𝐾𝑚 = 𝑆𝑚
𝐴
Donde:
𝐾𝑚 = Coeficiente de masividad (m.s.n.m. / Km²).
𝑆𝑚 = Elevación media de la cuenca (m.s.n.m.).
A = Área total de la cuenca (Km²).
Tabla 2.4 Clases de valores de masividad.
Rangos de 𝑲𝒎 Clase de masividad
0 - 35 Moderadamente montañosa
35 - 70 Montañosa
70 - 105 Muy montañosa
Fuente: Reyes, Barroso y Carvajal. 2010.
Coeficiente orográfico (Cₒ): Expresa el potencial de degradación de la cuenca,
crece mientras que la altura media del relieve aumenta y la proyección de área
19
de la cuenca disminuye. Si el valor de (Cₒ) es < 6, representa un relieve poco
accidentado propio de cuencas extensas y de baja pendiente; y si el valor es > 6, es un relieve accidentado.
𝐶ₒ = (𝑆𝑚)2
𝐴
Donde: Cₒ = Coeficiente orográfico (Adimensional). 𝑆𝑚 = Elevación media de la cuenca (Km).
A = Área total de la cuenca (Km²).
2.4. Rectángulo equivalente.
Para poder comparar el comportamiento hidrológico de dos cuencas, se utiliza la noción del rectángulo equivalente o rectángulo de Gravelius. Es una transformación
geométrica en virtud de la cual se asimila la cuenca a un rectángulo que tenga el mismo perímetro y superficie, por tanto igual coeficiente de compacidad (Kc). Así, las curvas de nivel se transforman en rectas paralelas al lado menor del rectángulo, y el drenaje
de la cuenca, que es un punto, queda convertido en el lado menor del rectángulo (Llamas 1993).
𝑃 = 2 ∗ ( 𝐿1 + 𝐿2) = 𝐾𝑐 ∗ √𝐴
0.28
Siendo:
𝐴 = 𝐿1 ∗ 𝐿2
Solucionando el sistema de ecuaciones se tiene:
𝐿1 = 𝐾𝑐 ∗ √𝐴
1,12∗ [1 − √1 − [
1,12
𝐾𝑐]2
]
𝐿2 = 𝐾𝑐 ∗ √𝐴
1,12∗ [1 + √1 − [
1,12
𝐾𝑐]2
]
20
Para que la representación sea posible es necesario que se cumpla la condición: Kc ≥
1,12 (Carvajal, 2010).
2.5. Características de la red de drenaje. La red de drenaje está conformada por el cauce principal y sus tributarios, es la mayor
o menor capacidad que tiene la cuenca para evacuar las aguas provenientes de la precipitación que quedan sobre la superficie.
Caracterización de los cauces, Según su forma: Suarez (2001) los clasifica como:
Figura 2.4 Clasificación de cauces según forma.
Fuente: Reyes, Barroso y Carvajal. 2010.
a. Cauces semirrectos: Son poco comunes en la naturaleza. Aunque la corriente
en la realidad trata de dispersarse, las pendientes altas y el dominio topográfico y geológico lo obligan a mantener su cauce relativamente recto con ciertas curvas (producto de accidentes topográficos que por efectos hidráulicos de la
corriente), puede ser definido o no y a los costados del río se produce sedimentación en playones y barras.
21
b. Cauces trenzados: Aparecen en zonas de cambio de pendiente de fuerte a
moderada con altos caudales, en lechos de suelos granulares gruesos (arenas y gravas), se da este fenómeno porque se ponen al descubierto estos suelos granulares después de un cambio de pendiente o disminución de velocidad de
la corriente.
c. Cauces meándricos: Se muestran en terrenos de pendientes bajas y materiales
finos en el fondo del lecho. Este fenómeno e una divagación en las curvas repetidas de dirección contraria dentro del ancho del valle del río; presentan un flujo curvilíneo con áreas de erosión y depósitos.
2.6. Identificación del tipo de red de drenaje.
Cuando la escorrentía se concentra, la superficie terrestre se erosiona creando canales de drenaje. El clima, el relieve y la estructura geológica subyacente influyen
en el patrón de la red, siendo el último el más relevante.
Figura 2.5 Tipos de red de drenaje.
22
Tipos de red a los que más se asemeja el sector quebrada Delicias, principales
características y determinación de las particularidades geomorfológicas que les dan origen:
Dendrítico: Se caracteriza por mostrar una ramificación arborescente en la que
los tributarios se unen a la corriente principal formando ángulos agudos. Su presencia indica suelos homogéneos, generalmente están en áreas de rocas
sedimentarias blandas, capas volcánicas, depósitos glaciales y antiguas llanuras costeras (CEOTMA, 1981).
Debido a la relativa uniformidad del sustrato y similar resistencia a la erosión, esta forma está determinada básicamente por la dirección de la pendiente del terreno (Tarbuck y Lutgens, 1997). Esta forma de drenaje tiene a formarse en
áreas donde interaccionan varios o todos de los siguientes factores:
Litología con baja permeabilidad
Mediana pluviosidad Baja cobertura vegetal Zonas de inicio de ladera
Pendientes moderadas Laderas bajas Rocas con resistencia uniforme
Zona litológicamente muy alterada
Pinnado: Son cuencas detríticas modificadas e indican un elevado contenido de
limo en el suelo, son típicas llanuras aluviales de textura fina. El drenaje tiene la forma de nerviación de ciertas hojas, en el que los tributarios se juntan formando ángulos casi rectos que se van agudizando aguas arriba (CEOTMA, 1981). Se originan con los siguientes requisitos:
Se tienen litologías de moderada permeabilidad Baja cobertura vegetal
Pendientes moderadas a altas Laderas bajas
Paralelo: Son canales que tienen una dirección definida por la pendiente
regional del terreno. Cuanto mayor sea la pendiente en una dirección, mayores y más paralelos serán los canales; por el contrario, cuando la pendiente es casi
plana el paralelismo será visible con una cobertura fotográfica regional. Los tributarios suelen unirse formando ángulos generalmente iguales. Son típicas de llanuras costeras y de grandes afloramientos basálticos (CEOTMA. 1981).
Rectangular: Es una variante del drenaje detrítico. Los tributarios suelen
juntarse con las corrientes principales en ángulos casi rectos y dan lugar a
formas rectangulares. Entre más claro es el patrón rectangular, más fina será la
23
cubierta de suelo. Suelen presentarse sobre pizarras metamórficas, esquistos
y gneis (CEOTMA, 1981).
Tanto la corriente superficial como los tributarios presentan curvaturas en
ángulo recto. Refleja el control ejercido por sistemas de grietas o fallas (Seco, 2000). Los elementos que interviene para su formación son:
Control estructural (fallas, fracturas, discontinuidad) Alta permeabilidad Mediano caudal
Moderada cobertura vegetal Mediana pluviosidad
Angular: Otra variante del drenaje detrítico en la que las fallas, fracturas y
sistemas de unión han modificado su forma clásica. Aguas arriba son comunes las curvas fuertes formando ángulos grandes, dado que los tributarios suelen
estar muy controlados por las rocas. El tipo y la dirección de los ángulos pueden reflejar un tipo específico de roca. Por ejemplo, las areniscas tienen tendencia a formar canales paralelos, mientras que las calizas dan lugar a canales muy
agudos (CEOTMA, 1981).
2.7. Características de la estructura de la red de drenaje.
El cauce principal es la corriente de mayor longitud, que evacua las aguas de escurrimiento de una cuenca hidrográfica; se caracteriza principalmente por su sinuosidad y pendiente media.
Longitud del cauce principal (Lc): La longitud del cauce se considera como la
distancia horizontal del rio principal, desde su nacimiento hasta el punto de cierre o de concentración, dentro de la delimitación de la cuenca.
Número de orden: Es una clasificación que se les da a los diferentes cauces y que toman un determinado valor, de acuerdo con el grado de bifurcación.
Horton (1945) propuso un esquema de ordenamiento para la red de drenaje con base en este ordenamiento, encontró algunas regularidades existentes en la red de drenaje,
relacionadas con la estructura de bifurcación y su atribución espacial. Los primeros resultados empíricos sobre estas regularidades se conocen como las leyes de Horton: la llamada ley de números de corriente y la ley de las longitudes de la corriente.
24
2.7.1. Método Horton – Strahler: Strahler (1952, 1957), reviso y perfecciono el
esquema de Horton dando lugar al esquema de ordenación o clasificación de Horton – Strahler, hoy en día el más utilizado en hidrología. Strahler considero que la cuenca tienen una única salida o punto de desagüe, los puntos en los
que se unen dos segmentos de canal son nudos internos y los nudos externos son aquellos a partir de los cuales se originan un segmento de canal, es decir, la cabecera de todos los tributarios de la cuenca.
Figura 2.6 Orden de las corrientes, método Horton – Strahler.
Strahler ordena las corrientes de a los siguientes criterios:
Primer orden: Son aquellas corrientes portadoras de aguas de
nacimientos y que no tienen afluentes. Segundo orden: Son aquellas que resultan de la confluencia de dos
corrientes de orden primario.
Tercer orden: Son la unión de dos corrientes de segundo orden, y así sucesivamente para cada siguiente orden de las corrientes. En caso de que una o varias corrientes de orden inferior desemboque en una de
orden superior, esta conservara el mismo orden En general, dos ríos de orden “n” dan lugar a uno de orden “n+1”.
Relación de bifurcación (Rb): Permite comprender algunas variaciones geo-
ecológicas que se producen en el territorio de la cuenca, fundamentalmente
cambios importantes en el sustrato rocoso y de los grupos de suelos dominantes.
25
Generalmente tiene un valor de tres y cinco en cuencas con variaciones
considerables en sus características geo-ecológicas. Normalmente valores muy altos de 𝑅𝑏 indican regiones muy montañosas
y rocosas con fuertes pendientes o cuencas alargadas en la dirección del río de mayor orden, además se presenta una rápida concentración de la
escorrentía, pero con picos de crecidas poco importantes. Una cuenca redondeada y con 𝑅𝑏 bajo tiende a producir hidrógrafas con
picos altos y presenta alto riesgo de inundación por la súbita concentración de la escorrentía.
Horton encontró que 𝑅𝑏 es relativamente constante de un orden a otro.
𝑅𝑏 = 𝑛𝑖
𝑛𝑖+1
Donde:
𝑅𝑏 = Relación de bifurcación (Adimensional).
𝑛𝑖 = Número total de causes de orden i.
𝑛𝑖+1 = Número total de causes de orden i + 1.
Relación de longitud (RL): es un indicador de la capacidad de almacenamiento
momentánea de agua e influye en la cantidad instantánea de la componente de escorrentía directa, conocida como máximo avenida o caudal pico.
Los valores medios oscilan entre tres y cinco en cuencas en las que se incrementa poco la longitud de los cauces.
𝑅𝐿 = 𝐿𝑖
𝐿𝑖−1
Donde: 𝑅𝐿 = Relación de longitudes (Adimensional).
𝐿𝑖 = Longitud promedio de todos los cauces de orden i (m).
𝐿𝑖−1= Longitud promedio de todos los cauces de orden i-1 (m).
2.7.2. Densidad de drenaje – Método de Horton (Dd): Permite tener un conocimiento
de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca.
26
En un principio, y sin tener en cuenta otros factores del medio físico de la
cuenca, cuando mayor sea la densidad de drenaje, más rápida será la respuesta de la cuenca frente a una tormenta, evacuando el agua en menos tiempo.
Para determinar si una cuenca está bien o mal drenada, analizando el valor de 𝐷𝑑, Jiménez (1992) considero que si los valores de 𝐷𝑑 son ≥ 3,5 𝐾𝑚/𝐾𝑚² indican una red de drenaje eficiente, lo que genera grandes volúmenes de
escurrimiento, al igual que mayores velocidades de desplazamiento de las aguas, lo que produce ascensos de las corrientes y aumentara de manera proporcional los niveles de erodabilidad.
Cuando la 𝐷𝑑 es alta, una gota deberá recorrer una longitud de ladera pequeña,
realizando la mayor parte del recorrido a lo largo de los cauces, donde la velocidad de escorrentía es mayor; por tanto los hidrogramas en principio
tendrán un tiempo de concentración corto.
𝐷𝑑 = ∑𝐿𝑖
𝐴
Donde: 𝐷𝑑 = Densidad de drenaje. ∑𝐿𝑖 = Suma de las longitudes de los drenajes que se integran en la cuenca (Km).
A = Área total de la cuenca (Km²).
2.7.3. Constante de estabilidad del cauce (C): Representa físicamente la superficie
de la cuenca necesaria para mantener condiciones hidrológicas estables en una unidad de longitud de canal.
Se puede considerar como una medida de erodabilidad de la cuenca. Así, en regiones con suelos altamente permeables que implican una elevada capacidad de infiltración o regiones con densa cobertura vegetal, tienen
valores altos de la constante de estabilidad y bajos el de densidad de drenaje. Por el contrario, una baja constante de estabilidad o una elevada densidad de drenaje, es característica de cuencas con rocas débiles, escasa
o nula vegetación y baja capacidad de infiltración del suelo.
Propuesta por Schumm (1956):
𝐶 = 𝐴
∑𝐿𝑖
27
Donde:
C = Constante de estabilidad del rio. A = Área total de la cuenca (Km²). ∑𝐿𝑖 = Suma de las longitudes de los drenajes que se integran en la cuenca (Km).
2.7.4. Índice de torrencialidad (𝐶𝑇): Se utiliza para definir el carácter de torrencial de
una cuenca, también es un indicador de la erodabilidad de una región, está relacionado con los procesos de erosión lineal y con la capacidad de descarga
de una cuenca; debido a que por lo general los cursos de orden uno son génesis erosiva (erosión en surcos y cárcava). Los valores altos representan elevada susceptibilidad a la erosión y alta torrencialidad.
𝐶𝑇 = 𝑛1
𝐴
Donde: 𝐶𝑇 = Índice de torrencialidad (Km²).
𝑛1 = Numero de corrientes de primer orden según el método Horton.
A = Área total de la cuenca (Km²).
2.7.5. Sinuosidad del cauce (Sin): Es un indicativo del régimen del cauce principal.
En cuencas planas el valor de Sin será alto, por la presencia de
meandros y curvas con baja velocidad de corrientes. Monsalve (1995), dice que un valor de sinuosidad menor o igual a
1,25 se define como un río con alineamiento recto.
𝑆𝑖𝑛 = 𝐿𝑐
𝐿𝑠
Donde: Sin = Sinuosidad del cauce. Lc = Longitud del cauce principal de la cuenca (m).
𝐿𝑠 = Longitud del valle del cauce principal, medida sobre un trazado suave del cauce
(m).
2.8. Pendiente del cauce. La pendiente del cauce es uno de los factores importantes que inciden en la capacidad
que tienen el flujo para transportar sedimentos, por cuanto está relacionada
28
directamente con la velocidad del agua. En los tramos de pendiente fuerte los cauces
tienen pendientes superiores al 3%, y las velocidades de flujo resultan tan altas que pueden mover como carga de fondo sedimentos de diámetros mayores de cinco centímetros, además de los sólidos que ruedan por desequilibrio gracias al efecto de
lubricación producido por el agua. Cuando el cauce pasa de un tramo de pendiente alta a otro de pendiente baja, su capacidad de transporte se reduce y comienza a depositar los materiales que recibe
el tramo anterior. En este proceso forma islas y brazos y puede tomar una conformación trenzada, con cauce divagante. Además, el material que se deposita eleva el fondo del cauce y disminuye su capacidad a cauce lleno (Silva, 2003).
Partiendo del perfil topográfico del río principal este parámetro se puede estimar por algunos de los siguientes métodos:
Método de las elevaciones extremas:
𝑆 = 𝐻𝑚𝑎𝑥 − 𝐻𝑚𝑖𝑛
𝐿𝑐∗ 100
Donde: S = Pendiente media del cauce (%). 𝐻𝑚𝑎𝑥 = Altitud máxima del cauce (m.s.n.m.).
𝐻𝑚𝑖𝑛 = Altitud mínima del cauce (m.s.n.m.).
Lc = Longitud del cauce principal de la cuenca (m).
Método de Taylor – Schwarz (Springall, 1970): Este método intenta ajustar
una rasante al perfil del río, consisten en dividir el río en tramos de igual longitud
(cada uno con pendiente uniforme).
𝑆 =
[
𝐿𝑐
∑𝐿𝑖
√𝑆𝑖
𝑛𝑖=1
] 2
Donde: S = Pendiente media del cauce (% o m/m). Lc= Longitud del cauce principal de la cuenca (m). 𝐿𝑖 = Longitud promedio de todos los cauces de orden i (m).
𝑆𝑖 = Pendiente de cada uno de los tramos en que se subdivide la longitud del cauce
principal (m/m).
29
2.9. Perfil longitudinal del cauce.
El perfil longitudinal de un río es una línea obtenida al representa las diferentes alturas desde su nacimiento a su desembocadura.
Generalmente los ríos tienen un perfil longitudinal cóncavo, aunque en ocasiones aparecen partes aplanadas y abruptas a causa de afloramientos de las rocas duras,
actividad tectónica reciente o cambios súbitos en el canal.
Figura 2.7 Perfil longitudinal tipo.
Fuente: Autora, 2015.
2.10. Tiempo de concentración.
Se define como el tiempo que tarda en llegar a la sección de salida de interés la gota de lluvia caída en el extremo hidráulicamente más alejado de la cuenca. También se puede definir como el tiempo que toma el agua en llegar desde un punto de diseño
hasta el punto de interés de la cuenta y se determina mediante fórmulas experimentales. Las fórmulas más usadas son:
Fórmula de Kirpich (Kirpich, 1940): Calcula el tiempo de concentración Tc,
en minutos.
𝑇𝑐 = 0,01947 ∗ 𝐿𝑐0,77
𝑆0,385
30
Donde:
Tc = Tiempo de concentración (min). Lc = Longitud del cauce principal de la cuenca (m). S = Pendiente media del cauce por el método de Taylor- Schuwarz (m/m).
Fórmula de Kirpich California (U.S. Bureau of Reclamation, 1973):
𝑇𝑐 = |0,87 ∗ 𝐿𝑐3
𝐻|
0,385
Donde: Tc = Tiempo de concentración (hora). Lc = Longitud del cauce principal de la cuenca (Km).
H = (La diferencia entre las dos altitudes o elevaciones extremas del cauce principal (m).
Fórmula de Guaire:
𝑇𝑐 = 0,355 ∗ [𝐴
√𝑆 ]
0,595
= 0,355 ∗ 𝐴0,595
𝑆0,298
Donde:
Tc = Tiempo de concentración (hora). A = Área total de la cuenca (Km²). S = Diferencia entre las dos elevaciones extremas del cauce H (m), dividida por la
longitud del cauce principal de la cuenca Lc (Km) (m/Km).
Fórmula de Bureau of Reclamation (U.S. Bureau of Reclamation, 1973):
𝑇𝑐 = 0,066 ∗ ( 𝐿
√𝑆 )
0,77
Donde: Tc = Tiempo de concentración (hora).
Lc = Longitud del cauce principal de la cuenca (Km o m). S = Pendiente media del cauce por el método de Taylor- Schwarz (m/m).
31
3. RESULTADOS E INTERPRETACIÓN
Para la elaboración del estudio morfométrico se debe digitalizar y delimitar la quebrada
Delicias afluente del río Ijagui, en un programa CAD (AutoCAD), la siguiente imagen muestra la digitalización de la quebrada Delicias:
Figura 3.1 Digitalización de la quebrada Delicias y su delimitación en AutoCAD.
Fuente: Autora, 2015.
3.1. Resultados de los parámetros generales de la cuenca, extraídos de la
digitalización de la cuenca.
Tabla 3.1 Área y perímetro de la cuenca
.
Área Perímetro
5567211,3435 m² 11548,7676 m
5,5672 Km² 11,5488 Km
Fuente: Autora, 2015.
32
Lo que indica que la quebrada Delicias afluente del río Ijagui se denomina un sector
con respecto a la clasificación de áreas de Jiménez (1986).
Figura 3.2 Visualización de longitud y ancho de la cuenca como del cauce principal. Fuente: Autora, 2015.
Tabla 3.2 Dimensiones de longitud y ancho de la cuenca.
(m) (Km)
Longitud del cauce mayor (Lc) 4499,757 4,4998
Longitud máxima de área (Lm) 4078,7326 4,0787
Ancho máximo de área (ƪ) 1933,4588 1,9335
Fuente: Autora, 2015.
Tabla 3.3 Vertiente mayor y menor de la cuenca.
(m²) (Km²)
Vertiente mayor (𝐴𝑚𝑎𝑦) 1730228,47 1,7302
Vertiente menor (𝐴𝑚𝑒𝑛) 3836982,87 3,8370
Fuente: Autora, 2015.
Gracias a la digitalización en Autocad, las dimensiones anteriores se obtienen directa e inmediatamente después de la digitalización.
33
3.2. Resultados de parámetros de forma de la cuenca, para este del sector
quebrada Delicias afluente del río Ijagui:
a. Forma de la cuenca:
Figura 3.3 Sector quebrada Delicias afluente del río Ijagui.
Fuente: Autora, 2015.
De acuerdo a la figura 3.3 el sector de la quebrada delicias tienen una forma similar
respecto al hidrógrafa dos, en cual indica que posee una actividad de amortiguamiento respecto a una gran presencia de precipitación (lluvias) puesto que a medida que transcurre el tiempo en este tipo de formas aumenta gradualmente el caudal pero
mientras transita hasta el desagüe este va disminuyendo volviéndose estable para la quebrada.
b. Índices (todos son adimensionales):
Tabla 3.4 Valores de los índices de forma:
ÍNDICE RESULTADO
Índice de compacidad (Kc) 1,3705
Factor de forma (F) 0,3346
Índice de alargamiento (la) 2,1096
Índice asimétrico (Ias) 2,2176 Fuente: Autora, 2015.
34
Respecto a los valores anteriores se puede decir, que el sector de la quebrada Delicias
afluente de río Ijaguí es de forma oval redonda a oval oblonga (índice de compacidad); que es de forma alargada con susceptibilidad a las crecidas (índice de forma); puesto que el índice de alargamiento es mayor a uno su forma es alargada y el índice
asimétrico indica que el cauce principal esta recargado a una de las vertientes para el caso a la vertiente inferior.
3.3. Resultados para obtener la pendiente media por el método de Alvord.
Tabla 3.5 Longitudes de la curvas de nivel que están dentro de la cuenca.
Curva de nivel
(m.s.n.m.)
Longitud
curva de nivel (m)
Longitud
curva de nivel (Km)
1550 357,8773 0,3579
1600 1017,2423 1,0172
1650 1692,9134 1,6929
1700 1537,56 1,5376
1750 1978,39 1,9784
1800 2372,2065 2,3722
1850 2539,1639 2,5392
1900 2823,5237 2,8235
1950 2799,2328 2,7992
2000 2761,1669 2,7612
2050 2990,7723 2,9908
2100 3597,5482 3,5975
2150 3861,1685 3,8612
2200 4188,3267 4,1883
2250 3806,4668 3,8065
2300 3549,1516 3,5492
2350 3791,8763 3,7919
2400 3269,9968 3,2700
2450 2951,0036 2,9510
2500 2759,3203 2,7593
2550 3087,2331 3,0872
2600 2219,1633 2,2192
2650 1522,3234 1,5223
2700 1218,5157 1,2185
2750 604,6398 0,6046
Longitud total curva de nivel
63296,7832 63,2968
Desnivel (D) 50 0,0500
Fuente: Autora, 2015.
35
De acuerdo a los datos de la Tabla 3.5 la pendiente media de la cuenca (Sm) es:
𝑆𝑚 = 0,05 ∗ 63,2968
5,5672= 0,5685
𝑆𝑚 = 56,82 % Lo que indica que según la clasificación de las cuencas de acuerdo a su pendiente, Ortiz (2004). El sector de la quebrada Delicias afluente del río Ijagui es de un tipo de
relieve escarpado pues su pendiente media está entre el 50 al 70 %.
3.4. Resultados para la construcción de la curva hipsométrica: Donde se determina la elevación media por el método área – elevación.
Tabla 3.6 Cálculos para la elaboración de la curva hipsométrica.
Intervalo de curvas de nivel
Elevación media
(m.s.n.m.)
Área entre curvas (m²)
Área entre curvas (km²)
Porcentaje del total
Porcentaje sobre el área inferior
1500 1550 1525 11411,0592 0,0114 0,2050 100,0000
1550 1600 1575 52575,5108 0,0526 0,9444 99,7950
1600 1650 1625 95608,0253 0,0956 1,7173 98,8507
1650 1700 1675 100898,9826 0,1009 1,8124 97,1333
1700 1750 1725 125267,2126 0,1253 2,2501 95,3209
1750 1800 1775 185940,5603 0,1859 3,3399 93,0709
1800 1850 1825 226292,8509 0,2263 4,0647 89,7309
1850 1900 1875 191778,9733 0,1918 3,4448 85,6662
1900 1950 1925 205659,349 0,2057 3,6941 82,2214
1950 2000 1975 210499,1843 0,2105 3,7810 78,5273
2000 2050 2025 224868,2489 0,2249 4,0391 74,7463
2050 2100 2075 255968,9457 0,2560 4,5978 70,7071
2100 2150 2125 287883,9662 0,2879 5,1710 66,1094
2150 2200 2175 342267,0363 0,3423 6,1479 60,9383
2200 2250 2225 420020,1089 0,4200 7,5445 54,7904
2250 2300 2275 360613,1824 0,3606 6,4774 47,2459
2300 2350 2325 378041,1154 0,3780 6,7905 40,7685
2350 2400 2375 349361,4976 0,3494 6,2753 33,9780
2400 2450 2425 255822,9958 0,2558 4,5952 27,7027
36
2450 2500 2475 261518,5983 0,2615 4,6975 23,1075
2500 2550 2525 268366,6748 0,2684 4,8205 18,4100
2550 2600 2575 246265,9578 0,2463 4,4235 13,5896
2600 2650 2625 220350,056 0,2204 3,9580 9,1661
2650 2700 2675 168660,83 0,1687 3,0295 5,2081
2700 2750 2725 85132,3967 0,0851 1,5292 2,1786
2750 2750 2750 36152,6407 0,0362 0,6494 0,6494
Totales 5567225,96 5,5672 100,0000 0,0000
Fuente: Autora, 2015.
Figura 3.4 Histograma de frecuencia del sector de la quebrada Delicias afluente del
río Ijagui. Fuente: Autora, 2015.
En la figura 3.4 se observa la distribución del área entre las curvas de nivel que se
encuentran dentro del parteaguas del sector en mención, lo que indica que las mayores áreas se encuentran en la parte central de la superficie de estudio y en los extremos inferior y superior el área tiende a disminuir.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
150
0-1
550
155
0-1
600
160
0-1
650
165
0-1
700
170
0-1
750
175
0-1
800
180
0-1
850
185
0-1
900
190
0-1
950
195
0-2
000
200
0-2
050
205
0-2
100
210
0-2
150
215
0-2
200
220
0-2
250
225
0-2
300
230
0-2
350
235
0-2
400
240
0-2
450
245
0-2
500
250
0-2
550
255
0-2
600
260
0-2
650
265
0-2
700
270
0-2
750
275
0
Frec
uen
cia
Cotas de nivel (m.s.n.m.)
37
Figura 3.5 Curva hipsométrica del sector quebrada Delicias y elevación mediana.
Fuente: Autora, 2015.
Figura 3.6 Curva hipsométrica característica del ciclo de erosión, según Strahler.
2252,44
150015501600165017001750180018501900195020002050210021502200225023002350240024502500255026002650270027502800
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0
Elev
ació
n (
m.s
.n.m
.)
Porcentaje sobre el límite inferior
Curva hipsométrica del sector Quebrada Delicias
2231,43
38
El la figura 3.5 se muestra la curva hipsométrica del sector la quebrada Delicias
afluente del río Ijagui, esta tiene una relación cóncava en la parte alta y convexa en la parte inferior, lo que determina que es un sector con comportamiento dinámico de antigüedad media, una erodabilidad media y con tendencia a la sedimentación media
baja en la parte inferior del cauce.
Si se compara la curva hipsométrica del sector de la quebrada Delicias con la curva
hipsométrica que caracteriza el ciclo erosivo según Strahler (Figura 3.7), se puede decir que este sector se encuentra en una etapa intermedia entre la fase de madurez y la fase de juventud, obviamente evolucionando hacia la etapa de madurez, lo que
implicaría un potencial erosivo que no debe despreciarse y que puede generar la aparición de nuevos cauces.
Además, la graficar de la curva hipsométrica se obtiene la elevación media del sector de la quebrada Delicias, puesto que es la elevación que divide en dos partes iguales la superficie del sector (50% del área acumulada dentro del parteaguas) y la elevación
mediana. Siendo:
𝐸𝑙𝑒𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 = 2231,43 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚.
𝐸𝑙𝑒𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎 = 2252,44 𝑚. 𝑠. 𝑛.𝑚.
3.4.1. Elevación media por el método área – elevación.
Tabla 3.7 Cálculos para determinar la elevación media (𝐸𝑚).
Intervalo de curvas de
nivel
Elevación media
(m.s.n.m.)
[eᵢ]
Área entre curvas (m²)
Área entre curvas (km²)
[Aᵢ]
Aᵢ*eᵢ (Km² x m.s.n.m.)
1500 1550 1525 11411,0592 0,0114 17,4019
1550 1600 1575 52575,5108 0,0526 82,8064
1600 1650 1625 95608,0253 0,0956 155,3630
1650 1700 1675 100898,9826 0,1009 169,0058
1700 1750 1725 125267,2126 0,1253 216,0859
1750 1800 1775 185940,5603 0,1859 330,0445
1800 1850 1825 226292,8509 0,2263 412,9845
1850 1900 1875 191778,9733 0,1918 359,5856
1900 1950 1925 205659,349 0,2057 395,8942
39
1950 2000 1975 210499,1843 0,2105 415,7359
2000 2050 2025 224868,2489 0,2249 455,3582
2050 2100 2075 255968,9457 0,2560 531,1356
2100 2150 2125 287883,9662 0,2879 611,7534
2150 2200 2175 342267,0363 0,3423 744,4308
2200 2250 2225 420020,1089 0,4200 934,5447
2250 2300 2275 360613,1824 0,3606 820,3950
2300 2350 2325 378041,1154 0,3780 878,9456
2350 2400 2375 349361,4976 0,3494 829,7336
2400 2450 2425 255822,9958 0,2558 620,3708
2450 2500 2475 261518,5983 0,2615 647,2585
2500 2550 2525 268366,6748 0,2684 677,6259
2550 2600 2575 246265,9578 0,2463 634,1348
2600 2650 2625 220350,056 0,2204 578,4189
2650 2700 2675 168660,83 0,1687 451,1677
2700 2750 2725 85132,3967 0,0851 231,9858
2750 2750 2750 36152,6407 0,0362 99,4198
Σ Aᵢ*eᵢ 12301,5868
Fuente: Autora, 2015.
Con los datos anteriores se obtiene la elevación media (𝐸𝑚):
𝐸𝑚 = 12301,5868
5,5672
𝐸𝑚 = 2209,6439 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚. ≈ 2210 𝑚. 𝑠. 𝑛.𝑚.
Coeficiente de masividad (Km):
𝐾𝑚 = 369,9032 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚./𝐾𝑚²
El coeficiente de masividad señala que el sector de la quebrada Delicias afluente del río Ijagui es muy montañosa.
40
Coeficiente orográfico (Cₒ):
𝐶ₒ = 0,8760 ; 𝐴𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙.
Según Reyes, Barroso y Carvajal (2010), el sector de la quebrada Delicias afluente del
río Ijagui tiene un relieve poco accidentado pues que su 𝐶ₒ < 6.
3.5. Resultados para la elaboración del rectángulo equivalente.
Tabla 3.8 Longitud de la distancia de las curvas de nivel para la construcción del rectángulo equivalente.
Curva de nivel
(m.s.n.m.)
Área entre curvas
acumulada (km²) [Aₐ]
Distancia Acumulada
[Aₐ] / L₁ (Km)
1500 0,0114 0,0093
1550 0,0640 0,0523
1600 0,1596 0,1305
1650 0,2605 0,2130
1700 0,3858 0,3154
1750 0,5717 0,4674
1800 0,7980 0,6523
1850 0,9898 0,8091
1900 1,1954 0,9773
1950 1,4059 1,1493
2000 1,6308 1,3332
2050 1,8868 1,5424
2100 2,1747 1,7778
2150 2,5169 2,0575
2200 2,9369 2,4009
2250 3,2976 2,6957
2300 3,6756 3,0048
2350 4,0250 3,2903
2400 4,2808 3,4995
2450 4,5423 3,7133
2500 4,8107 3,9327
2550 5,0569 4,1340
2600 5,2773 4,3141
2650 5,4459 4,4520
2700 5,5311 4,5216
2750 5,5672 4,5511
Fuente: Autora, 2015.
41
La figura 3.7 es la transformación geométrica del sector la quebrada Delicias afluente del río Ijagui a un rectángulo equivalente, se puede observar que las mayores áreas se encuentran en la parte central del sector donde el cambio de altura no es tan
repentino como se observa en la parte superior e inferior del mismo, esto conduce a que desde el nacimiento la quebrada Delicias cambia de altura en poco espacio y a medida que se acerca a su afluente esta alteración se estabiliza por la mayor área de
superficie en las alturas medias, pero al llegar a su desembocadura la diferencia de altura se torna de nuevo de manera rápida por la poca superficie entre cotas de nivel.
Para hacer una comparación más exacta se debe tener otra cuenca con la misma área y el mismo perímetro.
42
Figura 3.7 Rectángulo equivalente de la quebrada Delicias.
Fuente: Autora, 2015.
155016001650
1700
1750
1800
1850
1900
1950
2000
2050
2100
2150
2200
2250
2300
2350
2400
2450
2500
2550
2600
265027002750
→ L
₁=
1,2
23
3 K
m ←
→ L₂ = 4,5511 Km ←
Rectángulo equivalente del sector Quebrada Delicias E
leva
ció
n (m
.s.n
.m.)
43
3.6. Resultados de la características de la red de drenaje.
3.6.1. Caracterización de cauce según su forma: De acuerdo con la figura 2.4 la red
de drenaje del sector quebrada Delicias es similar a la forma de cauce de sinuosa regular, en contrariedad con lo que dice el coeficiente orográfico (Cₒ) que indica un terreno poco accidentado, el cauce del sistema de drenaje del
sector de la quebrada Delicias se clasificaría entre los cauces semirrectos, puesto que la pendiente en todo el sector es alta (56,82 %), por lo que el fluido se mantiene en alineamiento, además en el apartado 1.2 indica que el municipio
de Buesaco está sobre la falla romeral y más específicamente sobre la falla Buesaco lo que hace que haya presencia de accidentes topográficos generando un flujo de agua más definido, debido a las inclinaciones altas se produce
sedimentación a los lados del cauce principal formando playones y barras de materiales (arenas y gravas).
3.6.2. Identificación del tipo de drenaje: En la figura 3.3 se observa la red de drenaje del sector quebrada Delicias afluente del río Ijagui, para determinar el tipo de drenaje se evalúa visualmente las ramificaciones del sector en estudio y con el
que más coincide es con el tipo de drenaje detrítico, además de poseer un suelo resistente como lo indica unas características que caracterizan este tipo de drenaje, puesto que en el apartado 1.2 la distribución de las cadenas
montañosas del municipio de Buesaco es de rocas ígneas y metamórficas.
3.7. Resultados de las propiedades de la estructura de la red de drenaje.
Longitud del cauce principal:
𝐿𝑐 = 4,4991 𝐾𝑚
Numero de orden por el método Horton – Strahler: En la figura 5.9 se encuentran
el número de orden que presenta la red de drenaje de la quebrada Delicias
hasta desembocar en el río Ijagui.
44
Figura 3.8 Número de orden del sector quebrada Delicias afluente del río Ijagui.
Fuente: Autora, 2015.
De acuerdo al método de Horton - Strahler, el mayor número de orden es 3, lo que
indica un orden de corriente medio. El número de orden indica la presencia de controles estructurales del relieve y mayor posibilidad de erosión (Strahler, 1985), lo que sugiere que los tributarios de la red de drenaje de la quebrada Delicias generan
erosión en las laderas que lo comprender a lo largo de su curso desde su yacimiento hasta desembocar en el río Ijagui, aunque esto también se ve afectado por las pendientes y tipo de terreno presentes.
Para determinara las relación de bifurcación y de longitudes de la red de drenaje se cuentan la cantidad de cauces que hay por orden y se cuantifica el promedio de la
longitud de los mismo (véase tabla 3.9).
45
Tabla 3.9 Longitud promedio para todos los cauces de cada orden.
Número de orden
Número total de cauces
Longitud promedio de
los cauces (m)
Longitud promedio de los
cauces (Km)
1 9 665,1181 0,6651
2 3 801,8185 0,8018
3 5 528,5675 0,5286
Longitud promedio total 1,9955
Fuente: Autora, 2015.
Relación de bifurcación (Rb; Adimensional):
Tabla 3.10 Relación de bifurcación del sector quebrada Delicias afluente del rio Ijagui.
Relación de bifurcación (Rb) (orden 1 a 2)
3
Relación de bifurcación (Rb)
(orden 2 a 3) 0,6
Promedio de (Rb) 1,8
Fuente: Autora, 2015.
El valor de la relación de bifurcación es bajo para los valores establecidos de 3 a 5 en los cuales la estructura geológica no distorsiona el patrón de drenaje, por tanto este
valor indica la no homogeneidad de las características geológicas del terreno, y como ya se mencionó antes la red de drenaje de la quebrada Delicias es relativamente joven por lo cual la erosión seguirá activa formando nuevos cauces.
La relación de bifurcación también determina la rapidez de ondas de crecidas, lo que de alguna manera define el grado de peligrosidad de la cuenca (Sánchez, 1991), por
tanto el sector de la quebrada Delicias tiene una red de drenaje fuertemente ramificada lo que influye directamente ante eventos de lluvia altos en ondas de crecidas rápidas.
46
Relación de longitud (Rt; Adimensional):
Tabla 3.11 Relación de longitudes del sector quebrada Delicias afluente del rio Ijagui.
Relación de longitudes (Rt)
(1-2) 0,8295
Relación de longitudes (Rt) (2-3)
1,5170
Promedio de (Rt) 1,1732
Fuente: Autora, 2015.
La relación de longitudes indica que la red de drenaje de la quebrada Delicias tiene
poca capacidad de almacenamiento momentáneo de agua y es susceptible a presentar inundaciones por la presencia de avenidas fuertes causadas por grandes precipitaciones, (los valores medios entre 3 y 5).
3.7.1. Densidad de drenaje:
𝐷𝑑 = 1,9820 𝐾𝑚/𝐾𝑚²
De acuerdo con los valores que establece Jiménez (1992), una cuenca mal drenada son los valores inferiores a 0,5 Km/ Km² y una cuenca con drenaje eficiente son aquellos valores que superan los 3,5 Km/Km², por lo tanto la red de drenaje del sector
de la quebrada Delicias esta medianamente drenada. Por tanto tiene una aceptable transmisión de la escorrentía de los cauces y respuesta
frente a una tormenta, también indica un tiempo de concentración mayor. También indica que el terreno tiene cobertura vegetal y su suelo es permeable. Para un mejor análisis se debe tener en cuenta que la litología del terreno, estructura geológica,
vegetación y clima de la zona son factores que controlan la densidad de drenaje de una cuenca.
3.7.2. Constante de estabilidad del rio (C):
𝐶 = 0,5045 𝐾𝑚2/𝐾𝑚
47
El resultado bajo en la constante de estabilidad del río representa que el sector tiene
rocas débiles, escasa cobertura vegetal, baja capacidad de infiltración en el suelo y susceptibilidad a la erosión. Físicamente se describe que el sector de la quebrada Delicias necesita 0,5045 Km² de
sector para mantener un kilómetro de cauce.
3.7.3. Índice de torrencialidad (𝐶𝑇):
𝐶𝑇 = 1,6166 /𝐾𝑚²
Entre más corrientes tributarias de orden uno tenga el sistema de drenaje más rápida será su repuesta a una precipitación, los valores bajos (menores a cinco), dan lugar a
zonas donde los suelos son muy resistentes a la erosión o suelos con alta permeabilidad y una cobertura vegetal buena.
3.7.4. Sinuosidad del cauce (Sin):
𝑆𝑖𝑛 = 1,0345
Puesto que el valor de sinuosidad es menor que 1,25 (Monsalve, 1995) el sector de la quebrada Delicias se define con alineamiento recto.
3.8. Resultados que determinan la pendiente del cauce.
3.8.1. Método de elevaciones extremas:
𝑆 = 0,2564 = 25,638 %
De acuerdo con la tabla 2.1 la pendiente del cauce se clasifica como una inclinación fuertemente accidentada o fuertemente empinada.
3.8.2. Método de Taylor – Schwarz (Springall, 1970): Para determinar la pendiente por
este método se hizo necesario dividir el cauce principal en 5 tramos de igual
longitud (899,8289 m).
48
Tabla 3.12 Cálculos para determinar la pendiente media del cauce por el método
Taylor – Schwarz.
Número
de tramos
Longitud del
tramo (m)
Hmax
(m.s.n.m.)
Hmin
(m.s.n.m.)
Si
(m/m.s.n.m.) Li/(si^1/2)
1 899,8289 2676,4289 2323,8212 0,3919 1437,4541
2 899,8289 2323,8212 2099,3704 0,2494 1801,6872
3 899,8289 2099,3704 1911,1541 0,2092 1967,4844
4 899,8289 1911,1541 1656,5560 0,2829 1691,6568
5 899,8289 1656,5560 1522,9404 0,1485 2335,1312
Longitud total
4499,1445 9233,4138
Fuente: Autora, 2015.
Pendiente del cauce por el método Taylor – Schwarz
𝑆 = 0,2374 = 23,743 %
La diferencia entre los métodos de elevaciones extremas y el de Taylor – Schwarz es
de 0,0189 (1,89 %), lo que sigue clasificando a la pendiente del cauce como fuertemente inclinada.
3.9. Perfil longitudinal. El perfil longitudinal se puede observar en el anexo 3 (Plano del perfil longitudinal del
cauce principal). En el cual se refleja la presencia de pendientes fuertes en la parte superior del cauce
(nacimiento) condicionado por el poco área entre curvas de nivel como se ve en la figura 3.4 (Histograma de frecuencias), de igual manera se observa que al situarse en la parte media del cauce el cambio de inclinación se torna moderada por la ampliación
de la superficie entre las altitudes y la parte baja del cauce (desembocadura) la
49
pendiente aumenta en proporción al espaciamiento que hay entre las elevaciones de
esa parte del cauce. Influyendo directamente en el drenaje del sector de la quebrada Delicias, puesto que a mayor altura de inclinación mayor será la concentración de caudal pico, la exposición a la erodabilidad de la ladera de los canales de la red de
drenaje es directamente proporcional al aumento de la velocidad de arrastre del cauce, a mayor pendiente también aumenta el nivel de torrencialidad.
3.10. Resultados del tiempo de concentración (Tc) de la cuenca:
Tabla 3.13 Resultados de Tc por los diferentes métodos.
FÓRMULA Tc
(min) (h)
Formula Kirpich 22,0138 0,3669
Formula Kirpich california 21,3972 0,3566
Formula de Guaire 11,3603 0,1893
Formula de Bureau of Reclamation 21,9293 0,3655
Promedio de Tc 19,1751 0,3196
Fuente: Autora, 2015.
El promedio del tiempo de concentración de acuerdo a los métodos usados es de 19,1751 min (0,3196 horas), es lo que tarda en llegar la gota de agua más alejada al
lugar de desagüe o salida del caudal de la cuenca. También se considera como el tiempo que transcurre desde el final de la lluvia hasta el final del correspondiente hidrograma supuesto.
50
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
El estudio morfométrico realizado a la quebrada Delicias afluente del río Ijagui,
caracteriza a la región como un sector de acuerdo con la tabla 2.1. Los resultados muestran que el sector de la quebrada Delicias es de forma alargada
entre oval redonda a oval oblonga con susceptibilidad a crecidas, donde el cauce esta recargado en la vertiente inferior de la red de drenaje, la pendiente de la cuenca la clasifica como un relieve escarpado y la pendiente del cauce principal como
fuertemente empinado, la curva hipsométrica indica que el sector está entre la etapa de madurez y juventud siendo un cauce que transporta y produce sedimentos por la corriente, considerado una zona con potencial erosivo y con posible generación de
nuevos cauces. Aunque el coeficiente orográfico se contradice con respecto al de masividad, respectivamente indican un terreno poco accidentado y una zona muy montañosa, donde la pendiente es un indicativo decisorio, y sugiere que el sector de
la quebrada Delicias es una región montañosa. En vista de que el nacimiento de los tributarios de orden uno provienen de altitudes
altas creando pendientes fuertes en los canales de drenaje, el cauce principal se define como un cauce semirrecto y la red de drenaje como dendrítico, esta forma se ve influenciada porque el territorio se encuentra sobre de la falla romeral y el suelo está
conformado por rocas ígneas y/o metamórficas; aunque la relación de bifurcación diga que la estructura geológica no distorsiona el patrón de drenaje, en este caso lo hace puesto que la zona montañosa prácticamente impone los cursos y direcciones de los
canales de la red de drenaje del sector de la quebrada Delicias. Los índices que comprenden el sistema de drenaje indican un drenado medio, poca capacidad de almacenamiento momentáneo de agua, una ramificación fuerte,
presencia de cobertura vegetal lo que sugiere suelos con capacidad de infiltración y esto reduce las situaciones de inundaciones de gran magnitud. Aun así la presencia de pendientes muy pronunciadas indica crecidas peligrosas en presencia de
precipitaciones altas y gran nivel de torrencialidad por la capacidad de erodabilidad en la parte superior del cauce, el hecho de que en los costados de los canales de drenaje haya presencia de cobertura vegetal y suelo no permeable, esto reduce la cantidad de
agua de escorrentía que termina en los cauces de la quebrada, aun así el fenómeno de tormenta aumenta la velocidad del curso de agua, creando efectos de caudal pico y ensanchamiento del mismo cauce y por consecuencia genera gran cantidad de
transporte de sedimentos, lo anterior y la forma alargada de la región contribuye a que el tiempo de captación de toda la escorrentía del sector que desemboca en el río Ijagui se retrase, es decir, el tiempo de concentración sea mayor.
51
5. CONCLUSIONES
La quebrada Delicias se clasifica como un sector con un área de 5,5672 km² y un perímetro de 11,5488 km, es de forma oval redonda a oval oblonga con un Kc de 1,3705 con tendencia a ser alargada y susceptible a las avenidas (F= 0,3346 y
Ia=2,1096), como se observa en la figura 3.3. Además la homogeneidad en la red de drenaje señala que el cauce principal esta recargado sobre la vertiente inferior (no es
homogéneo Ias = 2,2176).
En términos de relieve el sector de la quebrada Delicias se identifica como zona montañosa (Km = 369,9032 m.s.n.m./Km²) aunque el Co indique que es una región poco accidentada, este parámetro fácilmente se confronta con las pendientes del
terreno y cauce (23,743%), el plano topográfico y el perfil longitudinal del cauce principal que se anexa, posee un terreno escarpado con una pendiente media de 56,82%. La zona se caracteriza por tener un clima frio (2000 – 3000 m.s.n.m. en
Colombia) puesto que la Em que se encontró tanto gráficamente como por medio del método área – elevación supera los 2000 m.s.n.m. con un valor de 2231,43 y 2210 m.s.n.m. respectivamente.
El perfil longitudinal del cauce principal indica que la quebrada Delicias tiene pendientes fuertes desde su yacimiento y esta va variando a consecuencia del área entre curvas de nivel, como se muestra en las figuras 3.4 y 3.7 el histograma de
frecuencias y el rectángulo equivalente, respectivamente muestran que la distribuciones del área entre altitudes es mayor en el centro del sector y disminuyes en sus extremos, influyendo directamente en la red de drenaje puesto que a mayor
pendiente; mayor es la torrencialidad y velocidad de la corriente, aunque el 𝐶𝑇 es bajo
(1,6166 Km²) no implica que en el sector se presenten. Además la pendiente media del cauce (S) con un valor de 23,743% determina que el cauce está fuertemente empinado o inclinado generando arrastre y deposición de material al lado del mismo.
El tipo de red de drenaje con la que cuenta la quebrada Delicias es de dendrítica, la
cual es muy frecuente “indica suelos homogéneos, zonas de rocas sedimentarias blandas, capas volcánicas, depósitos glaciales y llanuras costeras antiguas (CEOTMA, 1981)”, la forma de las corrientes del sistema de drenaje es semirrecto – sinuoso
regular con una Sin = 1,0345; la Rb (1,8) señala que el patrón de drenaje no está distorsionado por la estructura geológica de la zona. El número de orden que es 3 determina presencia de erodabilidad o tendencia al arrastre de sedimentos y la Dd con
un valor de 1,9820 km²/km dice que el sistema esta medianamente drenado, buena
52
respuesta a las precipitaciones y fuertes, presencia de eventos torrenciales y cobertura
vegetal.
La longitud del cauce principal es de 4,4991 km y la constante de estabilidad es de 0,5045 km²/km, señalando que las condiciones hidrológicas del sector están estables. No obstante el sistema de drenaje está en proceso de madurez lo que implica procesos
erosivos, formación de cauces nuevos y mediana capacidad de almacenamiento en presencia de fuertes lluvias (ver figuras 3.5 y 3.6).
El tiempo de concentración es en promedio de 19,1751 minutos (0,3196 horas), señala que esto es lo que tarda el sector de la quebrada Delicias en evacuar el agua
proveniente de punto más alejado a la desembocadura de la red de drenaje.
El conjunto de todos estos parámetros influye en la dinámica del sistema hidrológico puesto que sus funciones son la captación de las diferentes fuentes de agua para
formar manantiales, ríos, arroyos y otros, el almacenamiento del agua en sus diferentes estados, tiempos de duración y la descarga del agua como escurrimiento, por lo que el estudio morfométrico de las fuentes hídricas es el primer diagnóstico que
se realiza para clasificar y caracterizar su objetivo hidrológico al ecosistema.
Para determinar con exactitud la magnitud de peligrosidad de torrencialidad que tiende a tener el sector de la quebrada Delicias en presencia de fuertes lluvias, es necesario describirla como un sistema integral del recurso hídrico, puesto que todo
sistema fluvial cumple funciones ambientales, ecológicas, hidrológicas y socioeconómicas, por lo cual en la caracterización de está influye directamente factores tales como: el tipo de geología, el suelo existente, el tipo de cobertura vegetal,
la topografía, la hidrología, la hidráulica y alteraciones de tipo humano.
Puesto que el sector de la quebrada Delicias está en proceso de cambio (madurez, ver figuras 3.5 y 3.6) y por tanto presenta alta erodabilidad, este trabajo puede servir como base para un estudio posterior de procesos erosivos y del comportamiento
hidrológico de este sector, para un posible diseño de obras civiles como puentes, muros de contención, presas, vertederos, sistemas de drenaje o de abastecimiento para la población cercana, carreteras y demás en lo que pueda ser incluida la región;
o bien para establecer comparaciones o diferencias entre los demás sistemas hídricos del departamento de Nariño u otros departamentos de Colombia.
53
El estudio morfométrico de toda cuenca hidrográfica es necesario para la
recolección de información cuantitativa para identificar su función y caracterización frente a las demás y conocer el ecosistema al que esta pertenece, hace parte del estudio de manejo y ordenación de cuencas hidrográficas de Colombia, por lo que su
descripción cualitativa puede tener inconvenientes por falta de conocimiento en la interacción que hay entre los parámetros a los que hace referencia, lo que implica que el autor deba comprometerse a investigar y comprender la relación conjunta de estos
factores, puesto que toda cuenca hidrográfica es una unidad física donde tienen lugar todos los procesos naturales.
54
6. GLOSARIO
Área de drenaje: Es la proyección horizontal de la hoya incluida su divisoria
topográfica.
Cauce: También denominado lecho, es el conducto descubierto por donde corren las
aguas para su afluente u otros usos como el riego. Corriente: Es la escorrentía por el cauce de un rio de las aguas procedentes de la
arrollada.
Divisoria: Es la línea que separa las precipitaciones que caen en hoyas vecinas y
encaminan la escorrentía resultante para otro sistema fluvial.
Erodabilidad: Es una medida de la susceptibilidad del suelo al desprendimiento y
transporte de sus partículas y que depende de las propiedades intrínsecas de cada suelo. Cuanto mayor sea la erodabilidad mayor será el porcentaje de erosión.
Escorrentía: Parte de la precipitación que fluye por la superficie del terreno (escorrentía superficial) o por debajo de aquél (escorrentía subterránea).
Filtración: Movimiento y paso de agua alrededor de las estructuras.
Flujo superficial: Flujo que se presenta inmediatamente por debajo de la superficie
del terreno.
Hidrograma: Se define como la gráfica que relaciona la variación del caudal de una fuente fluvial a medida que transcurre el tiempo.
Infiltración: Es la formación de un paso de agua en forma de conducto a través de
materiales naturales o artificiales, cuando las resultantes de todas las fuerzas que
actúan sobre las partículas del suelo tienen una componente vertical en sentido de la
gravedad.
Litología: Es la parte de la geología que trata de las rocas; el tamaño del grano, de las partículas y sus características físicas y químicas. La litología es fundamental para
entender como es el relieve, puesto que dependiendo de la naturaleza de las rocas se comportaran de una manera concreta ante los movimientos tectónicos, los agentes erosivos y de transporte y los diferentes climas de la tierra.
55
Pluviosidad: Es la actividad encargada de medir las precipitaciones. Sean estas de
forma líquida o sólida, se parte de la concepción de que la lluvia se reparte uniformemente sobre una superficie plana y se mide en espesor de lámina.
Precipitación: Es el agua proveniente de la atmósfera, que puede venir en cualquier fase (líquida como la lluvia, sólida como la nieve o el granizo o en forma de vapor como la neblina) y llega al suelo (corteza terrestre).
Régimen: Hace referencia a la duración de las épocas de inundaciones como resultado de agua que hay la superficie, las precipitaciones y el flujo de las aguas
subterráneas. Relieve: Se entiende como el conjunto de formas resultantes de las fuerzas de la tierra,
es decir, es un concepto estructural (sentido geológico) en el que a su vez se diferencia la litología (ciencia que estudia las rocas) y la tectónica.
Tributarios: Es el canal de agua o brazos del cauce principal.
56
7. BIBLIOGRAFÍA
ALCALDÍA de Buesaco-Nariño. Plan de Desarrollo Municipal 2012 – 2015 “Buesaco
sin Barreras”, Buesaco - Nariño - Colombia, Ministerio de Vivienda y Estudios
Ambientales, 2012.
ALCALDÍA Buesaco-Nariño. Alcaldía Buesaco – Nariño “Alcaldía Sin Barreras”. [en
línea]. Actualizada: 02 octubre 2012. [Consulta: 28 marzo 2015] Disponible en:
http://www.buesaco-narino.gov.co/
ALDANA FLORES, Luis Eduardo. Análisis Morfométrico para la Subcuenca del Río
Andes (Facatativá – Cundinamarca). Cundinamarca – Colombia. Universidad de Cundinamarca. 2012.
ANAYA FERNÁNDEZ, Oscar Gonzalo. Caracterización Morfométrica de la Cuenca Chinchao, Distrito de Chinchao, Provincia Huanuco, Región Huanuco. Tingo María – Perú. Universidad Nacional Agraria de la Selva. 2012.
APARICIO MIJARES, Francisco Javier. Fundamentos de la Hidrología de Superficie,
México D. F. Limusa. 2001.
BARROSO MENA Fabián, CARVAJAL ESCOBAR Yesid y REYES TRUJILLO
Aldemar. Guía Básica para la Caracterización Morfométrica de Cuencas Hidrográficas.
Cali – Colombia. Universidad del Valle. 2010.
DGIRH, Dirección de Gestión Integral del Recurso Hídrico - Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible. Guía para la formulación de los planes de ordenación y manejo
de cuencas hidrográficas (Anexo A. Diagnostico), Colombia, Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. 2013.
FLÓREZ, Antonio. Sistema Morfogénitos del Territorio Colombiano, Bogotá – Colombia: Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). 2010. FUENTES, José de Jesús. Análisis Morfométrico de Cuencas: Caso Estudio del Parque Nacional Pico de Tancítaro, México D. E. Instituto Nacional de Ecología (UNE).
2004. GONZÁLES DE MATAUCO, Askoa Ibisate. Análisis Morfométrico de la Cuenca y de
la Red de Drenaje del Río Zadorra y sus Afluentes Aplicando a la Peligrosidad de Crecidas. Boletín de la A.G.E. N° 38 (20): 311 – 329, Julio 2004.
57
GONZÁLEZ Julio y GUERRA Fernando. Caracterización de la Cuenca de la Quebrada la Bermeja, San Cristóbal, Estado de Táchira, Venezuela. Geoenseñanza. Vol. 7 (21):
88 – 108, 2002.
IBÁÑEZ ASENCIO, Sara, MORENO RAMÓN, Héctor y GISBERT BLANQUER, Juan. Morfología de las Cuencas Hidrográficas. Valencia – España. Universidad Politécnica de Valencia. 2010.
IDEAM, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. Guía Técnico
Científica para la Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas en Colombia, Anexo
1 Zonificación Hidrográfica y Codificación de Cuencas Hidrológicas en Colombia
(Documento resumen preparado por el Ing Henry Romero Pinzón–Subdirección de
hidrología), Bogotá – Colombia: IDEAM. 2004.
LONDOÑO ARANGO, Carlos Hernando. Cuencas Hidrográficas: Bases Conceptuales, Caracterización, Planificación y Administración, Ibagué - Colombia. Universidad del
Tolima. 2001. MONSALVE SÁENZ, German. Hidrología en la ingeniería, Bogotá – Colombia:
Escuela Colombiana de Ingeniería. 1999.
OÑATE VALDIVIESO, Fernando. Hidrología (Apuntes de clase). Ecuador. Universidad
Técnico Particular de Loja. 2006.
ORDOÑEZ GÁLVEZ, Juan Julio. Cartilla Técnica: Que es una Cuenca Hidrográfica, Lima - Perú. Sociedad Geográfica de Lima. 2011.
58
