Hidrologia de La Cuenca

8/13/2019 Hidrologia de La Cuenca

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Ing. David

Hernndez Huramo

Laboratorio

de Hidrulica

Manual de prcticas

7 o s e m e s t r e

Hidrologa superficial

Hctor Rivas HernndezJuan Pablo Molina AguilarRukmini Espinosa DazSalatiel Castillo Contreras

Guillermo Benjamn Prez MoralesJorge Leonel Angel Hurtado

Autores:

Colaboradores:


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UMSNH Facultad de Ingeniera Civil

Departamento de Hidrulica

Manual de Prcticas de Laboratorio

Hidrologa superficial7moSemestre1

2. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA

Objetivos

El alumno ser capaz de determinar la pendiente media de la cuenca por el criterio de

Horton, visualizar cada uno de los mtodos para obtener la pendiente media y

entender su clculo, visualizar que est caracterstica controla en buena parte la

velocidad de respuesta en la cuenca y por lo tanto la formacin de la red de drenaje, as

mismo ubicar la elevacin de dicha cuenca.

Ap li cac in

Las caractersticas fsicas de una cuenca son elementos que tienen gran importancia en elcomportamiento hidrolgico de la misma. Dichas caractersticas fsicas se clasifican en dos

tipos segn su impacto en el drenaje; las que condicionan el volumen de escurrimiento como

puede ser el rea y el tipo de suelo en la cuenca, y las que condicionan la velocidad de

respuesta como el orden de corriente, la pendiente, la seccin transversal, entre otras.

La pendiente de la cuenca influye en buena parte la velocidad con que se da la escorrenta

superficial y afecta, por lo tanto, el tiempo que lleva el agua de lluvia para concentrarse en

los lechos fluviales que constituyen la red de drenaje de las cuencas.

Existe una estrecha correspondencia entre el rgimen hidrolgico y dichos elementos por lo

cual el conocimiento de stos son de gran utilidad prctica, ya que al establecer relaciones y

comparaciones de generalizacin de ellos con datos hidrolgicos conocidos, puede

determinarse indirectamente valores hidrolgicos en secciones de inters prctico donde

falten datos o donde por razones de ndole fisiogrfica o econmica no sea factible la

instalacin de estaciones hidromtricas.

Desarrollo

La prctica se desarrollar en una sola etapa en el modelo de cuencas, la cual consistir enaplicar los mtodos de Horton determinando todos los parmetros para su clculo,

ayudndonos de una retcula ubicada sobre el modelo.


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Material y Equipo

Modelo de cuencas

Hilo

Regla

Fluxmetro

Definiciones, frmulas y unidades a utilizar

Pendiente Media.- Es la pendiente ponderada para toda la cuenca, la cual depende de la

configuracin topogrfica del terreno y el rea de la cuenca. Para su determinacin

existen distintos criterios: Alvord, Horton, Nash por mencionar algunos.

Criterio de Horton.- Consiste en trazar una malla de cuadrados sobre la proyeccin

planimtrica de la cuenca orientndola segn la direccin de la corriente principal. Si se

trata de una cuenca pequea (siendo esta menor de 250 km2), la malla llevar al menos

cuatro (4) cuadros por lado, pero si se trata de una superficie mayor (mayor a 250 km 2),

deber aumentarse el nmero de cuadros por lado, ya que la precisin del clculo

depende de ello.

xx

x

N DS

L

y

y

y

N DS

L

En las frmulas se tiene que:

Sx Pendiente en el sentido x (Adim)Sy Pendiente en el sentido y (Adim)Nx Nmero total de intersecciones y tangencias de las lneas de la malla

con las curvas de nivel en el sentido x.Ny Nmero total de intersecciones y tangencias de las lneas de la malla

con las curvas de nivel en el sentido y.Lx Longitud total de lneas de la malla en el sentido x, dentro de la cuenca (km, m)Ly Longitud total de lneas de la malla en el sentido y, dentro de la cuenca (km, m).D = Equidistancia entre curvas de nivel (km, m)

2.1

2.2


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Para la pendiente media de la cuenca se tiene:

Promedio aritmtico

2.3

Promedio geomtrico

2.4

Criterio de Alvord.- En este criterio se analiza la pendiente existente entre curvas de nivel,

trabajando con la franja definida por las lneas medias que pasan entre las curvas de

nivel.

i

i

DSw

Donde:

ii

i

aw

l

En las frmulas se tiene que:

Si Pendiente de la franja analizada (Adim)D = Desnivel entre lneas medias, equidistancia (km, m)wi Ancho de la franja analizada (Km, m)ai rea de la franja analizada (Km

2, m2)li Longitud de la curva de nivel correspondiente a la franja analizada i (Km, m)

A=rea total de la cuenca.

Para obtener la pendiente media de la cuenca se tiene

Criterio de Nash.- En forma similar al criterio de Horton, se traza una cuadrcula en el sentido

del cauce principal ,que debe cumplir la condicin de tener no menos de 80

intersecciones ubicadas dentro de la cuenca. En cada una de ellas se mide la distancia

mnima (d) entre curvas de nivel, la cual se define como el segmento de recta de menor

longitud posible que pasando por el punto de interseccin, corta a las curvas de nivel ms

cercanas en forma aproximadamente perpendicular.

2.6

2.5

2.7


5/6





i

i

DS

d

En la frmula anterior se tiene que:Si Pendiente en un punto interseccin de la malla (Adim)di Distancia mnima de una interseccin de la malla entre curvas de nivel (km, m)D = Equidistancia entre curvas de nivel (km, m)

Para la pendiente media de la cuenca se tiene

2.9

Curva Hipsomtrica.- Es la representacin grfica de las elevaciones del terreno en funcin

de la superficie correspondiente acumulada entre curvas de nivel consecutivas (relieve), la

cual nos permite calcular la elevacin media de la cuenca.

Procedimiento

Criterio de Nash1. Dibujar la retcula en el sentido del cauce.2. Determinar la distancia ms corta entre curva y curva pivoteando entre las

intersecciones.

3. Obtener la pendiente media de la cuenca con las frmulas con las frmulas 2.8 y 2.9.

Criterio de Alvord1. Determinar el rea de la cuenca.2. Determinar la curva media entre curvas de nivel.3. Determinar el rea entre curvas medias.4. Obtener la longitud de la curva en estudio.5. Obtener la pendiente media de la cuenca de acuerdo a las frmulas 2.5, 2.6 y 2.7

2.8


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Procedimiento a desarrollar en el laboratorio

Criterio de Horton1. Dibujar la retcula en el sentido del cauce.

2. Cuantificar el nmero de intersecciones en el sentido x. (Nx)3. Cuantificar el nmero de intersecciones en el sentido y. (Ny)4. Medir la longitud de las lneas de la retcula en el sentido x dentro del parteaguas

(Lx)5. Medir la longitud de las lneas de la retcula en el sentido y dentro del parteaguas

(Ly)6. Obtener la pendiente media de la cuenca con las frmulas 2.1, 2.2, 2.3 y 2.4.

Ac ti vidades

1. Construir la curva hipsomtrica y encontrar la elevacin media de la cuenca a partir delos datos.

2. Obtener la pendiente aritmtica y geomtrica en el mtodo de Horton e indicar cul es laque mejor ajusta y justificar el porque.

TABLA 1.1

Nmero de

Malla

(1)Lx

(m)

(2)Nx

(1)Ly

(m)

(2)Ny

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Suma:

Datos

D=20mEscala 1:50000cm

Nombre del alumno: .

Semestre: Seccin: N de equipo: Laboratorista: .

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