Informe Cuenca Rio Upamayu

JARIB ZAVALETA PEJERREY

INTRODUCCION

El agua representa un recurso estratégico para el desarrollo de las poblaciones, la agricultura, la minería, sector energético, ecológico y otros, por lo que es primordial evaluar su disponibilidad, características y uso actual para proponer un manejo eficiente del recurso hídrico y elevar el nivel de gestión de la cuenca para evitar conflictos futuros por un recurso vital como es el agua.

La planificación del uso de los recursos hídricos es un tema que está tomando cada vez más importancia y relevancia, y su escasez en cantidad, calidad y oportunidad es cada vez más notoria, incluso esto se refleja en el stress hídrico que presentan algunos ríos de la costa peruana, científicos sociales hablan de posibles guerras futuras por el acceso al agua.

La cuenca hidrográfica constituye la unidad básica de estudio de la Hidrología, todavía más cuando alrededor de estas cuencas se encuentran localizadas zonas urbanas. Es en este espacio donde se pueden estudiar los diferentes elementos hidrológicos, para la toma de decisiones para el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos superficiales en la cuenca.

OBJETIVOS

GeneralDesarrollar la descripción y evaluación del sistema hidrológico de la Cuenca del río Tarma.

Específicos

1. Realizar la delimitación de un sistema hidrológico (cuenca del río UPAMAYU).

2. Determinar el área y perímetro de la cuenca.

3. Calcular los parámetros geomorfológicos de la cuenca asignada, aplicando lo aprendido en clase.

4. Estimar los parámetros físicos de la cuenca tales como: coeficiente de compacidad, rectángulo equivalente, pendiente de la cuenca, pendiente longitudinal del río principal, curva Hipsométrica, factor de forma y la precipitación media de la cuenca.

5. Aportar una herramienta esencial a los estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil, como el ArcGIS en el área de Hidrología.

6. Evaluar el comportamiento de la precipitación en la cuenca

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CUENCA DEL RÍO UPAMAYU

1. GENERALIDADES

El presente proyecto comprende el desarrollo del análisis de una cuenca hidrográfica, a nivel de propuesta del presente proyecto.

2. DESCRIPCIÓN GENERAL

2.1. UBICACIÓNPampas es una ciudad peruana, capital de la provincia de Tayacaja, en el departamento de Huancavelica. El número de habitantes del distrito homónimo es de 10.880 hab. En un área de 109,07 km² y su densidad poblacional es de 99,75 hab./km².

La ciudad de Pampas se encuentra al suroeste de la Provincia de Tayacaja en el Departamento de Huancavelica. Ubicada en el distrito homónimo, el área metropolitana también abarca parte de los distritos de Daniel Hernández y Ahuaycha. Las coordenadas de la ciudad son 12°23 53.4″′ S 74°52 6″′ O. Esta ciudad pertenece a la Región Quechua al estar ubicado a 3.276 m.s.n.m. Ver figura 1 y 2

Figura 1: Límites Geográficos

Figura 2: Ubicación del punto de aforo

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2.2. HIDROGRAFIA

Al norte de esta ciudad se encuentra el río Upamayo, nombre quechua que se traduce a río silencioso. Su recorrido empieza en las alturas del cerro Matacencca, recorre los distritos de Acraquia, Ahuaycha, Pampas y Daniel Hernández desembocando en este último sobre el río Mantaro, lugar donde este cambia de curso para dirigirse al norte. Tiene como afluentes a las quebradas: Llamacancha, Machuhuasi, Lindahuayjo, Yanahuayjo, tablahuayjo y Chinchihuayjo. En Pampas sus afluentes son el Lambras y Chinchihuayjo y en Daniel Hernández a Atoc, Atocjasa Macas y Jonehuayjo.

2.3. CLIMA Al pertenecer a la región Quechua, Pampas se caracteriza por tener un clima templado moderado lluvioso (CW).21 El invierno es caracterizado por ser seco templado en el día y frígido en la noche, con una temperatura promedio que varía entre los 12 y 14 °C y que puede bajar hasta –2 °C en la noche. Los meses de julio son los más fríos.

Las precipitaciones anuales son de 500 a 1500 mm, la relación entre la cantidad de agua que cae en el mes más lluvioso y el mes menos lluvioso es de 10 a 1 convirtiéndose este en el aspecto más beneficioso para la agricultura de esta localidad.

3. INFORMACION BASICA

3.1. CARTOGRAFIA Para la elaboración del presente proyecto, se ha utilizado la siguiente información cartográfica impresa adquirida del Instituto Geográfico Nacional (IGN), el modelo digital de las cartas descargadas de la página sigmed.minedu.gob.pe/descargas/

Escala ---------> 1:100000 Carta ---------> 25-n PAMPAS

La información cartográfica ha servido para delimitar la cuenca hidrológica, base del estudio del presente proyecto.

3.2. DELIMITACION DE LA CUENCA

La delimitación de la cuenca, se hace sobre un plano o mapa de curvas de nivel (carta nacional, adquirida por el IGN), siguiendo las líneas del divortium aquarium (parteaguas), la cual es una línea imaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitación, de cada rio hacia el punto de salida de la cuenca. El parteaguas está formado por los puntos de mayor nivel topográfico, nunca corta a un arroyo o rio, excepto en el punto de interés de la cuenca (estación de aforo). Ver figura 3

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Figura 3: Presentación de Cuenca delimitada

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3.3. CLASIFICACION DE LA CUENCA

Una cuenca se puede clasificar de acuerdo a su tamaño: TABLA N°1

TAMAÑO DE LA CUENCAEN Km2 DESCRIPCIÓN

<25 MICROCUENCA

25 a 250 PEQUEÑA

250 a 500 INTERMEDIA-PEQUEÑA

500 a 2,500 INTERMEDIA-GRANDE

2,500 a 5,000 GRANDE

<5,000 MUY GRANDE

3.4. GEOMORFOLOGIA DE LA CUENCA

Las características de la cuenca pueden ser explicadas a partir de ciertos parámetros o constantes que se obtienen del procesamiento de la información cartográfica y conocimiento de la topografía de la zona de estudio.

4. PARAMETROS DE FORMA DE LA CUENCA

4.1. ÁREA DE UNA CUENCA Es la superficie de la cuenca comprendida dentro de la curva cerrada del divortium aquarium (parteaguas). La magnitud del área se obtiene mediante el planímetrado de la proyección del área de la cuenca sobre un plano horizontal.

4.1.1.METODO POR SOFTWARE (ArcGis)Para calcular el área de la cuenca hidrográfica se usó el software ArcGIS:

Se debe disponer de una carta nacional que contenga la de manera digital. Realizando una serie de pasos se llega a delimitar la cuenca, pudiendo

posteriormente calcular su área.

Figura 4: Área de cuenca Delimitada realizado por ArcGis Área= 263.399 Km2

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4.1.2.METODO POR USO DE BALANZA ANALITICA Dibujar la cuenca sobre una cartulina que tenga una densidad uniforme, cuya área a

calcular es Ac. Ver figura 5

Figura 5: Recorte de la cuenca en cartulina

Dibujar con la misma escala una figura geométrica conocida (cuadrado, rectángulo, etc.) cuya área que se puede calcular geométricamente, es Af. Ver Figura 6

Figura 6: Recorte de cartulina cuadrado

Obteniendo el peso de la cuenca y de la figura, aplicar la regla de tres:

Af−−−−−−−−WfAc−−−−−−−−−Wc

Dónde:

o Ac: Área de la cuenca a calcular.o Af: Área de la figura calculada geométricamenteo Wc: peso de la cuencao Wf: peso de la figura.

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Ac=(25k m2 ) x (4.123124)

0.384=266 .924436 km2

4.1.3. PORCENTAJE DE ERROR ENTRE LOS DOS METODOS

%ERROR=266.944436−263.399938263.399938

x100=1.3826 %

4.2. PERIMETRO Es la longitud de la línea del divortium aquarium (parteaguas). Se mide mediante el curvímetro o directamente se obtiene de un Software en sistemas digitalizados.

4.2.1.METODO POR SOFTWARE (ArcGis)

Perímetro= 92.974197 km4.2.2. METODO DEL HILO

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Perímetro = 94.37 4.2.3. PORCENTAJE DE ERROR ENTRE LOS DOS MÉTODOS

%ERROR=94.37−92.97419792.974197

x 100=1.50 %

4.3. CALCULO DE SUB AREAS DE LA CUENCA

DIVICION DE LAS AREAS EN INTERVALOS DE 200 m por ArcGis y medio Manual

TABLA #1: AREAS SEGUN ELEVACION (msnm)

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INTERVALO PESOS (gr) AREAS (m2)(1500-1700> 0.003000 0.19430052(1700-1900> 0.006000 0.38860104(1900-2100> 0.008000 0.51813472(2100-2300> 0.010000 0.64766839(2300-2500> 0.013000 0.84196891(2500-2700> 0.018000 1.16580311(2700-2900> 0.024000 1.55440415(2900-3100> 0.041000 2.65544041(3100-3300> 0.364386 23.6001003(3300-3500> 0.521386 33.7684941(3500-3700> 0.590386 38.2374060(3700-3900> 0.633386 41.0223801(3900-4100> 0.814386 52.7451780(4100-4300> 1.074386 69.5845562TOTAL 4.121313 266.924436


TABLA #2 : AREAS PARCIALES SEGUN ELEVACION (msnm) por medio del ArcGis

5. CURVA CARACTERISTICAS DE UNA CUENCA

5.1. CURVA HIPSOMETRICA

TABLA #3: AREAS SOBRE ALTITUDES SEGÚN ELEVACION GRAFICO #1: CURVA HIPSOMÉTRICA DEL RIO UPAMAYU

5.2. CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES

TABLA #4: PORCENTAJE DE AREAS PARCIALES SEGÚN ALTITUDES GRAFIC0 #2: CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES DEL RIO UPAMAYU

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Cota Minima

Cota Maxima

Elevacion Media

(msnm)Áreas Parciales

Áreas Acumuladas

Áreas Sobre Altitudes

Porcentaje De Áreas Parciales

Porcentaje De Áreas Sobre

Altitudes

Altitud Media (msnm)

0 1500 1700 1600 0.000 0.000 263.283 0.000 100.0001 1700 1900 1800 0.179 0.179 263.104 0.068 99.932 321.8562 1900 2100 2000 0.399 0.578 262.705 0.152 99.781 798.1123 2100 2300 2200 0.530 1.108 262.175 0.201 99.579 1166.4534 2300 2500 2400 0.614 1.722 261.561 0.233 99.346 1473.5885 2500 2700 2600 0.829 2.551 260.732 0.315 99.031 2155.6276 2700 2900 2800 1.158 3.709 259.574 0.440 98.591 3242.1427 2900 3100 3000 1.522 5.231 258.052 0.578 98.013 4564.8838 3100 3300 3200 2.616 7.847 255.437 0.994 97.020 8370.6149 3300 3500 3400 25.272 33.119 230.164 9.599 87.421 85925.804

10 3500 3700 3600 30.343 63.462 199.821 11.525 75.896 109234.51711 3700 3900 3800 35.314 98.776 164.507 13.413 62.483 134193.38712 3900 4100 4000 42.543 141.319 121.964 16.159 46.324 170173.04613 4100 4300 4200 53.557 194.876 68.407 20.342 25.982 224940.60614 4300 4500 4400 68.407 263.283 0.000 25.982 0.000 300990.107

TOTAL 263.283162 100

Nro

Cota (msnm) Area (km2)

Elevacion Media

(msnm)

Áreas Parciales

Áreas Acumuladas


1600 0.000 0.000 263.2831800 0.179 0.179 263.1042000 0.399 0.578 262.7052200 0.530 1.108 262.1752400 0.614 1.722 261.5612600 0.829 2.551 260.7322800 1.158 3.709 259.5743000 1.522 5.231 258.0523200 2.616 7.847 255.4373400 25.272 33.119 230.1643600 30.343 63.462 199.8213800 35.314 98.776 164.5074000 42.543 141.319 121.9644200 53.557 194.876 68.4074400 68.407 263.283 0.000

TOTAL 263.283

Elevacion Media

(msnm)

Áreas Parciales

Áreas Acumuladas


Porcentaje De Áreas Parciales

1600 0.000 0.000 263.283 0.0001800 0.179 0.179 263.104 0.0682000 0.399 0.578 262.705 0.1522200 0.530 1.108 262.175 0.2012400 0.614 1.722 261.561 0.2332600 0.829 2.551 260.732 0.3152800 1.158 3.709 259.574 0.4403000 1.522 5.231 258.052 0.5783200 2.616 7.847 255.437 0.9943400 25.272 33.119 230.164 9.5993600 30.343 63.462 199.821 11.5253800 35.314 98.776 164.507 13.4134000 42.543 141.319 121.964 16.1594200 53.557 194.876 68.407 20.3424400 68.407 263.283 0.000 25.982

TOTAL 263.283 100


5.3. ELEVACION MEDIA

TABLA #5: AREAS PARCIALES Y ELEVACION MEDIA

6. INDICE REPRESENTATIVO DE UNA CUENCA

6.1. INDICE O FACTOR DE UNA CUENCA

En la medida que el Coeficiente de Forma de una cuenca determinada sea más bajo, estará menos sujeta a crecientes que otra del mismo tamaño (Área) pero con mayor Coeficiente de Forma. Kf=A/Lc^2

6.2. INDICE DE COMPACIDAD (INDICE DE GRABELIUS)

Para k >1 la cuenca tiende a ser alargada; es decir que la cuenca tiene mayor posibilidad de que sea cubierta, en su totalidad, por una tormenta. k=0.2821*P/√A

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Em=∑ A .P∗E .M .A .T

3978.7994400.0003687.881

Altitud Media =Altitud Mas Frecuente=Altitud de Frecuencia 1/2 =

ÁREAS PARCIALES

(A.P)

ELEVACION MEDIA (E.M)

A.P. * E.M.

0.179 1800 321.8556570.399 2000 798.1118590.530 2200 1166.452840.614 2400 1473.587610.829 2600 2155.627271.158 2800 3242.141521.522 3000 4564.883022.616 3200 8370.61364

25.272 3400 85925.80430.343 3600 109234.51735.314 3800 134193.38742.543 4000 170173.04653.557 4200 224940.60668.407 4400 300990.107

263.283 1047550.74

A 263.283LC 64.2053KF 0.063867707L=LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL

B=ANCHO MEDIO DE LA CUENCAKf=B/L

P= 92.498404A= 263.283K= 1.60814714A=AREA DE LA CUENCA

Po= PERIMETRO DE UNA CIRCUNFERENCIA DE IGUAL AREAP= PERIMETRO DE LA CUENCA


7. RECTANGULO EQUIVALENTE

A= AREA DE LA CUENCAK= INDICE DE COMPACIDADL= LADO MAYORl= lado menor

TABLA #6: LADO MENOR Y LADO MAYOR

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ALTITUD MEDIA

AREAS PARCIALES

LADO MENOR

LADOS PARCIALES

1800 0.179 6.579 0.0272000 0.399 6.579 0.0612200 0.530 6.579 0.0812400 0.614 6.579 0.0932600 0.829 6.579 0.1262800 1.158 6.579 0.1763000 1.522 6.579 0.2313200 2.616 6.579 0.3983400 25.272 6.579 3.8413600 30.343 6.579 4.6123800 35.314 6.579 5.3674000 42.543 6.579 6.4664200 53.557 6.579 8.1404400 68.407 6.579 10.397


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8. INDICE DE PENDIENTE

El índice de pendiente, es una ponderación que se establece entre las pendientes y el tramo recogido por el río. TABLA #7: CALCLULO DE INDICE DE PENDIENTE

𝑰𝒑= 0.031678096DONDE:𝑰𝒑: Índice de pendienten = número de curva de nivel existente en el R.E, incluido los extremos: 𝒂_𝟏, 𝒂_𝟐, …, 𝒂_𝒏 = cotas de las ‘’n’’ curvas de nivel (km)𝜷𝒊: Fracción de la superficie total de la cuenca, comprendida entre las cotas 𝒂_𝒊−𝒂_(𝒊−𝟏) 𝜷𝒊=𝑨_𝒊/𝑨_𝒕 L: Longitud del lado mayor del R.E (km)

8.1. CRITERIO RECTANGULO EQUIVALENTE

Donde: S: pendiente de la cuencaH: desnivel totalL: lado mayor

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S=3000 40.017

= 7.5 %

Altitud (msnm) ai

Areas Parciales (Km2) Ai

ai-a(i-1) Bi Ii=(BI*(ai-a(i-1))^0.5

1600 0.0001800 0.179 0.2 0.000679 0.0116552000 0.399 0.2 0.001516 0.0174112200 0.530 0.2 0.002014 0.0200692400 0.614 0.2 0.002332 0.0215972600 0.829 0.2 0.003149 0.0250962800 1.158 0.2 0.004398 0.0296583000 1.522 0.2 0.005779 0.0339983200 2.616 0.2 0.009935 0.0445773400 25.272 0.2 0.095989 0.1385563600 30.343 0.2 0.115248 0.1518213800 35.314 0.2 0.134130 0.1637864000 42.543 0.2 0.161587 0.1797714200 53.557 0.2 0.203421 0.2017034400 68.407 0.2 0.259822 0.227957

263.283 1.267654

H= 3000L= 40.017S= 7.50


9. PERFIL LONGITUDINAL DEL CURSO DE AGUA

TABLA #8: PROCESAMIENTO DE DATOS PARA PERFIL LONGITUDINAL

Elevaciones (km)

Longitudes Km

Desnivel (km)

PendienteLongitud

acumulada (km)

1.5000 0.0000 0.000 0.00001.7000 0.5760 0.200 0.347203 0.57601.8000 0.6762 0.100 0.147890 1.25221.9000 0.7681 0.100 0.130188 2.02032.0000 0.8948 0.100 0.111752 2.91522.1000 1.5070 0.100 0.066358 4.42212.2000 1.6521 0.100 0.060531 6.07422.3000 1.9775 0.100 0.050568 8.05172.4000 2.1573 0.100 0.046355 10.20902.5000 2.2912 0.100 0.043646 12.50022.6000 2.4934 0.100 0.040106 14.99352.7000 2.9859 0.100 0.033491 17.97942.8000 3.2720 0.100 0.030562 21.25142.9000 4.1635 0.100 0.024018 25.41503.0000 4.4209 0.100 0.022620 29.83593.1000 6.0271 0.100 0.016592 35.86293.2000 6.1606 0.100 0.016232 42.02353.2500 15.9825 0.050 0.003128 58.00613.3000 19.3540 0.050 0.002583 77.36003.4000 23.4886 0.100 0.004257 100.84873.5000 23.7004 0.100 0.004219 124.54913.6000 23.8630 0.100 0.004191 148.41213.7000 24.2161 0.100 0.004129 172.62833.8000 24.4947 0.100 0.004083 197.12293.9000 26.3023 0.100 0.003802 223.42534.0000 27.5286 0.100 0.003633 250.95394.1000 28.1893 0.100 0.003547 279.14324.2000 29.1023 0.100 0.003436 308.24554.2723 29.4781 0.072 0.002454 337.7236

TOTAL 337.7236 1.231575 2513.8013

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GRAFICA #3: PERFIL LONGITUDINAL RIO UPAMAYU

10. PENDIENTE DE CAUCE

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10.1. METODO DE LA PENDIENTE UNIFORME

S=H/L

Donde:S = Pendiente de la cuencaH = desnivel total (Cota en la parte mas alta-cota en la estación de aforo),en KmL = longitud del cause ,en Km

10.2. METODO DE TAYLOR SCHWARZ

TABLA #9: DATOS DE PERFIL DE CAUCE

GRAFICO #4: PERFIL DE CUCE DEL RIO UPAMAYU

11. RED DE DRENAJE

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H= 2.7723L= 337.7236S= 0.00820886

Elevaciones (km)

Longitudes Km

Desnivel (km)

PendienteLongitud

acumulada (km)

Li/s^0.5

1.5000 0.0000 0.000 0.00001.7000 0.5760 0.200 0.347203 0.5760 0.977586241.8000 0.6762 0.100 0.147890 1.2522 1.758301611.9000 0.7681 0.100 0.130188 2.0203 2.128833672.0000 0.8948 0.100 0.111752 2.9152 2.676804532.1000 1.5070 0.100 0.066358 4.4221 5.850025212.2000 1.6521 0.100 0.060531 6.0742 6.714847972.3000 1.9775 0.100 0.050568 8.0517 8.793927092.4000 2.1573 0.100 0.046355 10.2090 10.01965062.5000 2.2912 0.100 0.043646 12.5002 10.96706372.6000 2.4934 0.100 0.040106 14.9935 12.45040512.7000 2.9859 0.100 0.033491 17.9794 16.31600072.8000 3.2720 0.100 0.030562 21.2514 18.71624742.9000 4.1635 0.100 0.024018 25.4150 26.86548813.0000 4.4209 0.100 0.022620 29.8359 29.39426573.1000 6.0271 0.100 0.016592 35.8629 46.79064123.2000 6.1606 0.100 0.016232 42.0235 48.35429773.2500 15.9825 0.050 0.003128 58.0061 285.7480043.3000 19.3540 0.050 0.002583 77.3600 380.7762493.4000 23.4886 0.100 0.004257 100.8487 359.9868023.5000 23.7004 0.100 0.004219 124.5491 364.8665213.6000 23.8630 0.100 0.004191 148.4121 368.6282963.7000 24.2161 0.100 0.004129 172.6283 376.840383.8000 24.4947 0.100 0.004083 197.1229 383.3606493.9000 26.3023 0.100 0.003802 223.4253 426.5708314.0000 27.5286 0.100 0.003633 250.9539 456.7477214.1000 28.1893 0.100 0.003547 279.1432 473.2901624.2000 29.1023 0.100 0.003436 308.2455 496.4677234.2723 29.4781 0.072 0.002454 337.7236 595.110947

TOTAL 337.7236 1.231575 2513.8013 5217.16867


La red de drenaje de una cuenca, se refiere a las trayectorias o al arreglo que guardan entre si, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella

11.1. ORDEN DE LAS CORRIENTES

Corriente efinimera, es aquella que solo lleva agua, cuando llueve e inmediatamente después.Corriente intermitente, lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en épocas de lluvias.Corriente perenne, contiene agua todo el tiempo, ya que aun en época de sequia es abastecida continuamente, pues el nivel freático siempre permanece por arriba del fondo del cauce.Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual esta relacionado con las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca.

11.2. LONGITUD DE LOS ATRIBUTOS

11.3. DENSIDAD DE CORRIENTE

11.4. DENSIDAD DE DRENAJE

ANEXOS:

INFORME Hidrologia

ORDEN N° RIOS

1 7690 A= 263.39992 3372 N° rios= 127303 1668 F= 48.32955 rios/km2

TOTAL 12730

FRECUENCIA DE RIOS

ORDENLONGITUD

(KM )

1 1876.3162 428.53483 166.18664 91.098395 52.107486 32.848757 18.81951

2665.911

DENCIDAD DE DRENAJEA= 263.3999L= 2665.911D= 10.12115 KM/KM2


CUENCA RASTER

DIRECCION DE FLUJO

FLUJO ACUMULADO

INFORME Hidrologia


CUENCA DELIMITADA

ORDEN DE LAS CORRIENTES

Perfil Longitudinal Rio Upamayu

LONGITU (km2)25,00020,00015,00010,0005,0000

EL

EV

AC

ION

(m

snm

) 4,000

3,500

3,000

2,500

2,000

PERFIL LONGITUDINAL CON ARCGIS

INFORME Hidrologia


INFORME Hidrologia

Informe Cuenca Rio Upamayu

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