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Parámetros Geomorfológicos de una Cuenca Hidrográfica

Introducción

Las características físicas de una cuenca forman un conjunto que influyeprofundamente en el comportamiento hidrológico de dicha zona tanto a nivelde las excitaciones como de las respuestas de la cuenca tomada como unsistema. Así pues, el estudio sistemático de los parámetros físicos de lascuencas es de gran utilidad práctica en la ingeniería de la idrología, pues con!ase en ellos se puede lograr una transferencia de información de un sitio aotro, donde exista poca información" !ien sea que fallen datos, !ien que hayacarencia total de información de registros hidrológicos, si existe ciertasemejanza geomorfológica y climática de las zonas en cuestión.

CARACTERISTICAS GEOMORFOOGICAS !E "#A C"E#CAHI!ROGRAFICA

#ara el estudio y determinación de los parámetros geomorfológicos se precisade la información cartográfica de la topografía, del uso del suelo y de lapermea!ilidad de la región en estudio. Los planos para estos análisis sonusados en escalas desde $"%&.''' hasta $"$''.''', dependiendo de loso!jetivos del estudio y del tama(o de la cuenca en cuestión.

)e!erán efectuarse so!re planos de una misma escala y preferi!lemente que

hayan sido ela!orados !ajo los mismos criterios cartográficos. )e esta formase podría contar con resultados homog*neos que podrían ser comparados enestudios posteriores al estudio mismo de las cuencas.

+oda cuenca en estudio de!e estar delimitada en cuanto a su río principal tantoaguas a!ajo como aguas arri!a. Aguas a!ajo idealmente por la estación deaforo más cercana a los límites de la cuenca en que se está interesado.-iendo el punto de la estación el punto más !ajo en el perfil del río y en el!orde de la cuenca de inter*s. Aguas arri!a por otra estación que sea elpunto más alto en el perfil del río donde se incluya el área en estudio.

as caracter$sticas geomorfológicas

 /rea de la cuenca A.

0l área de la cuenca es pro!a!lemente la característica geomorfológica másimportante para el dise(o. 0stá definida como la proyección horizontal de todael área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa oindirectamente a un mismo cauce natural.

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!i%isoria de aguas su&erficiales ' de aguas su(terráneas

#ara efectos de !alance hídrico si se presenta una situación, el área superficialpuede ser mucho menor que el área total contri!uyente al caudal de un río. -ise presentan estructuras geológicas que favorecen la infiltración de aguas deotras cuencas, es necesario tener en cuenta estos aportes que pueden ser !astante significativos.

0l área es un parámetro geomorfológico muy importante. -u importanciaradica en las siguientes razones"

a 0s un valor que se utilizará para muchos cálculos en varios modeloshidrológicos.

! #ara una misma región hidrológica o regiones similares, se puede decir quea mayor área mayor caudal medio.

c 1ajo las mismas condiciones hidrológicas, cuencas con áreas mayoresproducen hidrógrafas con variaciones en el tiempo más suaves y más llanas.-in em!argo, en cuencas grandes, se pueden dar hidrógrafas picudas cuandola precipitación fue intensa y en las cercanías, aguas arri!a, de la estación deaforo.

ongitud) &er$metro ' anc*o

La longitud, L, de la cuenca puede estar definida como la distancia horizontaldel río principal entre un punto aguas a!ajo estación de aforo y otro puntoaguas arri!a donde la tendencia general del río principal corte la línea decontorno de la cuenca.

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Parámetros de forma de la cuenca

)ada la importancia de la configuración de las cuencas, se trata de cuantificar estas características por medio de índices o coeficientes, los cuales relacionanel movimiento del agua y las respuestas de la cuenca a tal movimientohidrógrafa.

#arece claro que existe una fuerte componente pro!a!ilística en ladeterminación de una cuenca mediante sus parámetros y las característicasde la red de drenaje. Los principales factores de forma son"

  Factores de forma de Horton

Las o!servaciones de un !uen n2mero de cuencas reales en todo elmundo permiten esta!lecer la siguiente relación entre el área de la cuenca Ay el área de un cuadrado de longitud L, siendo L la longitud del cauceprincipal

  Hidrógrafas seg+n la forma de la cuenca

0l área en millas cuadradas. 0sta ecuación muestra que las cuencas no

son similares en forma. A medida que el área aumenta, su relación A3L

%

disminuye, lo cual indica una tendencia al alargamiento en cuencasgrandes. La forma de la cuenca afecta los hidrogramas de caudalesmáximos, por lo que se han hecho numerosos esfuerzos para tratar decuantificar este efecto por medio de un valor num*rico.

)onde A es el área de la cuenca y L es la longitud de la misma, medidadesde la salida hasta el límite de la hoya, cerca de la ca!ecera del caucemás largo, a lo largo de una línea recta.

Parámetros relati%os al  relie%e

-on muy importantes ya que el relieve de una cuenca puede tener másinfluencia so!re la respuesta hidrológica que la forma misma de la cuenca.Los parámetros relativos al relieve son"

  Pendiente &romedia de la cuenca

0ste parámetro es de importancia pues da un índice de la velocidad mediade la escorrentía y su poder de arrastre y de la erosión so!re la cuenca.

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4no de los m*todos más representativos para el cálculo es el muestreoaleatorio por medio de una cuadrícula5 llevando las intersecciones de lacuadrícula so!re el plano topográfico y calculando la pendiente para todospuntos ar!itrariamente. 6on todos estos valores se puede construir unhistograma de pendientes que permite estimar el valor.

Altura ' ele%ación &romedia del  relie%e

La elevación promedia en una cuenca tiene especial inter*sen zonas monta(osas pues nos puede dar una idea de laclimatología de la región, !asándonos en un patrón generalclimático de la zona. La elevación promedia está referida alnivel del mar. 0ste valor puede ser encontrado usando lacurva hipsom*trica o el histograma de frecuenciasaltim*tricas.

Perfil altim,trico del cauce &rinci&al ' su &endiente &romedia

0l perfil altim*trico es simplemente el gráfico de altura enfunción de la longitud a lo largo del río principal. 6on!ase en la forma del perfil altim*trico del río sepuede inferir rasgos

7enerales de la respuesta hidrológica de la cuenca en su expresión de lahidrógrafa, o sea, la variación del caudal con el tiempo. +am!i*n los perfilesse usan para estudios de" perfecti!ilidad de proyectos hidroel*ctricos,producción de sedimentos, u!icación de posi!les sitios suscepti!les deavalanchas, etc.

Hidrógrafas seg+n el &erfil altim,trico del cauce &rinci&al

La pendiente promedia puede ser encontrada de varias formas. 0ntre ellasse podrían citar"

a 0l valor o!tenido de dividir la diferencia en elevación entre el punto másalto y el punto más !ajo del perfil del río en el cual estamos interesadospor la longitud a lo largo del cauce en su proyección horizontal entrelos dos puntos antes determinados.

! 6on !ase en el perfil altim*trico a lo largo del río se puede encontrar lapendiente de la recta ajustada a parejas de valores o!tenidos enintervalos iguales a lo largo del cauce. -e aplica la t*cnica delos mínimos cuadrados.

c #or medio de una recta ajustada usando el criterio de la denominadacurva de masas. 0ste m*todo se efect2a ajustando la recta tal que lasáreas de corte o positivas y de lleno o negativas sean iguales ymínimas.

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Caracteri-ación de la red de canales

La forma en que est*n conectados los canales en una cuenca determinada,influye en la respuesta de *sta a un evento de precipitación. -e handesarrollado una serie de parámetros que tratan de cuantificar la influencia

de la forma del drenaje en la escorrentía superficial directa.

.ndices de Horton

La idea de orton de cuantificar las propiedades geomorfológicas deuna cuenca lo llevó a deducir ciertas relaciones que se conocen comolos

n2meros o índices de orton. Los principales son"

Relación de (ifurcación de los canales de la cuenca

)espu*s de optar por un modelo de ordenación de los canales de una cuenca,es posi!le definir la relación de !ifurcación, como el resultado de dividir eln2mero de canales de un orden dado entre el n2mero de canales del ordeninmediatamente superior"

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CARACTERISTICAS GE#ERAES HI!ROMETEOROOGICAS E# "#AC"E#CA / S"S REACIO#ES CO# OS PARAMETROSGEOMORFOOGICOS

#ara el conocimiento general de las características de una cuenca se de!ena(adir algunos valores promedios de las varia!les hidrometeorológicas de laregión. 0ntre estas varia!les de!en estar" la evaporación, la precipitación y lasdescargas del río principal.

#ara estas varia!les hidrológicas se de!en dar valores promedios estimados anivel mensual y a nivel anual, si tales valores son disponi!les dada laexistencia de registros. Anotando, claro está, cual fue el tama(o de lamuestra de las o!servaciones usadas para las estimaciones.

-e puede a(adir que las propiedades geomorfológicas del su!suelo, como enlos acuíferos, normalmente son parámetros que varían en las escalas de

tiempo geológico y para el caso de la hidrología pueden ser tomadas comoinvariantes.

 A nivel estadístico, y sin olvidar el significado de tal pala!ra, es posi!leencontrar funciones que relacionen las varia!les hidrológicas y los parámetrosmorfológicos de una cuenca hidrográfica. Además, con !ase en lasherramientas estadísticas se cuantifica la !ondad de los ajustes entre talesvaria!les y se puede a2n llegar a rechazar un determinado ajuste.