Trabajo Hidro II

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b) LONGITUD DE CORRIENTE:INSTRUMENTOS: ESCALIMETRO, LAPIZ, PLANO ESCALA 1/100000MODO DE MEDICION: POR TRAMOSUBICACIN DEL CAUCE PRINCIPAL: PLANO ADJUNTO, CUENCA RIO ZAPATILLA, ILAVE, PUNO, PERSIN CONSIDERAR MEANDROS

Distancia medida con escalmetro por tramos

0.50.31.62.6

0.50.61.63.1

0.30.30.51

0.51.70.65.3

0.81.25.46.1

0.40.52.54.3

10.51.33

0.30.62.22

0.20.33.13.5

11.50.51.3

10.30.61.9

115.42

0.52.52.50.5

0.30.81.32.5

0.72.52.2

0.80.63.1

0.31.70.5TOTAL

Sumatoria10.116.934.939.1101

ESC: 1/100000LONGITUD APROXIMADA: 101 Km

Cuenca hidrogrficaUna cuenca hidrogrfica es un territorio drenado por un nico sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a travs de un nico ro, o que vierte sus aguas a un nico lago endorreico. Una cuenca hidrogrfica es delimitada por la lnea de las cumbres, tambin llamada divisoria de aguas. El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrogrficas, y con miras al futuro las cuencas hidrogrficas se perfilan como las unidades de divisin funcionales con ms coherencia, permitiendo una verdadera integracin social y territorial por medio del agua. Tambin recibe los nombres de hoya hidrogrfica, cuenca de drenaje y cuenca imbrfera.Una cuenca hidrogrfica y una cuenca hidrolgica se diferencian en que la primera se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrolgica incluye las aguas subterrneas (acuferos).Caractersticas de la cuenca hidrogrficas principales caractersticas de una cuenca son:La curva de la cota superficie: esta caracterstica es una indicacin del potencial hidroelctrico de la cuenca.El coeficiente de forma: da indicaciones preliminares de la onda de avenida que es capaz de generar.El coeficiente de ramificacin: tambin da indicaciones preliminares respecto al tipo de onda de avenida.En una cuenca se distinguen los siguientes elementos:Divisoria de aguasLa divisoria de aguas o divortium aquarum es una lnea imaginaria que delimita la cuenca hidrogrfica. Una divisoria de aguas marca el lmite entre una cuenca hidrogrfica y las cuencas vecinas. El agua precipitada a cada lado de la divisoria desemboca generalmente en ros distintos. Otro trmino utilizado para esta lnea se denomina parte aguas.El divortium aquarum o lnea divisoria de vertientes, es la lnea que separa a dos o ms cuencas vecinas. Es la divisoria de aguas, utilizada como lmite entre dos espacios geogrficos o cuencas hidrogrficas.El ro principalEl ro principal suele ser definido como el curso con mayor caudal de agua (medio o mximo) o bien con mayor longitud o mayor rea de drenaje, aunque hay notables excepciones como el ro Misisipi o el ro Mio en Espaa. Tanto el concepto de ro principal como el de nacimiento del ro son arbitrarios, como tambin lo es la distincin entre ro principal y afluente. Sin embargo, la mayora de cuencas de drenaje presentan un ro principal bien definido desde la desembocadura hasta cerca de la divisoria de aguas. El ro principal tiene un curso, que es la distancia entre su naciente y su desembocadura.En el curso de un ro se distinguen tres partes:Curso superior, ubicado en lo ms elevado del relieve, en donde la erosin de las aguas del ro es vertical. Su resultado: la profundizacin del cauce;Curso medio, en donde el ro empieza a zigzaguear, ensanchando el valle

Curso inferior, situado en las partes ms bajas de la cuenca. All, el caudal del ro pierde fuerza y los materiales slidos que lleva se sedimentan, formando las llanuras aluviales o valles.Otros trminos importantes a distinguir en un ro son:Cauce. Cauce o lecho (Del lat. calix, -icis, tubo de conduccin.) m. Lecho de los ros y arroyos. Conducto descubierto o acequia por donde corren las aguas para riegos u otros usos.Thalweg. Lnea que une los puntos de mayor profundidad a lo largo de un curso de agua.Margen derecha. Mirando ro abajo, la margen que se encuentra a la derecha.Margen izquierda. Mirando ro abajo, la margen que se encuentra a la izquierda.Aguas abajo. Con relacin a una seccin de un curso de agua, sea principal o afluente, se dice que un punto esta aguas abajo, si se sita despus de la seccin considerada, avanzando en el sentido de la corriente (en bable se utiliza tambin el trmino ayuso para referirse a aguas abajo).Aguas arriba. Es el contrario de la definicin anterior (en bable se utiliza tambin el trmino asuso con el mismo significado).AfluentesLos afluentes son los ros secundarios que desaguan en el ro principal. Cada afluente tiene su respectiva cuenca, denominada sub-cuenca.El relieve de la cuencaEl relieve de una cuenca consta de los valles principales y secundarios, con las formas de relieve mayores y menores y la red fluvial que conforma una cuenca. Est formado por las montaas y sus flancos; por las quebradas o torrentes, valles y mesetas.Las obras humanasAlgunas obras construidas por el ser humano, tambin denominadas intervenciones antropognicas, que se observan en la cuenca suelen ser viviendas, ciudades, campos de cultivo, obras para riego, energa y vas de comunicacin. El factor humano es siempre el causante de muchos desastres dentro de la cuenca, ya que se sobreexplota la cuenca quitndole recursos o desnudndola de vegetacin y trayendo inundaciones en las partes bajas. Pero el mayor de los males es la construccin de viviendas, urbanizaciones y poblaciones enteras en zonas inundables, sobre todo, en las llanuras aluviales de las cuencas de muchos ros.No obstante, los seres humanos tambin realizan obras muy positivas en la conservacin y mejoramiento de las cuencas hidrogrficas para minimizar o eliminar los efectos destructivos de las crecidas e inundaciones. El ejemplo del Plan Sur en el ro Turia, a raz de las inundaciones de Valencia de 1957 es muy claro en este sentido. Lo mismo podramos decir de los numerosos embalses de propsitos mltiples de numerosos ros (siendo uno de esos propsitos la regulacin del caudal). Basta a veces la construccin de un slo embalse en un ro pequeo para regularizar su caudal y limitar las crecidas y los daos que pueden producirse.Partes de una cuencaUna cuenca tiene tres partes:Cuenca alta, que corresponde a la zona donde nace el ro, el cual se desplaza por una gran pendienteCuenca media, la parte de la cuenca en la cual hay un equilibrio entre el material slido que llega trado por la corriente y el material que sale. Visiblemente no hay erosin.Cuenca baja, la parte de la cuenca en la cual el material extrado de la parte alta se deposita en lo que se llama cono de deyeccin.Tipos de cuencasExisten tres tipos de cuencas:Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al ocano. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamrica.Endorreicas: desembocan en lagos, lagunas o salares que no tienen comunicacin fluvial al mar. Por ejemplo, la cuenca del ro Desaguadero, en Bolivia.Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes de encauzarse en una red de drenaje. Los arroyos, aguadas y caadones de la meseta patagnica central pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningn ro u otro cuerpo hidrogrfico de importancia. Tambin son frecuentes en reas del desierto del Sahara y en muchas otras partes.Caractersticas geomorfolgicasLas caractersticas geomorfolgicas de una cuenca hidrogrfica dan una idea de las propiedades particulares de cada cuenca; estas propiedades o parmetros facilitan el empleo de frmulas hidrolgicas, generalmente empricas, que sirven para relacionarla y relacionar sus respuestas, por ejemplo las curvas de avenidas, a otras cuencas con caractersticas geomorfolgicas anlogas.rea de la cuenca (km): Una cuenca tiene su superficie perfectamente definida por su contorno y viene a ser el rea drenada comprendida desde la lnea de divisin de las aguas (divisorium acuarium), hasta el punto convenido (estacin de aforos, desembocadura etc.). Para la determinacin del rea de la cuenca es necesario previamente delimitar la cuenca, trazando la lnea divisoria, esta lnea tiene las siguientes particularidadesnota 1 :debe seguir las altas cumbres;debe cortar ortogonalmente a las curvas de nivel; no debe cortar ninguno de los cauces de la red de drenaje.Permetro de la cuenca (km): Es la longitud del contorno del rea de la cuenca.Longitud del ro principal (km):Longitud de los ros (km):Altura mxima y altura mnima:ndice de compacidad: Tambin denominado coeficiente de compacidad o de Gravelis, definida como la relacin entre el permetro de la cuenca y el permetro de un crculo de rea equivalente. Donde:P = Permetro de la cuencaA = rea de la cuencaCurva hipsomtrica: Puesta en coordenadas representa la relacin entre la cota y la superficie de la cuenca que se encuentra por encima de esta cota. El relieve de una cuenca se representa correctamente con un plano con curvas de nivel, sin embargo, estas curvas de nivel son muy complejas, por medio de la curva hipsomtrica se sintetiza esta informacin, lo que la hace ms adecuada para trabajar.Polgono frecuencias de altitudes: Representa el grado de incidencia de las reas comprendidas entre curvas de nivel con respecto al total del rea de la cuenca.De los dos parmetros anteriores, se definen los siguientes:Altura media. Es la ordenada media de la curva hipsomtrica.Altura ms frecuente. Es la altitud cuyo valor porcentual es el mximo de la curva de frecuencia de altitudes.Altitud de frecuencia media. Es la altitud correspondiente al punto de absisa media (50 % del rea) de la curva hipsomtrica.Rectngulo equivalente: Es un rectngulo que tendra un comportamiento hidrolgico semejante a la cuenca. En este rectngulo las curvas de nivel son rectas paralelas al lado menor. Los lados del rectngulo equivalente se determinan a travs de frmulas empricas, una de las ms utilizadas es la que se presenta abajo. Lado mayor del rectngulo, y Lado menor del rectngulo.Donde:P = Permetro de la cuencaA = rea de la cuencaFactor de forma de la cuenca: Es la relacin entre el ancho promedio (Ap) de la cuenca y la longitud del curso principal del ro (L).Ancho promedio: relacin entre el rea de la cuenca (A) y la longitud mayor del ro (L). Orden de los ros, en una cuenca de quinto ordenRed de drenaje. Es el conjunto de cursos de agua que van a conducir las aguas precipitadas sobre una determinada cuenca hidrogrfica hacia el punto ms bajo de la misma, tambin llamado punto de control. Los parmetros que definen una red de drenaje son los siguientes:Cantidad de cursos de agua:Longitud total de los cursos de agua (Lt): es la suma de la distancia total recorrida por los diferentes cursos de agua que forman parte de la red hidrogrfica de la cuenca. La distancia recorrida por un curso de agua se mide desde su origen hasta su desembocadura en el cuerpo receptor.Orden el ro principal de la cuenca y grado de ramificacin: Se determina el grado de ramificacin de un curso de agua se considera el nmero de bifurcaciones que tienen sus tributarios, asignndole, un orden a cada uno de ellos en forma creciente desde el inicio de la divisoria hasta llegar al curso principal de manera que el orden atribuido a este indique en forma directa el grado de ramificacin de la red de drenaje. El ro de primer orden es un tributario pequeo, sin ramificaciones. Un ro de segundo orden es el que solo posee ramificaciones de primer orden. Un ro de tercer orden es el que presenta ramificaciones de primer y segundo orden, y as sucesivamente.Densidad de drenaje o Longitud promedio de cursos de agua (Dd): Es la relacin entre la longitud total de los cursos de agua y su superficie Total. Usualmente se considera una cuenca de drenaje pobre si el valor es inferior 0.5 km/ y bien drenadas hasta 3.5 km/ La densidad de drenaje se calcula con la expresin: Donde: Lt= Longitud total de las corrientes de Agua en km A=rea total de la cuenca en

DRENAJE DE UNA CUENCAPara los efectos de la Ingeniera Civil, la Hidrologa est orientada a la estimacin de los caudales de Escorrenta Superficial que se generan sobre unaCuenca Hidrogrficaante la ocurrencia de determinada precipitacin de diseo sobre ella.Si bien la magnitud del caudal depende en gran medida de la magnitud de la Precipitacin, es muy cierto que la forma de la cuenca juega un papel predominante en la respuesta de sta a dicha precipitacin.En trminos bsicos, la forma de la Cuenca Hidrogrfica es importante pues se relaciona con elTiempo de Concentracin(Tc), el cuales el tiempo necesario, desde el inicio de la precipitacin, para que toda la cuenca contribuya al cauce principal en estudio, es decir, el tiempo que toma el agua precipitada en los lmites ms extremos de la cuenca para llegar al punto de salida de la misma.Es importante destacar que, en la medida que el Tiempo de Concentracin de la Cuenca sea mayor, su respuesta a determinada precipitacin (produccin de caudal) tender a ser menor y viceversa.Ya hemos conocido losparmetros geomtricos bsicos de la Cuenca Hidrogrfica pero para identificar, por as decir, las caractersticas morfolgicas de ella se emplean varios ndices asociados a la relacin rea-permetro o rea longitud, siendo los ms comunes:ndice de Gravelius o Coeficiente de Compacidad (Kc)Es la relacin entre el permetro de la cuenca y el permetro de un crculo de rea igual a la de la cuenca:

Donde P es el permetro (Km) y A el rea de la cuenca (Km2).Notemos que, en ningn caso, el Coeficiente de Compacidad podr ser menor a la unidad y, en la medida que ste se acerque a este valor la forma de la cuenca tender a parecerse a la de un crculo:

De forma similar, y con relacin a la figura anterior, si asociramos el Coeficiente de Compacidad de cada cuenca con el Tiempo de Concentracin, tendramos que en el caso de la Cuenca con mayor Coeficiente de Compacidad (izquierda en la figura) tendramos el mayor Tiempo de Concentracin y, de all, es de esperarse que la magnitud de la escorrenta generada por una precipitacin en ella sea menor que en aqulla que posee el menor Coeficiente de Compacidad (cuenca de la derecha).

Coeficiente de Forma (Kf)Es larelacin entre el ancho medio de la cuenca (B) y la longitud de su cauce principal (Lc).El ancho medio se obtiene cuando se divide el rea de la cuenca por la longitud del cauce principal, por lo tanto el Coeficiente de Forma queda definido as:

En lamedida que el Coeficiente de Forma de una cuenca determinada sea ms bajo, estar menos sujeta a crecientes que otra del mismo tamao (rea) pero con mayor Coeficiente de Forma de forma(Caso inverso al presentado para el Coeficiente de Compacidad o ndice de Gravelius).Sistema de drenaje.ElSistema de Drenajede una Cuenca Hidrogrfica es el que constituyen el cauce principal y sus tributarios o afluentes.La forma en que estn conectados estos cauces en una cuenca determinada, influye en la respuesta de sta a un evento de precipitacin. Se han desarrollado una serie de parmetros que tratan de cuantificar la influencia de la forma del Sistema de Drenaje en la escorrenta superficial directa. Entre ellos se tienen:Orden de la cuenca.Es un nmero que refleja el grado de ramificacin del Sistema de Drenaje. La clasificacin de los cauces de una cuenca se realiza a travs de las siguientes premisas: Los cauces de primer orden son los que no tienen tributarios. Los cauces de segundo orden se forman en la unin de dos cauces de primer orden y, en general, los cauces de orden n se forman cuando dos cauces de orden n-1 se unen. Cuando un cauce se une con un cauce de orden mayor, el canal resultante hacia aguas abajo retiene el mayor de los rdenes. El orden de la cuenca es el mismo que el de su cauce principal a la salida.En la siguiente figura se presenta un ejemplo de esta clasificacin, para una Cuenca Hidrogrfica de Orden 4:

Densidad de Drenaje.Es larelacin entre la longitud total de los cursos de agua dentro de la cuenca y el rea total de sta:

DondeLci,es la longitud total de los cauces de agua en Km. Generalmente la Densidad de Drenaje es expresada en Km/Km2, tomando valores que van desde 0,5 Km/Km2(cuencas con drenaje pobre) hasta 3,5 Km/Km2(cuencas excepcionalmente bien drenadas).Finalmente hay que destacar que, en la medida que los parmetros asociados al Sistema de Drenajede la Cuenca Hidrogrficason de mayor magnitud, es de esperarse que elTiempo de Concentracin tienda a ser menorcon la consiguiente mayor capacidad de produccin de caudal superficial por parte de la Cuenca.De esta forma conoces ahora unos cuantos factores que te permitirn inferir cmo es la respuesta de diferentes cuencas en funcin de su forma as como su relacin con el respectivoTiempo de Concentracin.