S.E.P. S.N.E.S.T. D.G.E.S.T.
ESPECIALIDAD:
ING. CIVIL
MATERIA:
hidrologia superficial.
TEMA:
UNIDAD 1: CUENCA HIDROLOGICA
PRESENTA:
.
CATEDRTICO:
ING. ARMANDO CASTILLEJOS SANCHEZ
SEMESTRE:
GRUPO:
F
JUCHITN DE ZARAGOZA, OAX. 26 DE FEBRERO DEL 2015
NDICE
CUENCA HIDROGRAFICA.
Una cuenca u hoya hidrogrficase define como una zona de
lasuperficie terrestre donde las agua cadas por precipitacin
tienden aser drenadas por sistemas fluviales para formar un solo
cauce principal, contando as con un solo punto de evacuacin, es
decir, que drena sus aguas al mar o a travs de un nico ro, o que
vierte sus aguas a un nico lago. Desde el punto de vista de su
salida,existen fundamentalmente dos tipos de cuencas: endorreicas y
exorreicas. En las primeras elpunto de salida est dentro delos
lmites de la cuenca y generalmente es un lago; enlas segundas, el
punto de salidase encuentra en los lmites de la cuenca y est en
otra corriente o en el mar. Una cuenca hidrogrfica constituye uno
de los rasgos principales del paisaje, estdelimitada por la lnea de
las cumbres, tambin llamada divisoria de aguas y el proceso de
formacin en la mayora de los casos est determinado porla erosin
fluvial y eltransporte y deposicin de sedimentos. Una cuenca
hidrogrfica se refiere exclusivamente a las aguas superficiales,
pero asociada a cada una de stas existe una cuenca subterrnea, cuya
forma en planta es semejante a la superficial, pero que recibe el
nombre de cuenca hidrolgica. La superficie terrestre debe
considerarse entonces para una cuenca hidrogrfica como impermeable,
para excluir las aguas subterrneas y los acuferos.
Parte aguas: lnea imaginaria que divide cuencas adyacentes y
distrubuye el escurrimiento producido por la precipitacin.
Cuenca alta: es la parte de la cuenca en la cual predomina el
fenmeno de la socavacin es decir, que hay aporte de material petreo
hacia las partes bajas de la cuenca.
Cuenca media: es laparte de la cuenca en la cual mediamente hay
un equilibrio entre material solido que llega traido por la
corriente y el material que sale, visiblemente de la erosion.
Cuenca pequea: aquella cuyo escurrimiento es altamente sensible
a uvias de alta intensidad y poca duracin.
TIPOS DE CUENCAS.
Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al ocano.
Endorreicas: desembocan en lagos lagunas o sobre los que no
tienen comunicacin de salida al mar.
Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes
de encausarse a una red de drenaje. Los arroyos, aguadas y caadores
de la meseta central protagnico pertenecen a este tipo ya que no
desaguan a un rio otro elemento hidrogrfico de importancia.
MAPA TOPOGRAFICO DE LA CUENCA DE UNA CORRIENTE.
CARACTERISTICAS FISIOGRAFICAS DE UNA CUENCA.
DIVISORIA DE AGUAS
La divisoria de aguas o divortium aquarum o parteaguas es una
lnea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topogrfico
que sirve para delimitar la cuenca hidrogrfica y/o separar una
cuenca de las cuencas vecinas. El agua precipitada a cada lado de
la divisoria de aguas desemboca generalmente en ros distintos. La
divisoria de aguas de la cuenca se puede trazar indicando la
longitud y latitud de los puntos ms altos a lo largo de sta,
asumiendo que entre ellos la lnea que los une es una lnea
recta.
PERMETRO DE LA CUENCA
El permetro de la cuenca se refiere a la longitud de la
divisoria de aguas. Es caracterstico para cada cuenca, pues su
magnitud ser diferente auncuando su rea sea igual aotra.
REA DE LA CUENCA
El rea de la cuenca est definida como la proyeccin horizontal de
toda la cuenca delimitada por la divisoria de aguas, conocida
tambin como rea de recepcin o drenaje. Se expresa en hectreas si
lacuenca es pequea o en kilmetros cuadrados cuandoes mayor,
generalmente se trabaja con una sola cifradecimal. Para el clculo
de las reas se utilizaba el planmetro; sin embargo actualmente se
usan ms las computadoras para hallar este parmetro apoyados en
fotografas satelitales.
ANCHO DE LA CUENCA
El ancho se define como la relacin entre el rea y la longitud de
la cuenca y est expresado en unidades de longitud.
RO PRINCIPAL
El ro o corriente principal de una cuenca se define como el
curso que pasa por la salida de la misma, el de mayor caudal (medio
o mximo), o bien el de mayor longitud o mayor rea de drenaje. Estos
conceptos son ms bien arbitrarios ysolamente aplicables a cuencas
exorreicas.
AFLUENTES
Las corrientes tributarias o afluentes son los rossecundarios
que desaguan en el ro principal. Cada afluente tiene su respectiva
cuenca, denominada sub-cuenca.
Entre ms afluentes tenga una cuenca, es decir,entre mayor sea el
grado de bifurcacin de su sistema de drenaje, ms rpida ser su
respuesta a laprecipitacin.
LONGITUD DE LA CUENCA
La longitud de la cuenca puede estar definida como la distancia
horizontal del curso del ro principal entre la desembocadura
(estacin de aforo) y un punto aguas arriba de la naciente donde la
tendencia general del ro principal corte la lnea de contorno de la
cuenca (divisoria de aguas).
COEFICIENTE DE COMPACIDAD NDICE DE GRAVELIUS (KC)
El coeficiente de compacidad es indicador de la regularidad
geomtrica de la forma de la cuenca. El ndice de compacidad de
Gravelius (Kc) es la relacin entre el permetro de la cuenca y la
circunferencia de un crculo que tenga igual superficie que la de la
cuenca (Daz et al., 1999). Su frmula es:
Donde:
Kc = coeficiente de compacidad ndice de Gravelius
(adimensional)
P = permetro de la cuenca (km)
A = rea de la cuenca (km2)
Si el valor del coeficiente de compacidad es uno, la cuenca es
perfectamente circular, si es igual a 1.128 la cuenca es cuadrada.
El Kc puede alcanzar hasta el valor de 3, en el caso de cuencas muy
alargadas. Para conocer el Kc de la Cuenca del Ro San Miguel se
obtuvieron con ArcView, tanto el permetro (494.11 km) como el rea
(3,845.98 km2), que sustituidos en la frmula, queda:
Por lo tanto se concluye que la cuenca es muy alargada.
RELIEVE DE LA CUENCA
El relieve de una cuenca constade los valles principales y
secundarios, conlas formas de relieve mayores y menores y la red
fluvialque conforma una cuenca. Est formado porlas montaas y sus
flancos; por lasquebradas o torrentes, valles y mesetas. Es
muyimportante ya que puede tener ms influencia sobre la respuesta
hidrolgicaque la forma misma de la cuenca. El relieve de la
superficie de unacuenca est caracterizado por sus
curvashipsomtricas.
CURVA HIPSOMTRICA
La curva hipsomtrica es un parmetrorelativo al relieve de la
cuenca que representa la variacin entre la altitud o cota y el rea
drenada por debajo o por encima de dicha altitud. La curva
hipsomtrica se construye llevando aleje de las abscisas los valores
dela superficie drenada proyectada en km2 o en porcentaje, obtenida
hasta un determinado nivel, elcual se lleva al eje de lasordenadas,
generalmente en metros. Es posible convertir la curvahipsomtrica en
funcin adimensional usando en lugar de valor es total es en los
ejes, valores relativos: dividiendo laaltura y el rea porsus
respectivos valores mximos y expresados en porcentajes. El grfico
adimensional es muy til en hidrologa para el estudio de similitud
entre dos cuencas, cuando ellas presentan variaciones de la
precipitacin y de la evaporacin con la altura. Se usa adems como
una indicacin del potencial hidroelctrico de una cuenca y tambin
han sido asociadas con lasedades de los ros de lascuencas.
CARACTERSTICAS DE UN SISTEMA DE DRENAJE.
La funcin principal de unsistema de drenajees la de permitir la
retirada de lasaguasque se acumulan en depresiones topogrficas del
terreno, causando inconvenientes ya sea a la agricultura o en reas
urbanizadas. El origen de las aguas puede ser:
Por escurrimiento superficial
Por la elevacin delnivel fretico, causado por elriego, o por la
elevacin del nivel de unroprximo
Directamenteprecipitadasen el rea.
Sistema de drenaje superficial. Son obras o acciones que se
realizan sobre la superficie del terreno, para propiciar el
escurrimiento por gravedad de los excesos de agua a velocidades no
erosivas y que tampoco cause problemas de sedimentacin, as como
para interceptar y desviar el agua que se dirige hacia la parcela
desde terrenos colindantes ms altos.
De acuerdo con Palacios (2002), las condiciones que generalmente
se presentan para que ocurra este tipo de problemas, son:
Precipitaciones de alta intensidad,
Baja velocidad de infiltracin del agua en el suelo, inferior a
la intensidad de la precipitacin.
Poca pendiente de los suelos que no propicia el
escurrimiento.
Un sistema de drenaje superficial tiene tres componentes bsicos,
1) el sistema de recoleccin,
2) el sistema de desage y 3) el sistema de coleccin (drenes
superficiales colectores), que reciben el escurrimiento captado
para trasladarlo fuera de los lmites de los terrenos protegidos y
posteriormente a algn cauce natural, reservorio, mar, etc. El
sistema de recoleccin del agua puede ser uno o componerse de varias
de las siguientes obras:
Nivelacin, emparejamiento o conformacin de la superficie del
terreno, con el fin de suprimir las hondonadas o depresiones que
acumulen agua o bien dando pendientes suaves al terreno para que
propiciar el escurrimiento del agua.
Surcos profundos y con pendiente contina hacia una zanja
conectada con los colectores de drenaje.
Zanjas, canales o desages, ya sean para interceptar, captar y
desalojar el agua o para unir las partes bajas de los terrenos con
los colectores de drenaje.
Bordos para proteccin o encauzamiento del agua hacia las zanjas
colectoras.
Se puede complementar con drenes topo o con drenaje subterrneo
entubado.
Colectores de drenaje.
Pozos de absorcin o drenaje vertical.
Una combinacin de los anteriores. Los canales, zanjas, bordos y
drenes subterrneos pueden construirse de tres formas:
En paralelo en terrenos casi planos con topografa uniforme.
Con pendiente cruzada que siguen el contorno de la pendiente en
terrenos moderadamente inclinados de topografa irregular (espina de
pescado).
Localizado para drenar las depresiones donde existen
encharcamientos en terrenos relativamente planos de topografa
ondulada.
CICLO HIDROLGICO DEL AGUA.
El ciclo hidrolgico o ciclo del agua es el proceso de circulacin
del agua entre los distintos compartimentos de la hidrsfera. Se
trata de un ciclo biogeoqumico en el que hay una intervencin mnima
de reacciones qumicas, y el agua solamente se traslada de unos
lugares a otros o cambia de estado fsico. El agua de la hidrsfera
procede de la desfragmentacin del metano, donde tiene una presencia
significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua
puede reincorporarse al manto con los sedimentos ocenicos de los
que forma parte cuando stos acompaan a la litsfera. La mayor parte
de la masa del agua se encuentra en forma lquida, sobre todo en los
ocanos y mares y en menor medida en forma de agua subterrnea o de
agua superficial (en ros y arroyos). El segundo compartimento por
su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en
los casquetes glaciares antrtico y groenlands, con una participacin
pequea de los glaciares de montaa, sobre todo de las latitudes
altas y medias, y de la banquisa. Por ltimo, una fraccin menor est
presente en la atmsfera como vapor o, en estado gaseoso, como
nubes. Esta fraccin atmosfrica es sin embargo muy importante para
el intercambio entre compartimentos y para la circulacin horizontal
del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las
regiones de la superficie continental alejadas de los depsitos
principales.
LOS PRINCIPALES FACTORES QUE INTERVIENEN:
EVAPORACIN
El agua se evapora en la superficie ocenica, sobre la superficie
terrestre y tambin por los organismos, en el fenmeno de la
transpiracin en plantas y sudoracin en animales. Los seres vivos,
especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se
incorpora a la atmsfera. En el mismo captulo podemos situar la
sublimacin, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la
superficie helada de los glaciares o la banquisa.
CONDENSACIN
Se denomina condensacin al proceso fsico que consiste en el paso
de una sustancia en forma gaseosa a forma lquida. Es el proceso
inverso a la vaporizacin. Si se produce un paso de estado gaseoso a
estado slido de manera directa, el proceso es llamado sublimacin
inversa.
PRECIPITACIN
Es cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfran
acelerndose la condensacin y unindose las gotitas de agua para
formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie
terrestre en razn a su mayor peso. La precipitacin puede ser slida
(nieve o granizo) o lquida (lluvia). La atmsfera tambin pierde agua
por condensacin (roco o escarcha) que pasan segn el caso al
terreno, a la superficie del mar o a la banquisa. En el caso de la
lluvia, la nieve y el granizo (cuando las gotas de agua de la
lluvia se congelan en el aire), la gravedad determina la cada;
mientras que en el roco y la escarcha el cambio de estado se
produce directamente sobre las superficies que cubren al
encontrarse a una temperatura ms fra.
INFILTRACIN
Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a travs de
sus poros y pasa a ser subterrnea. La proporcin de agua que se
infiltra y la que circula en superficie (escorrenta) depende de la
permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura
vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmsfera por
evaporacin o, ms an, por la transpiracin de las plantas, que la
extraen con races ms o menos extensas y profundas. Otra parte se
incorpora a los acuferos, niveles que contienen agua estancada o
circulante. Parte del agua subterrnea alcanza la superficie all
donde los acuferos, por las circunstancias topogrficas, cortan la
superficie del terreno.
ESCORRENTA
Este trmino se refiere a los diversos medios por los que el agua
lquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En
los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayora de los
llamados desrticos, la escorrenta es el principal agente geolgico
de erosin y de transporte de sedimentos.
CIRCULACIN SUBTERRNEA
Se produce a favor de la gravedad, como la escorrenta
superficial, de la que se puede considerar una versin. Se presenta
en dos modalidades:
Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas
karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulacin
siempre pendiente abajo.
Segundo, la que ocurre en los acuferos en forma de agua
intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual
puede incluso remontar por fenmenos en los que intervienen la
presin y la capilaridad.
VUELTA A EMPEZAR
El proceso se repite y as no se pierde nunca el agua
BALANCE HIDROLGICO
El Balance Hidrolgico relaciona las variables que intervienen en
el ciclo hidrolgico. Se aplica en todos los casos quetienen que ver
conla distribucin de los recursos hidrulicos a nivel global, o en
cuencas particulares. Es imprescindible en los estudios de
regulacin de embalses y en los proyectos de suministro de agua para
acueducto, riego y generacin hidroelctrica.
CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DE DRENAJE.
Las caractersticas de una red de drenaje pueden describirse
principalmente de acuerdo con el orden de las corrientes, longitud
de tributarios, densidad de corriente y densidad de drenaje.
ORDEN DE LAS CORRIENTES.
Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales,
dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual est relacionado con
las caractersticas fsicas y condiciones climticas de la cuenca. As
una corriente puede ser efmera, intermitente o perenne.
Una corriente efmera es aquella que solo lleva agua cuando
llueve e inmediatamente despus.
Una corriente intermitente lleva agua la mayor parte del tiempo,
pero principalmente en pocas de lluvias; su aporte cesa cuando el
nivel fretico desciende por debajo del fondo del cauce.
La corriente perenne contiene agua todo el tiempo, ya que aun en
poca de sequa es abastecida continuamente, pues el nivel fretico
siempre permanece siempre por arriba del fondo del cauce.
El orden de las corrientes es una clasificacin que proporciona
el grado de bifurcacin dentro de la cuenca. El procedimiento ms
comn es considerar como corriente de orden uno, aquellas que no
tienen ningn tributario; de orden dos a los que solo tienen
tributarios de orden uno de orden tres aquellas corrientes con dos
o ms tributarios de orden dos, etc. As, el orden de la corriente
principal indicara la extensin de la red de corrientes dentro de la
cuenca.
LONGITUD DE TRIBUTARIOS.
La longitud de tributarios es una indicacin de la pendiente de
la cuenca, as como el grado de drenaje. Las aguas escarpadas y bien
drenadas usualmente tienen numerosos tributarios pequeos, mientras
que en las regiones planas, donde los suelos son profundos y
permeables se tienen tributarios largos que generalmente son
corrientes perennes.
DENSIDAD DE CORRIENTE.
Se expresa como la relacin entre el nmero de corrientes y el rea
drenada.
Para determinar el nmero de corrientes solo se consideran las
corrientes perennes e intermitentes. La corriente principal se
cuenta como una desde su nacimiento hasta su desembocadura. Despus
se tendrn todos los tributarios de orden inferior, desde su
nacimiento hasta la unin con la corriente principal, y as
sucesivamente hasta llegar a los tributarios de orden uno.
DENSIDAD DE DRENAJE.
Esta caracterstica proporciona una informacin ms real que la
anterior, ya que se expresa como la longitud de las corrientes por
unidad de rea, o sea que
Donde:
A rea total de la cuenca en km.
L longitud total de las corrientes perennes e intermitentes en
la cuenca en km.
DN densidad de drenaje por km.
CONCLUSION
BIBLIOGRAFIA
http://www.imt.mx/images/files/SPC/Convocatorias/Formatos/Bibliografia/HIDROLOGIA.PDF
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/737/A5.pdf?sequence=5
