FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TEMA: Cuenca Hidrológica ASIGNATURA: Hidrología DOCENTE TUTOR: Ing. Cerna Chávez Rigoberto INTEGRANTES: Cortez Campomanes Yordin Noe Del Castillo Villacorta Henry Melchor Chucrachi Luis Arturo Meléndez Santiago Lucero Ivonne CHIMBOTE – 2014
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA:
Cuenca Hidrológica
ASIGNATURA:
Hidrología
DOCENTE TUTOR:
Ing. Cerna Chávez Rigoberto
INTEGRANTES:
Cortez Campomanes Yordin Noe
Del Castillo Villacorta Henry
Melchor Chucrachi Luis Arturo
Meléndez Santiago Lucero Ivonne
CHIMBOTE – 2014
CUENCA HIDROLÓGICA Página 2
CUENCA HIDROLÓGICA
Se define como el área que contribuye al escurrimiento directo y que
proporciona parte o todo el flujo de la corriente principal y sus tributarios.
Una cuenca hidrológica es la zona de la superficie terrestre en la cual,
todas las gotas de agua procedentes de una precipitación que caen
sobre ella se van a dirigir hacia el mismo punto de salida (punto que
generalmente es el de menor cota o altitud de la cuenca).
PARTEAGUAS.- Línea imaginaria que divide cuencas adyacentes y
distribuye los escurrimientos producido por la precipitación.
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CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS
Área
Área de la proyección horizontal de la cuenca de drenaje.
Pendiente
Es el valor representativo del cambio de elevación en el espacio de una
cuenca.
TIPOS DE CUENCAS
Exorreicas: avenan sus aguas al mar o al océano. Un
ejemplo es la cuenca del río Pánuco en Veracruz.
Endorreicas: desembocan en lagos o lagunas, siempre
dentro del continente. Por ejemplo los arroyos, cañadas y
cañones de las Sierra de La Fragua y San Marcos y Pinos
que desembocan en el valle de Cuatrociénegas
pertenecen a este tipo.
Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno , ya
que no desaguan en ningún río u otro cuerpo hidrográfico
de importancia, aquí pueden ponerse como ejemplo los
múltiples afluentes del carso huasteco que literalmente son
tragados por el terreno, algunos de ellos resurgirán más
abajo en los valles, muchos otros serán almacenados en el
subsuelo.
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EL RELIEVE DE LA CUENCA
El 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. Está formado por las montañas y sus flancos; por
las quebradas o torrentes, valles y mesetas.
PARTES DE UNA CUENCA
Cuenca alta: Es la parte de la cuenca en la cual predomina
el fenómeno de la socavación. Es decir que hay
asportación de material terreo hacia las partes bajas de la
cuenca, visiblemente se ven trazas de erosión
Cuenca media: Es la parte de la cuenca en la cual
mediamente hay un equilibrio entre el material sólido que
llega traído por la corriente y el material que sale.
Visiblemente no hay erosión.
Cuenca baja: Es la parte de la cuenca en la cual el
material extraído de la parte alta se deposita en lo que se
llama cono de deyección.
IMPLICACIONES ECOLÓGICAS DE LA CUENCA
Al interior de la cuenca, el agua funciona como distribuidor de insumos
primarios (nutrientes, materia orgánica, sedimentos) producidos por la
actividad sistémica de los recursos. Este proceso modela el relieve e
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influye en la formación y distribución de los suelos en las laderas, y por
ende en la distribución de la vegetación y del uso de la tierra.
La utilización del agua entra con frecuencia en conflicto con la
conservación del medio ambiente y la biodiversidad. Dada la
extraordinaria riqueza de recursos bióticos e hídricos de la cuenca y la
degradación a la que están siendo sometidos, el análisis de la relación
entre la gestión de los recursos hídricos y la del medio ambiente
constituye una prioridad.
La cuenca integra procesos y patrones de los ecosistemas, en donde las
plantas y los animales ocupan una diversidad de hábitat generado por
variaciones de tipos de suelo, geomorfología y clima en un gradiente
altitudinal.
La cuenca constituye una unidad espacial ecogeográfica relevante
para analizar los procesos ambientales generados como consecuencia
de las decisiones en materia de uso y manejo de los recursos agua,
suelos y vegetación. Por lo tanto, constituye un marco apropiado para
la planificación de medidas destinadas a corregir impactos ambientales
producto del uso y manejo de los recursos naturales.
FUNCIONES DE LA CUENCA
Los procesos de los ecosistemas que describen el intercambio de
materia y flujo de energía a través de la vinculación de los elementos
estructurales del ecosistema pueden ser vistos como un sistema: Dentro
de la cuenca, se tienen los componentes hidrológicos, ecológicos,
ambientales y socioeconómicos, cuyas funciones a continuación se
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describen:
Función Hidrológica
Captación de agua de las diferentes fuentes de
precipitación para formar el escurrimiento de manantiales,
ríos y arroyos.
Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y
tiempos de duración.
Descarga del agua como escurrimiento.
Función Ecológica
Provee diversidad de sitios y rutas a lo largo de la cual se
llevan a cabo interacciones entre las características de
calidad física y química del agua.
Provee de hábitat para la flora y fauna que constituyen los
elementos biológicos del ecosistema y tienen interacciones
entre las características físicas y biológicas del agua.
Función Ambiental
Constituyen sumideros de CO2.
Alberga bancos de germoplasma.
Regula la recarga hídrica y los ciclos biogeoquímicos.
Conserva la biodiversidad.
Mantiene la integridad y la diversidad de los suelos
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Función Socioeconómica
Suministra recursos naturales para el desarrollo de actividades
productivas que dan sustento a la población.
Provee de un espacio para el desarrollo social y cultural de la sociedad.
SERVICIOS AMBIENTALES
Del flujo hidrológico: usos directos (agricultura, industria, agua
potable, etc), dilución de contaminantes, generación de
electricidad, regulación de flujos y control de inundaciones,
transporte de sedimentos, recarga de acuíferos, dispersión de
semillas y larvas de la biota.
De los ciclos bioquímicos: almacenamiento y liberación de
sedimentos, almacenaje y reciclaje de nutrientes,
almacenamiento y reciclaje de materia orgánica, detoxificación
y absorción de contaminantes.
De la Producción biológica: creación y mantenimiento de
hábitat, mantenimiento de la vida silvestre, fertilización y
formación de suelos.
De la descomposición: procesamiento de la materia orgánica.
ZONAS DE FUNCIONAMIENTO HÍDRICO PRINCIPALES
Zona de Cabecera de las Cuencas Hidrológicas: garantizan
la captación inicial de las aguas y el suministro de las
mismas a las zonas inferiores durante todo el año.
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Zonas de Cabecera y Captación: Transporte en
condiciones de Cuencas Semiáridas
Zonas de Emisión de los Acuíferos: Las lagunas costeras
regulan el funcionamiento de los ecosistemas marinos
adyacentes. Los manglares están considerados entre los
ecosistemas más productivos y la actividad
socioeconómica asociada a los mismos abarca
actividades forestales, pesqueras, turístico-recreativas y
otras.
MÉTODOS DE CÁLCULO
Criterio de Alvord
Criterio de Horton
Considerando los criterios de ambos autores, optamos por elegir el
criterio de Horton; implica una malla sobrepuesta en la cuenca y
orientada según la dirección del cauce principal como se muestra
en la figura.
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Calculamos la pendiente media de la cuenca por medio de la
ecuación:
Las pendientes en la direcciones x , y se calculan como
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Dónde: Sx = Pendiente de la cuenca en la dirección x.
Sy = Pendiente de la cuenca en la dirección y
D = Desnivel constante entre curvas de nivel (m).
Lx = Longitud total de las líneas de la malla en la dirección x,
comprendidas dentro de la cuenca (m).
Ly = Longitud total de las líneas de la mallas en la dirección y,
Comprendidas dentro de la cuenca (m).
Nx = Número total de intersecciones y tangencias de las líneas de la
malla en la dirección x con las curvas de nivel.
Ny = Número total de intersecciones y tangencias de las líneas de la
malla en la dirección y con las curvas de nivel.
Finalmente la pendiente de la cuenca, Sc se calcula como
Dónde: Sc = Pendiente de la cuenca.
L = Lx + Ly
N = Nx + Ny
Ángulo entre las líneas de la malla y las curvas de nivel.
Procedemos a calcular la pendiente de la cuenca considerando
un = 1 y un desnivel de 50 m.
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Número de la
línea de la maya Nx Ny Lx Ly
0 13 0 965.47 0
1 24 10 2348.45 2970.78
2 45 23 5332.21 4443.37
3 67 33 8370.25 5865.71
4 122 41 14344.65 7228.2
5 127 51 15592.05 7648.05
6 127 49 16901.52 7828.17
7 111 54 18395.11 8008.52
8 103 51 18683.29 8067.87
9 115 59 18205.79 8233.29
10 123 55 18709.19 8657.86
11 116 80 15410.98 9174.74
12 66 75 7042.43 9687.89
13 0 97 0 10201.04
14 0 105 0 10675.44
15 0 94 0 11147.43
16 0 115 0 11417.76
17 0 118 0 11116.62
18 0 95 0 10858.96
19 0 39 0 6974.91
∑ 1159 1244 160301.39 160206.61
Total 2403 320508
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Se considera la pendiente como el promedio aritmético, Sc = 0.375, o
el promedio geométrico √
Elevación media
Es la altura medida de la cuenca sobre el nivel del mar o cualquier
otra referencia.
Método de cálculo
El desarrollo del cálculo contiene los siguientes parámetros:
a) Se construye una malla sobre el mapa topográfico de la cuenca.
b) Se determina la elevación de cada punto de intersección (nodo) de
la malla que esté dentro de la cuenca. (la elevación de los nodos
fueron calculadas por el método de la semejanzas de triángulos)
c) Se obtiene el promedio aritmético de todas las elevaciones, de
acuerdo con la siguiente expresión.
∑
Dónde: Em = elevación media (m o metros sobre el nivel del mar, “m.s.n.m.”)