Cuenca Hidrografica Natural

S.E.P.

S.N.E.S.T.

ESPECIALIDAD: ING. CIVIL MATERIA: HIDROLOGIA SUPERFICIAL.

D.G.E.S.T.

TEMA: UNIDAD 1: CUENCA HIDROLOGICA PRESENTA: . CATEDRÁTICO: ING. ARMANDO CASTILLEJOS SANCHEZ SEMESTRE: GRUPO: “F” JUCHITÁN DE ZARAGOZA, OAX. 26 DE FEBRERO DEL 2015

ÍNDICE CUENCA HIDROGRAFICA. Una cuenca u hoya hidrográfica se define como una zona de la superficie terrestre donde las agua caídas por precipitación tienden a ser drenadas por sistemas fluviales para formar un solo cauce principal, contando así con un solo punto de evacuación, es decir, que drena sus aguas al mar o a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago. Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos tipos de cuencas: endorreicas y exorreicas. En las primeras el punto de salida está dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago; en las segundas, el punto de salida se encuentra en los límites de la cuenca y está en otra corriente o en el mar. Una cuenca hidrográfica constituye uno de los rasgos principales del paisaje, está delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas y el proceso de formación en la mayoría de los casos está determinado por la erosión fluvial y el transporte y deposición de sedimentos. Una cuenca hidrográfica se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, pero asociada a cada una de éstas existe una cuenca subterránea, cuya forma en planta es semejante a la superficial, pero que recibe el nombre de cuenca hidrológica. La superficie terrestre debe considerarse entonces para una cuenca hidrográfica como impermeable, para excluir las aguas subterráneas y los acuíferos.

Parte aguas: línea imaginaria que divide cuencas adyacentes y distrubuye el escurrimiento producido por la precipitación. Cuenca alta: es la parte de la cuenca en la cual predomina el fenómeno de la socavación 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 pequeña: aquella cuyo escurrimiento es altamente sensible a ññuvias de alta intensidad y poca duración.

TIPOS DE CUENCAS. Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al océano. Endorreicas: desembocan en lagos lagunas o sobre los que no tienen comunicación 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 cañadores de la meseta central protagónico pertenecen a este tipo ya que no desaguan a un rio otro elemento hidrográfico de importancia.

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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 línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico que sirve para delimitar la cuenca hidrográfica y/o separar una cuenca de las cuencas vecinas. El agua precipitada a cada lado de la divisoria de aguas desemboca generalmente en ríos distintos. La divisoria de aguas de la cuenca se puede trazar indicando la longitud y latitud de los puntos más altos a lo largo de ésta, asumiendo que entre ellos la línea que los une es una línea recta.

PERÍMETRO DE LA CUENCA El perímetro de la cuenca se refiere a la longitud de la divisoria de aguas. Es característico para cada cuenca, pues su magnitud será diferente aun cuando su área sea igual a otra. ÁREA DE LA CUENCA El área de la cuenca está definida como la proyección horizontal de toda la cuenca delimitada por la divisoria de aguas, conocida también como área de recepción o drenaje. Se expresa en hectáreas si la cuenca es pequeña o en kilómetros cuadrados cuando es mayor, generalmente se trabaja con una sola cifra decimal. Para el cálculo de las áreas se utilizaba el planímetro; sin embargo actualmente se usan más las computadoras para hallar este parámetro apoyados en fotografías satelitales. ANCHO DE LA CUENCA El ancho se define como la relación entre el área y la longitud de la cuenca y está expresado en unidades de longitud. RÍO PRINCIPAL El río 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 máximo), o bien el de mayor longitud o mayor área de drenaje. Estos conceptos son más bien arbitrarios y solamente aplicables a cuencas exorreicas. AFLUENTES Las corrientes tributarias o afluentes son los ríos secundarios que desaguan en el río principal. Cada afluente tiene su respectiva cuenca, denominada subcuenca. Entre más afluentes tenga una cuenca, es decir, entre mayor sea el grado de bifurcación de su sistema de drenaje, más rápida será su respuesta a la precipitación. LONGITUD DE LA CUENCA La longitud de la cuenca puede estar definida como la distancia horizontal del curso del río principal entre la desembocadura (estación de aforo) y un punto aguas arriba de la naciente donde la tendencia general del río principal corte la línea de contorno de la cuenca (divisoria de aguas).

COEFICIENTE DE COMPACIDAD Ó ÍNDICE DE GRAVELIUS (KC) El coeficiente de compacidad es indicador de la regularidad geométrica de la forma de la cuenca. El índice de compacidad de Gravelius (Kc) es la relación entre el perímetro de la cuenca y la circunferencia de un círculo que tenga igual superficie que la de la cuenca (Díaz et al., 1999). Su fórmula es:

Donde: Kc = coeficiente de compacidad ó índice de Gravelius (adimensional) P = perímetro de la cuenca (km) A = área 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 Río San Miguel se obtuvieron con ArcView, tanto el perímetro (494.11 km) como el área (3,845.98 km2), que sustituidos en la fórmula, queda:

Por lo tanto se concluye que la cuenca es muy alargada. 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. Es muy importante ya que puede tener más influencia sobre la respuesta hidrológica que la forma misma de la cuenca. El relieve de la superficie de una cuenca está caracterizado por sus curvas hipsométricas.

CURVA HIPSOMÉTRICA La curva hipsométrica es un parámetro relativo al relieve de la cuenca que representa la variación entre la altitud o cota y el área drenada por debajo o por encima de dicha altitud. La curva hipsométrica se construye llevando al eje de las abscisas los valores de la superficie drenada proyectada en km2 o en porcentaje, obtenida hasta un determinado nivel, el cual se lleva al eje de las ordenadas, generalmente en metros. Es posible convertir la curva hipsométrica en función adimensional usando en lugar de valor es total es en los ejes, valores relativos: dividiendo la altura y el área por sus respectivos valores máximos y expresados en porcentajes. El gráfico adimensional es muy útil en hidrología para el estudio de similitud entre dos cuencas, cuando ellas presentan variaciones de la precipitación y de la evaporación con la altura. Se usa además como una indicación del potencial hidroeléctrico de una cuenca y también han sido asociadas con las edades de los ríos de las cuencas.

CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE DRENAJE. La función principal de un sistema de drenaje es la de permitir la retirada de las aguas que se acumulan en depresiones topográficas del terreno, causando inconvenientes ya sea a la agricultura o en áreas urbanizadas. El origen de las aguas puede ser:  

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Por escurrimiento superficial Por la elevación del nivel freático, causado por el riego, o por la elevación del nivel de un río próximo Directamente precipitadas en el área.

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 sedimentación, así como para interceptar y desviar el agua que se dirige hacia la parcela desde terrenos colindantes más 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 infiltración del agua en el suelo, inferior a la intensidad de la precipitación. ● “Poca” pendiente de los suelos que no propicia el escurrimiento. Un sistema de drenaje superficial tiene tres componentes básicos, 1) el sistema de recolección, 2) el sistema de desagüe y 3) el sistema de colección (drenes superficiales colectores), que reciben el escurrimiento captado para trasladarlo fuera de los límites de los terrenos protegidos y posteriormente a algún cauce natural, reservorio, mar, etc. El sistema de recolección del agua puede ser uno o componerse de varias de las siguientes obras: ● Nivelación, emparejamiento o “conformación” 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 continúa hacia una zanja conectada con los colectores de drenaje. ● Zanjas, canales o desagües, 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 protección o encauzamiento del agua hacia las zanjas colectoras. Se puede complementar con drenes “topo” o con drenaje subterráneo entubado. ● Colectores de drenaje. ● Pozos de absorción o drenaje vertical.

● Una combinación de los anteriores. Los canales, zanjas, bordos y drenes subterráneos pueden construirse de tres formas: ● En paralelo en terrenos casi planos con topografía uniforme.

Con pendiente cruzada que siguen el contorno de la pendiente en terrenos moderadamente inclinados de topografía irregular (espina de pescado).

Localizado para drenar las depresiones donde existen encharcamientos en terrenos relativamente planos de topografía ondulada.

CICLO HIDROLÓGICO DEL AGUA.

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico. El agua de la hidrósfera procede de la desfragmentación del metano, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litósfera. La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos). El segundo compartimento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa. Por último, una fracción menor está presente

en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales.

LOS PRINCIPALES FACTORES QUE INTERVIENEN: EVAPORACIÓN El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

CONDENSACIÓN Se denomina condensación al proceso físico que consiste en el paso de una sustancia en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa.

PRECIPITACIÓN

Es cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia). La atmósfera también pierde agua por condensación (rocío o escarcha) que pasan según 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 caída; mientras que en el rocío y la escarcha el cambio de estado se produce directamente sobre las superficies que cubren al encontrarse a una temperatura más fría.

INFILTRACIÓN Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, cortan la superficie del terreno.

ESCORRENTÍA Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

CIRCULACIÓN SUBTERRÁNEA Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. 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 circulación siempre pendiente abajo. Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

VUELTA A EMPEZAR El proceso se repite y as í no se pierde nunca el agua

BALANCE HIDROLÓGICO El Balance Hidrológico relaciona las variables que intervienen en el ciclo hidrológico. Se aplica en todos los casos que tienen que ver con la distribución de los recursos hidráulicos a nivel global, o en cuencas particulares. Es imprescindible en los estudios de regulación de embalses y en los proyectos de suministro de agua para acueducto, riego y generación hidroeléctrica.

CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DE DRENAJE. Las características 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 está relacionado con las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca. Así una corriente puede ser efímera, intermitente o perenne. Una corriente efímera es aquella que solo lleva agua cuando llueve e inmediatamente después. Una corriente intermitente lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en épocas de lluvias; su aporte cesa cuando el nivel freático desciende por debajo del fondo del cauce. La corriente perenne contiene agua todo el tiempo, ya que aun en época de sequía es abastecida continuamente, pues el nivel freático siempre permanece siempre por arriba del fondo del cauce. El orden de las corrientes es una clasificación que proporciona el grado de bifurcación dentro de la cuenca. El procedimiento más común es considerar como corriente de orden uno, aquellas que no tienen ningún tributario; de orden dos a los que solo tienen tributarios de orden uno de orden tres aquellas corrientes con dos o más tributarios de orden dos, etc. Así, el orden de la corriente principal indicara la extensión de la red de corrientes dentro de la cuenca. LONGITUD DE TRIBUTARIOS. La longitud de tributarios es una indicación de la pendiente de la cuenca, así como el grado de drenaje. Las aguas escarpadas y bien drenadas usualmente tienen numerosos tributarios pequeños, 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 relación entre el número de corrientes y el área drenada.

Para determinar el número de corrientes solo se consideran las corrientes perennes e intermitentes. La corriente principal se cuenta como una desde su nacimiento hasta su desembocadura. Después se tendrán todos los tributarios de orden inferior, desde su nacimiento hasta la unión con la corriente principal, y así sucesivamente hasta llegar a los tributarios de orden uno. DENSIDAD DE DRENAJE. Esta característica proporciona una información más real que la anterior, ya que se expresa como la longitud de· las corrientes por unidad de área, o sea que

Donde: A

área 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/HIDRO LOGIA.PDF http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/7 37/A5.pdf?sequence=5