PRONAMACHCS TARMA

MANEJO INTENSIVO DE MICROCUENCAS ALTOANDINAS

MIMA MUYLO - MULLUCRO

MORFOMETRIA DE CUENCAS

MINISTERIO DE AGRICULTURA

Edwin Zorrilla Delgado

MORFOMETRIA DE CUENCAS

ESTUDIO MORFOLOGICO DE LA CUENCA

1. DELIMITACIN DE LA CUENCA HIDROGRFICA

Una cuenca hidrogrfica se delimita por la lnea de divorcio de las aguas, entendindose

por lnea de divorcio la cota o altura mxima que divide dos cuencas contiguas.

Generalmente, la delimitacin de la cuenca como rea de estudio, en mapas o fotografas

areas, se hace siguiendo la lnea de mayor altura o divisoria de aguas, hasta encerrar

toda el rea cuyas aguas drenan a travs de un colector comn, en una seccin o punto

considerado, que bien puede ser la desembocadura o cualquier seccin de inters dentro

del cauce principal.

Cuando los lmites de las aguas subterrneas de una cuenca no coincidan con la lnea

superficial de divorcio, sus lmites se extendern subterrneamente hasta incluir la de los

acuferos que confluyan hacia la cuenca deslindada por las aguas superficiales.

PROCEDIMIENTO PARA DELIMITAR UNA CUENCA

1. Obtener una carta nacional, trabajar sobre ella o sobre una papel transparente.

2. Establecer el punto de inters sobre el cual se definir una cuenca, subcuenca o microcuenca (la

desembocadura o confluencia del ro).

3. Trazar con lpiz azul, la red de drenaje, principal y los tributarios.

4. Identificar en los extremos de la red los puntos ms altos (mayor cota), cerros, colinas o montaas.

Marcar estas referencias con color rojo.

5. Con la red de drenaje, los puntos de referencia ms elevados en el contorno de la cuenca, se procede a

marcar con color rojo la divisoria de las aguas.

6. Para identificar la divisoria, hay que tener en cuenta el valor de las curvas a nivel y cuando ellas indican

el drenaje fuera o dentro de la cuenca.

7. Tomar en consideracin algunas referencias; cuando curvas del mismo valor estn muy juntas significan

una gran pendiente, pero si estn muy separadas representan tierras planas. Curvas de forma cncava

hacia arriba y valores ascendentes significan un curso de agua. Curvas de forma convexa hacia arriba y

valores ascendentes, significan un cerro o montaa.

8. Como producto final se obtiene la cuenca delimitada, la red de drenaje y se puede repetir el

procedimiento a nivel de subcuencas y microcuencas.

Fuente: World Vision

La cuenca hidrogrfica - partes

cb

a

SUB CUENCA DEL RIO SHULLCAS

MAPA BASE

1. ESTUDIO MORFOMETRICO DE LA

CUENCA

Variables tiles para:

- La caracterizacin fsica de una cuenca.

- El estudio comparativo entre varias cuencas.

- En la prediccin de la respuesta hidrolgica y en la produccin

de sedimentos.

- En la formulacin de su plan de manejo.

Tipos de variables medibles en un mapa

a. Lineales

b. Superficiales

c. De desnivel

d. Variables calculadas mediante frmulas

A. Lineales

1. Permetro

Es la longitud de la divisoria topogrfica. Se mide a partir del

punto de salida de la cuenca punto de inters en el cauce.

2. Longitud del cauce principal (Lc)

Es la distancia del cauce principal desde el ro receptor hasta su

naciente cerca de la divisoria. Su suma junto con la longitud de

los cauces secundarios (Lcs) da la longitud total de cauces Ltc).

Tabla 1. Clases de valores de longitud del cauce

principal

Rangos de longitud (km) Clases de longitud del

cauce

7-11 Corto

11-15 Mediano

>15 Largo

3. Longitud axial (La)

Es la longitud en lnea recta del eje mayor de la cuenca.

4. Ancho medio (Am)

Es el promedio del ancho medido en varias secciones de la

cuenca. Tambin se ha definido como el cociente entre

el rea y la longitud axial.

5. Longitud total de curvas de nivel (Ltcn)

Es la suma de las longitudes de todas las curvas de nivel dentro de la cuenca.

6. Orden de corriente

Indica el grado de estructura de la red de drenaje. Se obtiene mediante la agregacin de corrientes.

Tabla 2. Clases de orden de corriente

Rangos de ordenes Clases de orden

1-2 Bajo

2-4 Medio

>6 Alto

7. Nmero de Escurrimientos

Es la cantidad de afluentes naturales (segmentos) de la cuenca. Constituye una medida de la energa

de la cuenca, de la capacidad de captacin de agua y de la magnitud de la red fluvial.

Tabla 3. Clases de valores afluentes

Rangos de escurrimiento Clases

0-170 Bajo

171-340 Medio

341-510 Alto

B. Superficiales

1. rea de la cuenca (A)

Es la superficie de la proyeccin de la cuenca sobre un plano horizontal del rea limitada por la

divisoria topogrfica en ha o km2. Se obtiene automticamente a partir de la digitalizacin y

poligonizacin de las cuencas.

2. rea entre dos curvas de nivel (Acn)

Es la superficie proyectada sobre un plano horizontal del rea entre dos curvas de nivel

consecutivas.

3. rea impermeable (Ai)

Es la superficie de las zonas rocosas o de suelo con textura de baja capacidad de infiltracin.

C. De desnivel

1. Diferencia de elevacin del cauce (Ecp)

Es la diferencia entre la altitud del punto ms alto y

ms bajo del cauce.

2. Pendiente del cauce principal

Es la inclinacin promedio del cauce.

H

S = ----- (100)

L

S: Pendiente media del cauce

H: Desnivel entre los puntos ms elevado y ms alto.

L: Longitud del cauce

Tabla 4. Clases de valores de pendiente del cauce

(%)

Rangos de pendiente Clases

30 Fuerte

3. Diferencia de elevacin de la cuenca (Ec)

Es la diferencia en m. entre la altitud del punto ms elevado en la divisoria y a la salida de la cuenca.

4. Pendiente media de la cuenca (Pm)

Es el grado de inclinacin media de la cuenca. Constituye un elemento importante en el efecto del agua

al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere y la erosin que produce.

a. Mtodo de Alvord

Estima un valor medio para toda la cuenca o para sectores determinados.

Pm% = (Ltcn* eq * 100)/A

Pm% = pendiente media de la cuenca en porcentaje (%)

Ltcn = longitud total de curvas a nivel

eq = equidistancia de las curvas de nivel en el plano (m)

A = rea en m2)

Valores altos de pendiente media indican menos oportunidad de infiltracin y menores tiempos de

concentracin. Las fuertes pendientes implica menor oportunidad de infiltracin, mayor cantidad y

velocidad de flujo superficial, mayor fuerza de arrastre y menor recarga de agua subterrnea si se

compara con una zona de pendiente baja.

b. Mtodo rea elevacin

Este mtodo, requiere de la medicin del rea de las

diferentes franjas de terreno, delimitada por las curvas de

nivel consecutivas y la divisoria de aguas.

Ai * eiEm = -------------

At

Em : Elevacin media de la cuenca en metros

Ai : rea de cada franja en (km2 o m2) de acuerdo al

tamao de la cuenca

ei : Promedio de las curvas de nivel que delimita cada

franja (km o m)

At : rea total de la cuenca en (km2 o m2)

Tabla 5. Clases de valores de elevacin media (m)

Rangos de elevacin Clases de

elevacin

< 200 Baja

200-1000 Moderada

>1000 Alta

D. Variables calculadas mediante frmulas

1. Densidad del drenaje (Dd)

La densidad de drenaje es la densidad de cauces por unidad de rea. Refleja controles topogrficos,

litolgicos, pedolgicos, vegetacionales y la influencia del hombre. Densidades altas significa una mayor

tendencia a producir sedimentos y escorrenta con mayor riesgo de crecidas torrenciales. Densidades bajas

se asocia con rocas resistentes y suelos impermeables

Ltc

Dd = -------

A

Dd = Densidad de drenaje (km/km2 )

Ltc = Longitud total de cauces (efmeros, intermitentes y perennes ) de la cuenca en km

A: rea de la cuenca en km2

Tabla 6. Clases de densidad de drenaje

Rangos de densidad (km/km2) Clases

10 Alta

2. Forma de la cuenca

a. Coeficiente de compacidad (Kc) o de Gravelius

Compara la forma de la cuenca con la de una circunferencia, cuyo crculo inscrito tiene la misma rea de la

cuenca en estudio. Las cuencas circulares, tienden a concentrar fcilmente la escorrenta. A mayor

coeficiente de relieve, mayor produccin de sedimentos.

P

Kc = 0,28 -------

AKc: Coeficiente de compacidad

P: Permetro de la cuenca

A: rea de la cuenca

Tabla 7. Clases de valores de compacidad.

Rangos de Kc Clases de compacidad

< 1.25 Redonda a oval redonda

1.25 1.50 De oval redonda a oval oblonga

>1.75 De oval oblonga a rectangular

oblonga

b. El coeficiente de forma (Kf)

Kf = A/La2

A = rea de la cuenca

La = Longitud axial

Este factor relaciona la forma de la cuenca con la de un cuadrado. Un valor de Kf superior a la unidad indica

el grado de achatamiento de la cuenca o el de un ro principal corto, con tendencia a concentrar el

escurrimiento de una lluvia intensa, originando grandes crecidas.

Tabla 8. Clases de valores de forma

Rangos de Kf Clases de forma

< 0,2 Muy poco achatada

0,2- 0,5 Ligeramente achatada

>0,5 Moderadamente achatada

(cuadrada)

c. El ndice de alargamiento (Ia)

Relaciona la longitud mxima de la cuenca en el sentido del ro principal y el ancho mximo de ella medido

perpendicularmente.

LmIa = -------

l

Ia: Indice de alargamiento

Lm: Longitud mxima de la cuenca

l: Ancho mximo de la cuenca

Valores cercanos a 1, es propio de cuencas cuya red de drenaje presenta la forma de abanico y un ro

principal corto. Valores superiores a la unidad, muestran cuencas alargadas.

Tabla 9. Clases de valores de alargamiento

Rangos de I Clases de alargamiento

3.0 Muy alargada

3. Coeficiente de masividad (Km)

Representa la relacin entre la elevacin media de la cuenca y su superficie. Este valor toma valores bajos

en cuencas llanas y altos en cuencas montaosas.

Elevacin de la cuenca (m )

Km = -----------------------------------------

rea de la cuenca (km2)

Tabla 10. Clases de valores de masividad

Rangos de Km Clases de masividad

< 35 Llana

35-70 Montaosa

>70 Muy montaosa

4. El tiempo de concentracin (Tc)

Es el tiempo que demora en viajar una partcula de agua desde el punto ms remoto hasta el punto de

inters. Corresponde al lapso entre el final de la lluvia y el momento en que cesa el escurrimiento

superficial. Algunas de las frmulas que se emplean para el clculo de este tiempo son las siguientes:

Kirpich: Tc= 0,06626 * (L2/s)0,385

Tmez: Tc= 0,126 * (L/S 0,35)0,75

Passini: Tc= 0,023 * (A*L/S)0,5

Pizarro: Tc= 13,548 * (L2/H)0,77

Tc: Tiempo de concentracin (min)

L: Longitud del cauce principal en (Km)

S: Pendiente del cauce principal (m/m)

A: rea de la cuenca (Km2)

H: Diferencia de alturas (m)

Tabla 11. Clases de tiempo de concentracin (min)

Rangos de Tc Clases

< 40 Rpido

40-80 Moderado

>80 Lento

1. Orientacin de la cuenca

Es la direccin geogrfica segn la resultante de la pendiente general. Distintos elementos pueden

relacionarse con la orientacin de la superficie.

- El nmero de horas sol sobre las vertientes de la cuenca. Este es un elemento bastante importante en la

medida que aumenta la latitud de la cuenca. Puede ser el factor principal en el clculo de la evaporacin y

la evapotranspiracin.

- La direccin de los vientos dominantes

- La direccin del movimiento de los frentes de lluvia

-Los flujos de humedad

E. Mapas diversos

2. Perfil longitudinal del cauce principal

PERFIL LONGITUDINAL RIO LA GRINGA

3. Patrones de drenaje

PATRN DE DRENAJE- erosionales

PATRN DE DRENAJE- deposicionales

PATRN DE DRENAJE- especiales

PATRN DE DRENAJE- individuales

4. Disponibilidad de agua por cuenca

MORFOMETRIArea

Permetro

Longitud de cauces

Longitud axial

Pendiente cuenca y cauces

Longitud curvas a nivel

Patrn de drenaje

Densidad de drenaje

Coeficientes de forma

ndice alargamiento

Coeficiente de masividad

Tiempo de concentracin

Ancho medio

Coeficiente de relieve

Orientacin

Perfil transversal Perfil longitudinal

Mapa de pendientes

Curva hipsomtrica

Altitudes

Orden de corriente

Longitud vertientes

IPH

otros