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LA CUENCA DE DRENAJE

CUENCA HIDROGRFICA Superficie de terreno delimitada por una lnea divisoria de aguas, en cuyo interior toda el agua lluvia que cae y escurre superficialmente, es drenada a travs de una red de canales naturales hacia un punto de concentracin y evacuada fuera de la cuenca. Dicho punto de concentracin, a su vez, determina la divisoria de aguas. Con el agua tambin se evacan los residuos slidos del proceso de intemperizacin de las rocas y erosin de los suelos (sedimentos), as como otros desechos biolgicos, qumicos, antrpicos, etc.

Unidad de anlisis del drenaje (o escorrenta) en la cuenca en el ciclo hidrolgico

Punto de concentracinBalance hdrico en un volumen de control en un T dado:En la cuenca y en subcuencasEn un sector de cauce

CUENCA DEL ALTO MAGDALENA

DIVISORIAS DE AGUAS SUPERFICIAL Y SUBTERRNEA

Divisoria SuperficialDivisoria SubterrneaCORTE TRANSVERSAL DE UNA CUENCAEs usual suponer que las dos lneas divisorias coinciden, ante la dificultadde conocer la ubicacin de la divisoria subterrnea

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Punto de concentracinCmo se delimita una cuenca?Funcin como fuente de escorrenta (Q)Relacin lluvia escorrentaSimilitud con alcantarillado

RED DE DRENAJEEst constituida por el ro principal y sus tributarios.

CARACTERSTICAS FSICAS DE UNA CUENCA

RED DE DRENAJE:Corrientes de primer orden: Pequeos canales que no tienen tributos.Corrientes de segundo orden: Cando dos corrientes de primer orden se unen.Corrientes de tercer orden: Cuando dos corrientes de segundo orden se unen.Corrientes de orden n + 1: cuando dos corrientes de orden n se unen.

Strahler.Horton Strahler.Orden de cuenca.

CARACTERSTICAS MORFOLGICAS DE UNA CUENCA

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Ordenamiento de corrientes.Refleja el grado de ramificacin o bifurcacin dentro de una hoya.

CARACTERSTICAS MORFOLGICAS DE UNA CUENCA

CARACTERSTICAS MORFOLGICAS DE UNA CUENCAREA DE DRENAJE (A [Km2]):Es la magnitud de la proyeccin horizontal (plana) del rea incluida en el interior de su divisoria topogrfica.PERMETRO (P [Km]):Es la longitud de la lnea divisoria de aguas de la cuenca, medida en su proyeccin horizontal (plana).

CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS: FORMA DE LA HOYA (se relaciona con el tiempo de concentracin).

Factor de forma (kf):Es la relacin entre el ancho medio y la longitud axial de la hoya. La longitud axial de la hoya se mide siguiendo el curso de agua ms largo desde la desembocadura hasta la cabecera ms distante en la hoya.

B: Ancho medio, en km.L: Longitud cauce ms largo, en km.A: rea de drenaje, en Km2

Una hoya con factor de forma bajo, es menos susceptible a crecientes agudas que otra del mismo tamao pero con mayor factor de forma.

CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UNA CUENCA: FORMA

Densidad de drenaje (Dd)Es la relacin entre la longitud total de los cursos de agua de la hoya y su rea total.

Donde: L*: Longitud total corrientes de aguaA: rea total de la hoyaDd usualmente toma valores entre 0,5 km/km2 para hoyas con drenaje pobre hasta 3,5 km/km2 para hoyas excepcionalmente bien drenadas.

CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UNA CUENCA*

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Longitud media de escorrenta (): Es la distancia media que el agua tendra que recorrer al escurrir sobre los terrenos de una hoya, suponiendo que la escorrenta se diese en lnea recta desde el sitio donde cay la lluvia hasta la corriente mas prximaImaginando un forma rectangular de la cuenca de rea A:CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UNA CUENCA

cursos de agua

*

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Pendiente Media de la cuenca : Mtodo de la Cuadrcula [Mtodo ms completo]Consiste en determinar la distribucin de frecuencias de las pendientes del terreno por medio de una muestra estadstica de las pendientes normales a las curvas de nivel, de un nmero grande de puntos dentro de la hoya.Los pasos son:Determinar una cuadrcula regular sobre el plano de la cuenca, de tal manera que contenga un mnimo de 50 intersecciones dentro del rea de la cuenca. Cada interseccin determina un punto de medicin de la pendiente del terreno.Trazar, por interpolacin, la curva de nivel que pasara por cada punto de interseccin.En cada interseccin trazar una tangente a la curva de nivel que pase por el correspondiente punto.

CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UNA CUENCA: RELIEVE

Trazar por el punto una perpendicular a la tangente que llegue hasta las dos curvas de nivel adyacentes por arriba y por abajo (disponibles en el plano topogrfico), y se determina el valor su pendiente.

Se clasifican por intervalos de clase los valores de pendiente correspondientes a los diferentes puntos, as: N de intervalos = 1 + 3.3 Log(n) con n = Nmero de puntos consideradosEl tamao de la clase (en trminos de valores de pendiente) C, se toma como:

La pendiente media se determina como:

##

Se acostumbra a presentar la curva de distribucin acumulada de pendientes de una hoya teniendo como ordenadas las pendientes (en escala logartmica) y como abscisas las frecuencias acumuladas (en escala aritmtica).

CLASIFICACIN DE LOS TERRENOS SEGN LA PENDIENTE MEDIA:Pendiente media Denominacin 2%Llano 5%Suave10%Accidentado medio15%Accidentado medio25%Fuertemente accidentado50%Escarpado >50%Muy escarpado

Otra forma de calcular la pendiente media:

D: Diferencia promedio de cotas entre curvas de nivel sucesivas (Km).L: Longitud total de CURVAS DE NIVEL (Km).A: rea de la cuenca

Curva hipsomtricaEs la representacin grfica resumida del relieve de una hoya. Muestra la distribucin acumulada de la elevacin de los diferentes puntos que componen el terreno de la hoya (con referencia al nivel medio del mar).La curva hipsomtrica relaciona el valor de la cota del terreno, con el porcentaje del rea en la cual se presenta una cota igual o superior a la de un valor determinado.CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS (RELIEVE) DE UNA CUENCA

La moda de una curva hipsomtrica es el valor ms frecuente (mayor rea) del intervalo de clase de cotas que se encuentran en la superficie de la cuenta hidrogrfica.

Cota (m.s.n.m.)

En la mayora de los casos, sin embargo, se suele representar en el eje de las abscisas el rea acumulada en km2 en vez del porcentaje. Su construccin es idntica a la efectuada para la curva definida anteriormente.La elevacin media se calcula como se indica en la siguiente grfica:

Cota (m.s.n.m.)

Las curvas hipsomtricas, ponen de presente las caractersticas fisiogrficas de las hoyas o cuencas hidrogrficas.

Cota (m.s.n.m.)Cota (m.s.n.m.)

Pendiente de la corriente principalLa velocidad de escurrimiento de las corrientes de agua depende de la pendiente de sus cauces fluviales. A mayor pendiente mayor velocidadPendiente media (S1): es la cada total de elevacin del fondo del ro, dividida por la longitud entre los dos extremos del ro.Pendiente media ponderada (S2): Valor ms razonable. Se calcula trazando una lnea recta, tal que el rea bajo la curva de esa lnea sea igual al rea bajo la curva del perfil del ro.CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UN CAUCE

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Pendiente equivalente constante (S3): este valor sirve de ndice para dar una idea sobre el tiempo de recorrido del agua a lo largo del perfil longitudinal del rio.

Se subdivide el perfil en n tramos dependientes constante, de longitud y Pendiente:

CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UN CAUCE

__

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Rectngulo equivalenteSirve para comparar las caractersticas de las hoyas relacionadas con la escorrenta, y de ah su utilidad (muy utilizado en Francia)Se trata de representar la cuenca por un rectngulo de igual rea y permetro (igual ndice de compacidad o de Gravelius, Kc) que la cuenca.En dicha representacin tambin se tiene en cuenta la distribucin de reas segn su altitud, a partir de la curva hipsomtricarea del rectngulo equivalente => A = LM x Lmtal que LM es el lado mayor, y Lm el lado menor Permetro del rectngulo equivalente => P = 2(LM+Lm)con A (Km2), LM y Lm (Km)

CARACTERSTICAS MORFOMTRICAS DE UNA CUENCA

Previa manipulacin algebraica para el caso de Kc 1.12 para que exista una solucin real, es posible encontrar los valores LM y Lm, los cuales se pueden calcular como:

M

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El rectngulo equivalente se dibuja as:

El corte ZZ corresponde exactamente a la curva hipsomtrica, es decir, a la relacin entre la cota y el rea acumulada.

Las distancias entre las curvas de nivel del rectngulo equivalente son proporcionales a las reas que separan dichas curvas en la hoya hidrogrfica en consideracin.

LM

Lm

Ejemplo: para los siguientes valores:

Aplicando una regla de tres se hallan las longitudes a lo largo de la base del rectngulo equivalente:

177.25 km2 28.86 km (Valor de L hallado anteriormente)1.92 X

A lo largo de LM se dibujan lneas rectas y paralelas a Lm, cada una de las cuales representa una curva de nivel presente en la cuenca, localizndola a lo largo de LM, de manera proporcional al rea acumulada que se encuentra en y por encima de la citada cota.

x

OTROS ASPECTOS RELACIONADOS CON LAS CARACTERSTICAS FSICAS DE UNA CUENCA Y SU FUNCIN DE DRENAJEEl tiempo de concentracin del flujo

Los tipos de suelo presentes en la cuenca

Los tipos de vegetacin presentes en la cuenca

La actividad humana