Factores FisiogrficosQue influyen en la escorrenta

USO DE LA TIERRATIPO DE SUELOEL AREA DE LA CUENCAFORMAELEVACIONPENDIENTEORIENTACIONLA RED DE DRENAJE

Uno de los factores ms importantes

Situaciones.

Cubierta de hojas, ramas y pastos, acumulada durante muchos aos, evitan que las lluvias ms fuertes vayan a producir escorrenta que llegue a los canales de drenaje, y por lo tanto, no resultarn grandes crecidas.

Si el rea es deforestada y la tierra es cultivada, el suelo quedar compactado y como resultado las lluvias que previamente, quedaban en la cuenca, ahora corrern rpidamente sobre la superficie, hasta llegar a los canales de drenaje, produciendo crecidas no experimentadas con anterioridad.USO DE LA TIERRA

Las caractersticas de la escorrenta son influenciadas altamente por el tipo predominante del suelo debido a la variacin en las capacidades de infiltracin de los diversos suelos lo cual depende del tamao de sus granos, de su cementacin, de su forma y de su arreglo.

Suelos que contienen partculas coloidales se encogern e hincharn con los cambios del contenido de humedad que afectarn las capacidades de infiltracin.

La porosidad afecta tanto la infiltracin como la capacidad de almacenamiento. Algunas rocas tienen porosidades menores que el 1%, mientras que existen suelos compuestos principalmente de materia orgnica, en los cuales la porosidad es tan alta cmo el 80 o el 90%. La porosidad depende principalmente del arreglo, de la seleccin de la forma y del grado de compactacin de los suelos.TIPO DE SUELO

TIPO DE SUELO

EL AREA DE LA CUENCACada cuenca est rodeada por una divisoria que es una lnea que divide la precipitacin que cae en dos cuencas adyacentes.

En general, cada cuenca tiene una divisoria superficial o topogrfica que demarca el rea desde la cual se produce el escurrimiento superficial al sistema de drenaje, mientras que existe otra divisoria del agua Subterrnea o divisoria fretica, determinada generalmente por la estructura geolgica y algunas veces influenciada por la topografa, que fija la frontera del rea que contribuye con agua subterrnea a cada sistema fluvial.

Cuando estas dos divisorias no coinciden se dice que se produce una fuga de la cuenca que es igual al flujo subterrneo del rea entre las dos cuencas. Este flujo subterrneo se mueve a travs de la divisoria topogrfico.

EL AREA DE LA CUENCA

El rea de la cuenca se considera que es el rea que contribuye, con escorrenta superficial y esta limitada por la divisoria topogrfica.

Usualmente la ubicacin exacta de la divisoria fretica es desconocida.

La ubicacin de la divisoria fretica usualmente no es fija y permanente, sino que cambia con los cambios del nivel del agua subterrnea.

A medida que el nivel subterrneo es ms alto, la divisoria fretica y superficial son ms coincidentes.

En general, si no existe informacin, se asume que las dos divisorias son coincidentes.

EL AREA DE LA CUENCA

Efecto del rea de la Cuenca sobre las Crecidas.

Si los factores, profundidad y la intensidad de la precipitacin permanecen constantes, la escorrenta total expresada en milmetros de profundidad sobre el rea de drenaje, ser la misma independientemente del tamao de la cuenca.

La base del hidrograma de la crecida se ampliar a medida qu el rea de la cuenca aumente, mientras mayor sea la cuenca, mayor ser el tiempo para que la crecida pase por una estacin dada.

El caudal mximo disminuir a medida que el rea aumenta.

A medida que el rea de la cuenca aumenta, la mxima intensidad de la lluvia que pueda ocurrir para una frecuencia dada, disminuye, por lo tanto, el pico de la crecida disminuir.

La escorrenta superficial es igual a la precipitacin menos la infiltracin despreciando otras prdidas.

tc = 1 datc = 4 dasPr = 120 mmPr = 240 mmfr = 40 mm/diafr = 40 mm/dla'Pe = 120- 1x40 = 80Pe = 240-4*40 = 80Agua disponible paraAgua disponible parala escorrenta:la escorrenta:80 mm/dia80/4 =20- mm/da,

Crecidas que apresadas en m3/s/KM2 son mayores en la cuenca pequea.Efecto del rea de la Cuenca sobre las Crecidas.

Efectos Sobre El Caudal Mnimo.

Despus que termina la escorrenta superficial el caudal es producido solamente por las aguas subterrneas.

A medida que este almacenaje se va agotando, el caudal se va haciendo menor, hasta que toda la corriente se seca, a menos que el almacenaje sea llenado nuevamente por la precipitacin.

Las lluvias que vuelven a llenar el almacenaje son frecuentemente locales y cubren un rea de pocos kilmetros cuadrados Por lo tanto es ms probable para las cuencas grandes, tener un caudal sostenido de sequa que en el caso de cuencas pequeas.

Efecto Sobre el Caudal Mnimo

tiempo de vaciadotiempo de vaciado

menor tiempo de vaciadomayor tiempo de vaciadocaudal sostenido por corto tiempocaudal sostenido por largo tiempo

Efectos sobre el Caudal Medio.

Un estudio hecho en los EE.UU. en varias cuencas de drenaje revela que la produccin promedio unitaria raramente se mantiene constante a travs de la longitud del canal de la corriente. Las razones para estos cambios son usualmente atribuibles a condiciones superficiales, es decir el carcter de la cuenca raras veces es el mismo a travs de un gran sistema de drenaje. Estas variaciones, son por lo tanto, no directamente atribuibles al tamao, sino a otros factores. No influye el rea solamente.

La forma de una cuenca de drenaje rige la intensidad a la cual el agua llega a la corriente principal, a medida que ella se mueve a lo largo de su curso.

Las formas de las grandes cuencas de drenaje en trminos generales estn fijadas, al menos en parte, por estructuras geolgicas mayores.

Estas estructuras comnmente fijan la posicin de las cabeceras de las cuencas de drenaje ms importantes, mientras que los controles laterales pueden ser definidos o por estructura geolgicas o por erosin.

Para las cuencas ms pequeas la erosin es usualmente el factor dominante.

Varios ndices han sido sugeridos para expresar la forma de la cuenca. GraveliusEL AREA DE LA CUENCA

FACTOR DE FORMAGravelius F= A/L2

Tambin el coeficiente de forma K = P/CP = permetro de la cuenca.C = Permetro del crculo cuya rea es igual a la de la cuenca

A : reaL : longitud Axial

Una cuenca con un factor de forma bajo tiene menor posibilidad de tener una precipitacin intensa simultneamente sobre toda su extensinEL AREA DE LA CUENCA

EL AREA DE LA CUENCA

ELEVACION

La variacin en elevacin y tambin la elevacin media de una cuenca de drenaje son factores importantes, en relacin a la temperatura y a la precipitacin, particularmente a la fraccin de precipitacin que cae como nieve.

Para cuencas grandes, la elevacin media se puede determinar por el mtodo de interseccin, el cual consiste en:

Tomar un mapa topogrfico de la cuenca y subdividirlos en cuadrados de igual tamao por suficientes lneas

De tal forma, que por lo menos cien intersecciones caigan dentro del rea.

La elevacin media de la cuenca se toma como el promedio de las elevaciones de todas la intersecciones.

Un anlisis ms completo de las caractersticas de elevacin de una cuenca se puede hacer midiendo en una mapa adecuando las reas que yacen entre pares sucesivas de curvas de nivel. Se calculan los porcentajes del total que cada una de estas reas constituye, y se obtiene el porcentaje de rea total que yace por encima o por debajo de cada curva de nivel, por sumatoria de la forma.ELEVACION

Curvas de nivel reas entre curvasPorcentaje Porcentaje del total sobrelmites (pies) (1)de nivel (acres) (2)del total (3)la curva de nivel inferior (4)170-3005002.4100.0300-40017008.297.6400-50019009.289.4500-600240011.614.5600-700300014.514.3700-800297014.354.1800-900227011.039.8900-1000218010.528.81000-110015007.218.31100-12006403.111.11200-13006103.08.01300-14004102.05.01400-18006203.03.0

E=Sa*e/A

A : rea media entre curvase : elevacin media entre curvasA : rea totalE : elevacin media de la cuencaElevacin mediana muestra que 50% de rea de drenaje se encuentra por encima de cota 650 m

Grfico1

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

Elevacion

% de Area sobre varias elevaciones

Elevacin

curva hipsomtrica (tabla1)

Hoja1

Porcj. De area sobre varias elevac.Elevacion

41400

51300

81200

111100

181000

29900

40800

54700

68600

81500

90400

95300

100200

102100

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Elevacion

curva hipsomtrica (tabla1)

Hoja2

Hoja3

PENDIENTE

La pendiente de una cuenca de drenaje tiene una relacin importante, pero ms bien compleja con la infiltracin, la escorrenta superficial, la humedad del suelo y la contribucin del agua subterrnea a la escorrenta.

Es uno de los factores que controla el tiempo de escurrimiento y concentracin de la lluvia el los canales de drenaje y tiene una importancia directa en relacin a la magnitud de las crecidas.

La pendiente afecta la relacin precipitacin escorrenta, principalmente por la velocidad que imprime al escurrimiento superficial, lo que acorta el perodo de infiltracin, y produce una mayor concentracin de escurrimiento superficial en las corrientes. PENDIENTE

Las lneas ab y cd se dibujan equidistantes de las curvas de nivel 400 y 410 y entre las 410 y la 420 respectivamente representando: a= el rea de la franja a,b,c,d; w= el ancho promedio de la franja a,b,c,d; l = longitud de la curva de nivel 410; s= pendiente promedio de la franja a,b,c,d; S = pendiente promedio de la cuenca; D = intervalo entre curva de nivel A = el rea de la cuenca. L = longitud total de las curvas de nivel; entonces s1 = =

y ponderando la pendiente de cada franja de acuerdo con su rea S = de la cual S= D (l + l+....+ ln)= DL A A

En otras palabras, la pendiente promedio de la cuenca, es igual a la longitud total de las curvas de nivel multiplicada por el intervalo entre curvas de nivel y dividida por el rea de la cuenca.PENDIENTE

Este factor afecta las perdidas por evaporacin y transpiracin, por su influencia en la cantidad de calor recibido del sol. Tambin influye en las reas templadas, en el tiempo de derretimiento de las nieves acumuladas.

Tambin la orientacin de la cuenca montaosa con respecto a la direccin de los vientos prevalecientes, es importante por su relacin con respecto a la direccin de movimiento de tormenta.ORIENTACION

LA RED DE DRENAJE

Otra caracterstica importante de la cuenca es el arreglo de los cauces.

Primero, porque la eficiencia del sistema de drenaje y por lo tanto las caractersticas del hidrograma resultante son dependientes de este factor mientras ms eficiente sea el drenaje, ms rpida es la respuesta de la corriente superficial y viceversa.

Por esta razn, un mapa ordinario del sistema de drenaje, provee un ndice confiable de la permeabilidad de la cuenca y da alguna indicacin de su productividad.

Por otra parte, la red de drenaje es indicacin de la naturaleza del suelo y de las condiciones superficiales que existen en la cuenca, ya que el carcter de los canales formados a travs de procesos erosivos, est definitivamente relacionado y restringido por el tipo de material de los cuales estos canales estn hechos.Mientras ms permeable, menos tributarios menores.

Mientras ms pendiente, ms tributarios menores

ORDEN DE LOS CAUCES

Cada ro largo tiene sus tributarios importantes, cada uno de los cuales tiene a la vez sus propios tributarios y as sucesivamente hasta llegar a las ultimas ramas de la red de drenaje.

Como regla general, mientras ms largo sea el cauce mayor es el numero de bifurcaciones. Es conveniente clasificar los cauces de acuerdo con el numero de bifurcaciones.

El procedimiento ms comn es designar todos los tributarios que no se ramifican como de primer orden.

Los causes que reciben solamente tributarios de primer orden como de segundo orden.

Los de tercer orden sern los formados por la unin de dos de segundo orden y as sucesivamente.

De esta manera el nmero de orden del cauce principal indica inmediatamente la extensin de bifurcaciones de sus tributarios y en general es una indicacin directa del tamao y extensin de la red de drenaje.LA RED DE DRENAJELas caractersticas de la red de drenaje pueden ser bien descritas, mediante:

1) Orden de los cauces;2) Longitud de los tributarios;3)Densidad de los cauces4) Densidad de drenaje y longitud de la corriente superficial.

LA RED DE DRENAJE

Para determinar correctamente el orden de un cauce y hacer un anlisis completo de la red de drenaje, es necesario tener un mapa de la cuenca que muestre todos los tributarios, incluyendo los perennes y los intermitentes, pero no deben incluir las crcavas efmeras producidas por la lluvia, y los cuales no se han desarrollado como causes definitivos.

LA RED DE DRENAJELongitud de los tributarios.

La longitud de los tributarios es una indicacin de la pendiente de la cuenca de drenaje, as como tambin el grado de drenaje.

Las reas pendientes y bien drenadas usualmente tienen numerosos tributarios pequeos, mientras que las regiones planas donde los suelos son profundos y permeables, solamente existen tributarios relativamente largos que se mantienen como cauces perennes.

La longitud de los cauces se mide con curvimetros en mapas topogrficos.

Densidad de los cauces.

La densidad de los cauces o frecuencia de los cauces de una cuenca de drenaje, puede expresarse relacionando el nmero de cauces con el rea drenada. Si NS es el nmero de cauces en la cuenca y A es el rea total, la densidad de cauces de Ds puede expresarse como sigue: Esto es el nmero de cauces por km2.Esta relacin no provee una verdadera medida de eficiencia de drenaje. En la figura siguiente se representan dos cuencas de igual tamao, cada una teniendo el mismo nmero de cauces, sin embargo, es evidente que la cuenca A est mejor drenada que la cuenca B.LA RED DE DRENAJE

Densidad de Drenaje:

La densidad de drenaje se expresa como la longitud de cauces por unidad de rea

La densidad de drenaje varia inversamente con la longitud del escurrimiento y por lo tanto, provee por lo menos una indicacin de la eficiencia de drenaje de la cuenca.

LA RED DE DRENAJE

Drenaje Indirecto

Existen casos importantes en que los ros no se alimentan directamente del escurrimiento superficial, como sucede en los casos de topografa Krstca y en superficies MUY permeables y planas. En estos casos, el agua se infiltra en el suelo, y ms tarde llega a canales subterrneos donde desemboca en corrientes lejanas, en lagos o en el mar.LA RED DE DRENAJE

Drenaje Artificial

Las tierras bajas cuando no estn inundadas, por lo menos tienen una capa fretica cerca de la superficie de la tierra. Tales reas pueden ser mejoradas para pastos y agricultura mediante drenaje superficial o subterrneo.

Las tierras pueden ser mejoradas, removiendo el agua superficial ms rpidamente despus de las lluvias y bajando la masa de agua a un nivel optimo para los cultivos. El drenaje superficial hace ms rpida la remocin de la escorrenta superficial y por lo tanto, aumenta el caudal de las crecidas del rea inmediatamente drenada. Sin embargo, si esta rea es solamente una porcin y est en la parte ms baja de la cuenca en consideracin, su drenaje puede reducir los picos de las crecidas salida de la cuenca, permitiendo que las ,aguas del rea baja salgan antes de la llegada de las aguas de los tributarios superiores. Inversamente, si el rea drenada est en las cabeceras, el tiempo de concentracin reducido y los picos de las crecidas aumentarn.LA RED DE DRENAJE