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Quebrada Valencia

Date post: 10-Oct-2015
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTA DE CIENCIAS FISICASE.A.P. DE INGENIERIA MECANICA DE FLUIDOS

CURSOIngeniera de Recursos Hdricos

Trabajo N 01Delimitacin de la Cuenca de la Quebrada Valencia y Clculos de sus Parmetros Geomorfolgicos

ALUMNOngel Enrique Fernndez Castro

PROFESORIng. Douglas Sarango Julca

Semestre 2014 IILima Per2014

INTRODUCCINA medida que va pasando el tiempo debido al cambio climtico, por lo tanto cambios meteorolgicos e hidrolgicos la configuracin de los recursos hdricos cambia, en consecuencia su distribucin tambin variara de acuerdo al lugar.Entonces es imprescindible contar con informacin que describa este fenmeno, para tratarlos, analizarlos y obtener conclusiones que nos sirvan para tomar acciones frente a algn caso o situacin que se presente.La nica accin que debera existir, una general, es el aprovechamiento racional y efectivo de los usos tanto poblacional, energtico, agrcola, industrial y minero que asegure el equilibrio ecolgico e integral de los espacios geogrficos. Es por ello que nace el concepto de Cuenca Hidrogrfica y Parmetros Geomorfolgicos que son; un sistema determinado por variables meteorolgicas e hidrolgicas (el elemento principal puede ser o un rio o una quebrada) y caractersticas y propiedades que describen este sistema. Estos parmetros facilitan el empleo de frmulas hidrolgicas, en su mayora empricas, de tal manera que luego de obtenerlos nos permita tener informacin cuya conclusin final nos permita realizar una u otra accin o actividad.Existen una variedad de parmetros geomorfolgicos en las cuencas hidrogrficas entre ellos tenemos: el permetro, coeficiente de compacidad, factor de forma, densidad de drenaje, frecuencia de ros, etc.Uno de los parmetros ms importante es el rea de la cuenca, este vara indefinidamente y depende del relieve natural del terreno y de la divisoria aguas de la cuenca. Sirve de base para determinar otros elementos (parmetros, coeficientes, relaciones, etc.). La exactitud y precisin en la determinacin del rea influyen en gran medida para determinar los dems factores de la cuenca hidrogrfica.A continuacin desarrollaremos todo lo antes mencionado en un caso particular que corresponde al Estudio de la Cuenca de la Quebrada Valencia ubicada en la provincia de Jan, departamento de Cajamarca.

OBJETIVODelimitar y calcular los parmetros geomorfolgicos de la cuenca de la quebrada valencia

I. ASPECTOS TEORICOS1.1 Cuenca Hidrogrficaa) DefinicinLa cuenca hidrogrfica es un sistema que presenta como principal entrada la lluvia, y como salida el caudal, la evapotranspiracin, el flujo subsuperficial y la percolacin.rea de terreno donde las aguas cadas por precipitacin se concentran para formar un solo curso de agua principal hacia un colector (rio, ocano, lago, etc.).

Fig. 1 CUENCAS A DIFERENTES ESCALAS

b) Divisoria de AguasLa divisoria es la lnea topogrfica que separa superficialmente dos cuencas hidrogrficas, cuyas salidas no necesariamente coinciden en un rio comn determinado.Aparte de la divisoria topogrfica o superficial, existe la divisoria fretica o subterrnea. Esta ltima establece los lmites de los cuerpos de agua subterrnea, de donde se deriva el caudal base de la misma cuenca. Las divisorias difcilmente coinciden, l divisoria fretica varia con la posicin (el nivel fretico es el nivel que determina el agua subterrnea y sobre el que acta la presin atmosfrica)

c) Delimitacin de una Cuencala delimitaron de una cuenca, se hace sobre un plano o papa de curvas de nivel siguiendo las lneas del divortium acuarum (parte aguas), la cual es la lnea imaginaria que divide cuencas adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin, que en cada sistema de corriente, fluye hacia el punto de la salida de la cuenca.

El trazado de una cuenca consta de:1) remarcar los tributarios del rio principal2) aproximacin, seguir los puntos de nivel topogrfico. Las divisorias de agua siguen las cotas cumbres en forma perpendicular.3) ajuste, la lnea de divisorias tiene que pasar por el punto mas alto

Fig. 2 DELIMITACION DE UNA CUENCA

1.2 Parmetros Geomorfolgicosrea de la CuencaEs la proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular, se obtiene despus de delimitar la cuenca.La delimitacin exacta de las cuencas se efecta sobre los planos correspondientes a la restitucin planialtimetricas a escala adecuada. De acuerdo a los rdenes de magnitud de las escalas de los planos base en trabajos de hidrologa, se suelen considerarse como suficientes las escalas de trabajo en todos las casos se determina primero la lnea de contorno de cada cuenca coincidente con la divisoria topogrfica. Unidad km2 o Has

Permetro de la CuencaSe refiere al borde de la forma de la cuenca proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular, se obtiene despus de delimitar la cuenca.

Fig.3 PERIMETRO DE UNA CUENCA

Coeficiente de Compacidad (kc)Una cuenca vertiente est definida en primer lugar por su contorno, que tiene una forma determinada y encierra una cierta rea, A. es evidente que esta forma tendr una gran influencia sobre la configuracin del hidrograma resultante de una lluvia dada. El ndice utilizado para representar esta caracterstica es el coeficiente de compacidad de Gravelius, o simplemente ndice de compacidad

o

cercano a 1, la forma de la cuenca se aproxima a la circular y entre ms alejado de ella, mas irregular es su forma en relacin con el circulo.

Factor de Forma (kd)Es la relacin entre el rea A de la cuenca y el cuadrado del mximo recorrido (L). Este parmetro mide la tendencia de la cuenca hacia las crecidas, rpidas y muy intensas a lentas y sostenidas, segn que su factor de forma tienda hacia valores extremos grandes o pequeos respectivamente.

Orden de Red de Drenaje Refleja el grado de ramificaciones o bifurcaciones dentro de una red de drenaje.

Fig. 4 ORDEN DE LA RED DE DRENAJEDensidad de DrenajeEs un importante indicador de la forma del terreno y el grado de erosin que puede tener la cuenca en funcin de los factores geolgicos, de vegetacin y de tipo de suelo. Cuantitativamente es la relacin entre la longitud de los cursos de agua de la cuenca y su rea total, as

Altitud mediaDado que la precipitacin es vascamente el resultado del ascenso y enfriamiento de masas de aire, existe generalmente una correlacin entre a mima y la altitud media, en cuencas de zonas montaosas. En consecuencia, la elevacin media de una cuenca sobre el nivel del mar es un indicador general de las cantidades de precipitacin. Se obtienen mediante

Rectngulo equivalenteSe suele admitir que una cuenca se comporta, hidrolgicamente, de un modo anlogo a un rectngulo que tuviera la misma rea y permetro y, por tanto, igual ndice de compacidad, distribucin de alturas curva hipsomtrica, y distribucin de terreno por su naturaleza, rocas, cultivos, etc.En este rectngulo, las curvas de nivel estn dadas por restas paralelas a la base menor, y se supone que las pendientes de la cuenca quedan sustituidas por las pendientes del rectngulo y el desage de la cuenca, que era un punto, queda convertido en el lado menor

Pendiente Media del RioEste parmetro es empleado para determinar la declividad de un curso de agua entre dos puntos y se determina mediante la siguiente relacin.

Declive EquivalenteEl clculo de este parmetro se basa en un mtodo representativo del perfil longitudinal de un curso de agua. Este mtodo se asume que el tiempo de traslado vara en todo la extensin del curso de agua con la inversa de la raz cuadrada de la declividad.

Coeficiente de TorrencialidadEste parmetro indica la relacin entre el nmero de cursos de agua de primer orden y el rea total de la cuenca, esta expresada en ros/km2

Tiempo de ConcentracinEste parmetro, llamado tambin tiempo de equilibrio, es el tiempo que toma la partcula, hidrulicamente ms lejana, en viajar hasta un punto emisor. Para ello se supone que el tiempo de duracin de la lluvia es de por lo menos igual al tiempo de concentracin y que se distribuye uniformemente en toda la cuenca. La frmula ms usada es la siguiente:

II. CLCULO DE LOS PARMETROS GEOMORFOLGICOS1. En una carta del IGN a escala 1:100000, defina y delimite la cuenca de un rio, rio tributario y/o quebrada seleccionada por el profesor.Cuadro N01Cuenca hidrogrficaRegin Provincia Distrito

Quebrada ValenciaCajamarcaJanJan

2. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar :a) rea de la cuenca (, usar como mnimo dos mtodos: mtodo de cuadriculas en papel milimetrado, AutoCAD o SIGrea de la cuenca usando el mtodo de cuadriculas en papel milimetrado: 101.4 km2rea de la cuenca usando el software ArcGIS: 104.4 km2b) Permetro de la cuenca, usar curvmetro, mtodo practico del hilo mojado y mtodo del comps.Permetro de la cuenca usando el mtodo del hilo mojado: 53 kmPermetro de la cuenca usando software ArcGIS: 51.3 kmc) Determinar el coeficiente de compacidad (kc) e indicar su significado

3. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar el sistema de drenajea) Grado de ramificaciones e indique su significadoCUADRO N02Orden N de ros Longitud (km)

1er1726.7

2do510.4

3er1032

Total3269.1

b) Densidad de drenaje e indique su significado

c) Extensin media del escurrimiento superficial e indique su significado

d) Frecuencia de ros e indique su significado

4. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar la elevacin de los terrenos:a) Altitud media de la cuencaCUADRO N03Cota baja (msnm)Cota alta (msnm)reas parciales (Si ) km2Altitud media (hi) m(hi x Si)/1000

734.73789.850.10762.290.08

800.331000.002.50903.642.26

1003.261200.004.641115.505.18

1202.261400.008.881309.5111.63

1403.641600.0010.881507.8016.41

1600.891800.0011.881701.5420.21

1800.122000.0012.581901.3923.91

2000.252200.0012.832109.4627.06

2200.232400.0017.622305.8440.63

2400.872600.0013.832495.4034.50

2601.732800.006.292687.9916.90

2801.503000.001.852903.665.36

3001.203185.920.653083.652.00

206.13

De acuerdo a la siguiente relacin obtenemos la altitud media

b) Polgono de frecuencia de altitudes e indique su significadoCUADRO N04Cota baja (msnm)Cota alta (msnm)reas parciales (Si ) km2% del total (de cada rea parcial)

0734.7300

734.73789.850.100.10

800.331000.002.502.39

1003.261200.004.644.44

1202.261400.008.888.50

1403.641600.0010.8810.41

1600.891800.0011.8811.37

1800.122000.0012.5812.03

2000.252200.0012.8312.27

2200.232400.0017.6216.86

2400.872600.0013.8313.23

2601.732800.006.296.02

2801.503000.001.851.77

3001.203185.920.650.62

100.00

c) Curva hipsomtrica ( en todas sus formas), e indique su significadoCotaBaja(msnm)CotaSuperior(msnm)reasParciales(km2)reas que estn debajo de la altitud(km2)reas que estn sobre de la altitud(km2)% del rea que est debajo de la altitud% del rea que esta sobre la altitud

confluencia734.730.000.00104.510.00100.00

734.73789.850.100.10104.410.1099.90

800.331000.002.502.60101.922.4897.52

1003.261200.004.647.1497.286.8393.08

1202.261400.008.8813.5388.3912.9484.57

1403.641600.0010.8819.7677.5118.9174.16

1600.891800.0011.8822.7665.6321.7862.80

1800.122000.0012.5824.4653.0623.4050.76

2000.252200.0012.8325.4040.2324.3138.49

2200.232400.0017.6230.4522.6129.1321.63

2400.872600.0013.8331.448.7830.098.40

2601.732800.006.2920.112.5019.252.39

2801.503000.001.858.140.657.780.62

3001.203185.920.652.500.002.390.00

3185.92Limite superior104.51

5. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar el rectngulo equivalente, e indique su significado6. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar la declividad de os lveosa) Pendiente media del rio e indique su significadob) Declive equivalente constante e indique su significado7. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar la declividad de los terrenoa) Mtodo de lneas sub divisoriasb) Mtodo de ndice de pendiente de la cuenca o pendiente media de la cuenca8. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar el coeficiente de torrencialidad, indique su significado9. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar el coeficiente de pasividad, indique su significado.10. Para la cuenca elegida en el punto 1 determinar e tiempo de concentracin (Tc), e indique su significado. Utilice al menos tres formulas11. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar el coeficiente orogrfico (Co), indique su significado.12. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar la relacin de confluencias (Rc), este clculo debe realizarse para el nmero de cauce igual a 1, e indique su significado.13. Para la cuenca elegida en el punto 1, determinar la relacin de longitudes (Rl), este clculo debe realizarse para todas las longitudes de cauce de orden i en la cuenca elegida, e indique su significado14. Elaborar el diagrama topologico de la cuenca determinada en el punto 1 teniendo como base la carta del IGN 1:10000015. Determinar para la cuenca del punto 1 el rea de nevados, rea actualmente usada para la agricultura, rea de proyectos de irrigacin.16. Deber efectuar una comparacin de los resultados encontrados para las preguntas 1 a la 15, con los resultados de la segunda cuenca investigada por el segundo miembro del equipo de trabajo, determinada en la misma carta del IGN a escala 1:10000017. En las dos cuencas que se estn comparando determinar su similitud hidrolgica, basado en la similitud geomtrica.18. En las dos cuencas que se estn comparando determinar su similitud hidrolgica, basado en la similitud dinmica.19. En las dos cuencas que se estn comparando determinar su similitud hidrolgica, basado en similitud dinmica.


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