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6 Cuenca Hidrológica.
Definición y clasificación de cuenca hidrológica
Cuenca
Es el área que contribuye al escurrimiento y que proporciona parte o todo el flujo de la corriente
principal y sus tributarios.
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.
Corriente principal
La corriente principal de la cuenca es la que pasa por la salida de la misma.
Pasos para determinar la corriente principal:
I. Determinar la corriente que tenga o inicie en la mayor elevación.
II. Determinar el orden mayor.
III. Ir analizando en las intersecciones de las corrientes cual es la corriente que tiene
mayor área de influencia.
Corriente o mar
a) Cuenca endorreica
b) Cuenca exorreica
Lago
1
NOTA: LAS CORRIENTES PUEDEN SER:
Efímera : Es aquella que solo lleva agua cuando llueve
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.
Perenne : Contiene agua todo el tiempo, ya que el nivel freático permanece por arriba del fondo del
cauce.
Parte aguas
Línea imaginaria del contorno de una cuenca que la separa de las adyacentes y distribuye
el escurrimiento originado por la precipitación, en el sistema de cauces que fluye hacía la
salida de tal cuenca.
Reglas prácticas para dibujar el parte aguas.
1. El parte aguas corta ortogonalmente a las curvas de nivel y pasa por los puntos de
mayor nivel topográfico.
2. Cuando el parteaguas va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por la
parte convexa.
3. Cuando la altitud del parteaguas va decreciendo, corta a las curvas de nivel por su
parte cóncava.
4. Como comprobación, el parteaguas nunca corta a un arroyo o río, excepto en el
punto de interés de la cuenca (salida).
Características fisiográficas de la cuenca
6.2.1. Área
Es el área plana en proyección horizontal encerrada por su parteaguas
6.2.2. Pendiente Media de la Cuenca.
*Criterio de Horton.
Se dibuja una malla de cuadrados sobre el plano de la cuenca la cual conviene orientar en
el sentido del cauce principal. Enseguida se mide la longitud de cada línea de la malla
dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada línea con las
curvas de nivel.
La pendiente de la cuenca en cada dirección se evalúa con las ecuaciones siguientes:
y
y
y
x
x
x
L
Dn
S
L
Dn
S == ;
Donde:
2
Sx y Sy son las pendientes adimensionales de la cuenca en cada una de las
direcciones de la malla de cuadrados.
nx y ny es el número total de intersecciones y tangencias de la línea de la malla con las
curvas de nivel en cada una de las direcciones.
Lx y Ly son las longitudes totales de las líneas de la malla comprendidas dentro de la
cuenca en la dirección correspondiente.
D es el desnivel constante entre curvas de nivel.
Finalmente la pendiente media de la cuenca se determina con:
L
nD
Sc
)sec(θ
= (1)
Donde:
n= nx+ ny,
L= Lx +Ly
sec(θ)→1
*Criterio de Nash.
Con una malla de iguales características que la dibujada para el criterio de Horton se
calcula la pendiente media de la cuenca por el método de Nash.
A diferencia del método de Horton en este método se va a obtener lo siguiente:
Para cada intersección de la malla que se encuentre dentro de la cuenca se obtendrá la
elevación de la intersección, se medirá la distancia mínima entre curvas de nivel que
pasan cerca de esa intersección, no se consideran las intersecciones en las cuales las
curvas de nivel que pasan cerca de ella o que las circundan tienen la misma elevación,
para cada elevación con la línea que se mide la distancia mínima se obtiene la pendiente
en cada intersección.
La pendiente media de la cuenca es Sc y es igual a la suma de las pendientes obtenidas
entre el número de intersecciones en las que se obtuvo pendiente.
6.2.3 Elevación media de la cuenca
Esta elevación se calcula por medio de la formula:
∑=
=
n
i iMC
E
n
E 1
1
3
donde: n = número de intersecciones y Ei es la elevación de cada intersección de la
malla dibujada para el método de Nash.
6.2.4 Perímetro de la Cuenca
Se obtiene calculando la longitud del parteaguas
6.2.5 Parámetro de Forma
El cual se calcula por medio de la siguiente expresión:
A
p
área
perímetro
PF ==
6.2.6 Orden de la corriente
Para poder determinar el orden de las corrientes es necesario seguir una metodología, la
cual se enumera a continuación.
Una corriente de orden 1 es un tributario sin ramificaciones.
Dos corrientes de orden 1 forman una de orden 2.
Dos corrientes de orden 3 forman una de orden 4, etc.
El orden de una cuenca es el mismo que el de la corriente principal en su salida.
6.2.7 Cálculo de la pendiente de la corriente principal
Existen dos métodos el topográfico y el equivalente.
• Método topográfico
Para el topográfico se dibuja el perfil del río, marcando las curvas de nivel y midiendo las
distancias parciales entre curvas de nivel.
Trazar una línea compensadora sobre la gráfica del perfil desde el parteaguas hasta el
sitio de tal forma que el área uno sea aproximadamente igual al área dos.
La pendiente media topográfica es
L
H
S =
• Método Equivalente
1. Se traza el perfil del río
2. Se divide la longitud en m partes iguales
3. Se obtiene la pendiente media parcial de cada tramo
4
La pendiente de la corriente principal es:
2
21
111












+++
=
m
SSS
m
S
...
Donde:
m: Número de segmentos iguales, en los cuales se subdivide el tramo en estudio.
Sm =la pendiente en cada segmento
Sm =Hi/Li
6.2.8. Frecuencia de Corriente
Se calcula por medio de la expresión:
A
N
D S
S
=
Donde: NS= Número de corrientes perennes e intermitentes
A= Área de la cuenca (Km2
)
*Nota: La corriente principal se cuenta como una sola desde su nacimiento hasta su
desembocadura.
6.2.9. Densidad de Drenaje
Se calcula con la expresión:
A
L
Dd
=
Donde: L es la longitud de las corrientes
A es el área de la cuenca.
*Nota: no se considera la corriente principal.
5
La pendiente de la corriente principal es:
2
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TEMA 6 CUENCA HIDROLOGICA

  • 1. 6 Cuenca Hidrológica. Definición y clasificación de cuenca hidrológica Cuenca Es el área que contribuye al escurrimiento y que proporciona parte o todo el flujo de la corriente principal y sus tributarios. 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. Corriente principal La corriente principal de la cuenca es la que pasa por la salida de la misma. Pasos para determinar la corriente principal: I. Determinar la corriente que tenga o inicie en la mayor elevación. II. Determinar el orden mayor. III. Ir analizando en las intersecciones de las corrientes cual es la corriente que tiene mayor área de influencia. Corriente o mar a) Cuenca endorreica b) Cuenca exorreica Lago 1
  • 2. NOTA: LAS CORRIENTES PUEDEN SER: Efímera : Es aquella que solo lleva agua cuando llueve 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. Perenne : Contiene agua todo el tiempo, ya que el nivel freático permanece por arriba del fondo del cauce. Parte aguas Línea imaginaria del contorno de una cuenca que la separa de las adyacentes y distribuye el escurrimiento originado por la precipitación, en el sistema de cauces que fluye hacía la salida de tal cuenca. Reglas prácticas para dibujar el parte aguas. 1. El parte aguas corta ortogonalmente a las curvas de nivel y pasa por los puntos de mayor nivel topográfico. 2. Cuando el parteaguas va aumentando su altitud, corta a las curvas de nivel por la parte convexa. 3. Cuando la altitud del parteaguas va decreciendo, corta a las curvas de nivel por su parte cóncava. 4. Como comprobación, el parteaguas nunca corta a un arroyo o río, excepto en el punto de interés de la cuenca (salida). Características fisiográficas de la cuenca 6.2.1. Área Es el área plana en proyección horizontal encerrada por su parteaguas 6.2.2. Pendiente Media de la Cuenca. *Criterio de Horton. Se dibuja una malla de cuadrados sobre el plano de la cuenca la cual conviene orientar en el sentido del cauce principal. Enseguida se mide la longitud de cada línea de la malla dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel. La pendiente de la cuenca en cada dirección se evalúa con las ecuaciones siguientes: y y y x x x L Dn S L Dn S == ; Donde: 2
  • 3. Sx y Sy son las pendientes adimensionales de la cuenca en cada una de las direcciones de la malla de cuadrados. nx y ny es el número total de intersecciones y tangencias de la línea de la malla con las curvas de nivel en cada una de las direcciones. Lx y Ly son las longitudes totales de las líneas de la malla comprendidas dentro de la cuenca en la dirección correspondiente. D es el desnivel constante entre curvas de nivel. Finalmente la pendiente media de la cuenca se determina con: L nD Sc )sec(θ = (1) Donde: n= nx+ ny, L= Lx +Ly sec(θ)→1 *Criterio de Nash. Con una malla de iguales características que la dibujada para el criterio de Horton se calcula la pendiente media de la cuenca por el método de Nash. A diferencia del método de Horton en este método se va a obtener lo siguiente: Para cada intersección de la malla que se encuentre dentro de la cuenca se obtendrá la elevación de la intersección, se medirá la distancia mínima entre curvas de nivel que pasan cerca de esa intersección, no se consideran las intersecciones en las cuales las curvas de nivel que pasan cerca de ella o que las circundan tienen la misma elevación, para cada elevación con la línea que se mide la distancia mínima se obtiene la pendiente en cada intersección. La pendiente media de la cuenca es Sc y es igual a la suma de las pendientes obtenidas entre el número de intersecciones en las que se obtuvo pendiente. 6.2.3 Elevación media de la cuenca Esta elevación se calcula por medio de la formula: ∑= = n i iMC E n E 1 1 3
  • 4. donde: n = número de intersecciones y Ei es la elevación de cada intersección de la malla dibujada para el método de Nash. 6.2.4 Perímetro de la Cuenca Se obtiene calculando la longitud del parteaguas 6.2.5 Parámetro de Forma El cual se calcula por medio de la siguiente expresión: A p área perímetro PF == 6.2.6 Orden de la corriente Para poder determinar el orden de las corrientes es necesario seguir una metodología, la cual se enumera a continuación. Una corriente de orden 1 es un tributario sin ramificaciones. Dos corrientes de orden 1 forman una de orden 2. Dos corrientes de orden 3 forman una de orden 4, etc. El orden de una cuenca es el mismo que el de la corriente principal en su salida. 6.2.7 Cálculo de la pendiente de la corriente principal Existen dos métodos el topográfico y el equivalente. • Método topográfico Para el topográfico se dibuja el perfil del río, marcando las curvas de nivel y midiendo las distancias parciales entre curvas de nivel. Trazar una línea compensadora sobre la gráfica del perfil desde el parteaguas hasta el sitio de tal forma que el área uno sea aproximadamente igual al área dos. La pendiente media topográfica es L H S = • Método Equivalente 1. Se traza el perfil del río 2. Se divide la longitud en m partes iguales 3. Se obtiene la pendiente media parcial de cada tramo 4
  • 5. La pendiente de la corriente principal es: 2 21 111             +++ = m SSS m S ... Donde: m: Número de segmentos iguales, en los cuales se subdivide el tramo en estudio. Sm =la pendiente en cada segmento Sm =Hi/Li 6.2.8. Frecuencia de Corriente Se calcula por medio de la expresión: A N D S S = Donde: NS= Número de corrientes perennes e intermitentes A= Área de la cuenca (Km2 ) *Nota: La corriente principal se cuenta como una sola desde su nacimiento hasta su desembocadura. 6.2.9. Densidad de Drenaje Se calcula con la expresión: A L Dd = Donde: L es la longitud de las corrientes A es el área de la cuenca. *Nota: no se considera la corriente principal. 5
  • 6. La pendiente de la corriente principal es: 2 21 111             +++ = m SSS m S ... Donde: m: Número de segmentos iguales, en los cuales se subdivide el tramo en estudio. Sm =la pendiente en cada segmento Sm =Hi/Li 6.2.8. Frecuencia de Corriente Se calcula por medio de la expresión: A N D S S = Donde: NS= Número de corrientes perennes e intermitentes A= Área de la cuenca (Km2 ) *Nota: La corriente principal se cuenta como una sola desde su nacimiento hasta su desembocadura. 6.2.9. Densidad de Drenaje Se calcula con la expresión: A L Dd = Donde: L es la longitud de las corrientes A es el área de la cuenca. *Nota: no se considera la corriente principal. 5