Juntos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE
HUAMANGA
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA
“VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA POR EL
USO DEL SUELO EN LA SUBCUENCA ALAMEDA – AYACUCHO
DURANTE EL PERIODO 2005 AL 2015”
TESIS
Para optar el título de:
INGENIERO AGRÍCOLA
Presentado por:
CUENCA GRANADOS BRUS
AYACUCHO – PERÚ
2017

ii
DEDICATORIA
A Ella que es el motivo más grande de mi vida, que no solo
es parte de mí, pues ambos formamos un todo que solo es
perfecto si estamos juntos, y así como los polos de un imán
que pesar de estar a lados opuestos siempre están juntos
y cerca el uno del otro, somos ambos.
Mi amada es mía, y yo suyo; Ella apacienta entre lirios.
Cantar de los Cantares.

iii
AGRADECIMIENTO
A la universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, alma mater, por
acogerme en sus aulas durante mi vida universitaria.
A los catedráticos de la Escuela Profesional de Ingeniería Agrícola, por sus
apreciaciones y enseñanzas durante mi vida universitaria.
A Julia Granados que no solo se abstuvo a su rol de madre sino fue guía,
consejera y correctora; a mi padre Pr. Fulgencio Cuenca que es ejemplo a seguir
y en realidad a toda mi familia que, aunque parezca arrogante es la mejor que
nunca podría haber tenido.

iv
RESUMEN
A medida que la ciudad crece y se desarrolla, las poblaciones de estas requieren
de una mayor cantidad de servicios, esto ocasiona cambios en la estructura y la
composición de las áreas urbanas, así como también al cambio se usos del suelo
hacia otras actividades como la agricultura, ocasiona un cambio en el
comportamiento hidrológico de la subcuenca alameda, como consecuencia de
estos cambios hay una variación de su coeficiente de escorrentía.
La presente investigación puso énfasis en el crecimiento urbano de la ciudad de
Huamanga y en los cambios de usos y coberturas que se vieron en la subcuenca
alameda, ya que este crecimiento tanto urbano como agrícola incluye una serie
de cambios de usos de suelo que van cambiando la naturaleza y configuración
espacial de las cuencas fluviales.
El periodo de estudio se extendió entre los años 2005 - 2015, y en la subcuenca
se pudo observar los cambios ocurridos por el uso de suelo, en el caso de suelos
urbanos, paso de 19.9% a 23.58% del área total de la subcuenca durante el
periodo 2005 al 2015, habiendo un aumento de este en 275 has; en el caso del
valor ponderado de curva número paso a ser de 78.691 en el 2005 a 79.679 en
el 2015, y a partir de estos se calculó para alturas de precipitaciones de 20, 40,
60, 80, 100 y 120 milímetros, en año 2005 los coeficientes de escorrentía
calculados fueron 0.052, 0.202, 0.325, 0.418, 0.487, 0.542 y en el año 2015
fueron 0.071, 0.226, 0.349, 0.439, 0.508, 0.562 respectivamente.
Finalmente se presentan la determinación de parámetros y características de la
subcuenca, mapas de cobertura de suelo y de parámetros de curva número y
coeficiente de escorrentía para ambos años en estudio, así como el proceso para
su obtención.

v
ÍNDICE GENERAL
DEDICATORIA..............................................................................................................ii
AGRADECIMIENTO.....................................................................................................iii
RESUMEN ...................................................................................................................iv
ÍNDICE GENERAL ....................................................................................................... v
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................vii
ÍNDICE DE TABLAS ....................................................................................................ix
GLOSARIO..................................................................................................................xii
INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1
I. MARCO TEÓRICO ...................................................................................... 3
1.1. Antecedentes de la investigación ................................................................. 3
1.2. El ciclo hidrológico........................................................................................ 5
1.2.1. Los impactos de la urbanización en el ciclo hidrológico ............................... 7
1.3. Implicancias del desarrollo de áreas urbanas .............................................. 8
1.3.1. Impactos Ambientales del Crecimiento Urbano.......................................... 10
1.3.1.1. Contaminación de los Desechos Urbanos, aire urbano y domestico ......... 10
1.3.1.2. Problemas de los Recursos Hídricos.......................................................... 10
1.3.1.3. Degradación de Tierras y Ecosistemas...................................................... 11
1.4. Concepto de cuenca................................................................................... 12
1.5. Infiltración ................................................................................................... 13
1.5.1. Factores que afectan la capacidad de infiltración....................................... 13
1.6. Escorrentía superficial ................................................................................ 16
1.7. Transformación de lluvia en escurrimiento: ................................................ 17
1.7.1. Parámetros del proceso de conversión de lluvia a escurrimiento.............. 17
1.7.2. Relación precipitación-escurrimiento ......................................................... 18
1.8. Coeficiente de escorrentía: ........................................................................ 18
1.8.1. Calculo del Coeficiente de Escorrentía...................................................... 19
1.9. Método del número de curva NC o CN del SCS........................................ 20
1.9.1. Formulación del método CN ...................................................................... 22

vi
1.9.2. Estimación del número de curva NC.......................................................... 26
1.10. Sistema de Información Geográfica (SIG) ................................................. 27
1.10.1. Software ArcGIS 10.4 ................................................................................ 27
1.10.1.1. Geoprocesamiento - informática con datos geográficos............................ 29
1.10.1.2. Clasificación supervisada y no supervisada en ArcGIS 10.4 educacional 31
1.10.2. Google Earth Pro ....................................................................................... 33
II. MATERIALES Y METODOLOGÍA ............................................................. 34
2.1. Ubicación del proyecto: .............................................................................. 34
2.1.1. Vías de acceso y limites ............................................................................. 35
2.2. Materiales ................................................................................................... 36
2.2.1. Materiales y equipos en el Campo............................................................. 36
2.2.2. Materiales y equipos en el Gabinete.......................................................... 36
2.3. Metodología................................................................................................ 37
2.3.1. Delimitación de la subcuenca en estudio................................................... 37
2.3.2. Distribución de coberturas de la subcuenca Alameda. .............................. 41
2.3.3. Distribución y reclasificación de pendientes de la subcuenca. .................. 57
2.3.4. Reclasificación de mapa de suelos por grupos hidrológicos. .................... 59
2.3.5. mapas de curva número y coeficientes de escorrentía.............................. 62
2.3.5.1. Elaboración de mapas de curva número ................................................... 62
2.3.5.2. Determinación del valor de curva número ponderado de la subcuenca. ... 78
2.3.5.3. Determinación de coeficiente de escorrentía de la subcuenca.................. 81
III. RESULTADOS Y DISCUSIONES .......................................................... 87
3.1. RESULTADOS ....................................................................................... 87
3.2. DISCUSIONES..................................................................................... 112
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................ 115
4.1. CONCLUSIONES................................................................................. 115
4.2. RECOMENDACIONES ........................................................................ 118
V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................... 120
VI. ANEXO................................................................................................. 122

vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: El ciclo hidrológico............................................................................... 6
Figura 2: Efectos de la urbanización en el ciclo hidrológico ............................... 7
Figura 3: La cuenca hidrográfica...................................................................... 12
Figura 4: Se muestra que las áreas urbanizadas reducen la infiltración .......... 14
Figura 5: Variación de la infiltración por textura del suelo ................................ 15
Figura 6: Relación precipitación-escurrimiento................................................. 18
Figura 7: Relación PP – Pe .............................................................................. 22
Figura 8: Relación entre precipitación y escorrentía directa acumulada .......... 23
Figura 9: Ejemplo de clasificación supervisada................................................ 32
Figura 10: Localización Geográfica.................................................................. 34
Figura 11: Obtención de un DEM y su procesamiento ..................................... 37
Figura 12: Proceso de delimitación de la cuenca............................................. 38
Figura 13: Delimitación de Subcuenca Alameda.............................................. 39
Figura 14: Imagen satelital Bing a la fecha 07/23/2015.................................... 42
Figura 15: Imagen satelital de Google earth pro a la fecha 07/30/2005........... 43
Figura 16: Áreas urbanas de la subcuenca Alameda en el año 2015 y 2005 .. 45
Figura 17: Herramienta clasificación de imagen de ArcGIS 10.4 ..................... 47
Figura 18: Ejemplo de la transformación de raster a polígono ......................... 48
Figura 19: Clasificación de Cobertura Vegetal correspondiente al año 2005 y
2015 ................................................................................................................. 49
Figura 20: Clasificación de cobertura urbana correspondiente al año 2015..... 50
Figura 21: Clasificación de residencial de muy baja densidad. ........................ 51
Figura 22: Clasificación de residencial de baja densidad................................. 52
Figura 23: Clasificación de residencial de media densidad.............................. 53
Figura 24: Clasificación de residencial de alta densidad.................................. 54
Figura 25: Clasificación de zonas comerciales................................................. 55
Figura 26: Clasificación de cobertura urbana 2005.......................................... 56
Figura 27: Se muestra la ventana del menú slope ........................................... 57
Figura 28: Se muestra la ventana del menú reclasificación ............................. 58
Figura 29: Mapa de pendientes y Mapa reclasificado de pendientes de la
subcuenca........................................................................................................ 58

viii
Figura 30: Clasificación de suelo Proyecto ZEE-OT y Reclasificación de grupos
hidrológicos de suelo de la subcuenca............................................................. 60
Figura 31: Ejemplo de superposición de mapas de diferente tipología e
información....................................................................................................... 65
Figura 32: Mapa resultante del producto de mapas correspondiente al año 2015
......................................................................................................................... 70
Figura 33: Mapa resultante del producto de mapas correspondiente al año 2005
......................................................................................................................... 71
Figura 34: Mapa del número de curva para el año 2015.................................. 75
Figura 35: Mapa del número de curva para el año 2005.................................. 76
Figura 36: Usos y coberturas de la subcuenca para el año 2015..................... 89
Figura 37: Usos y coberturas de la subcuenca para el año 2005..................... 90
Figura 38: Variación de usos y coberturas en la subcuenca ............................ 92
Figura 39: Distribución de CN para condiciones medias de la subcuenca
Alameda para el año 2015 ............................................................................... 96

ix
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Coeficientes de escorrentía en función al tipo de suelo, topografía y
vegetación........................................................................................................ 20
Tabla 2: Grupos hidrológicos de suelo ............................................................. 24
Tabla 3: Rangos de clasificación de las (AMC)................................................ 25
Tabla 4: Pasos del proceso de análisis espacial.............................................. 30
Tabla 5: Tipo de cobertura del suelo................................................................ 46
Tabla 6: Tipos de cobertura del suelo presentes en áreas urbana................... 50
Tabla 7: Clasificación hidrológica de los suelos ............................................... 59
Tabla 8: Clasificación hidrológica de los suelos con respecto a la velocidad de
infiltración y textura .......................................................................................... 60
Tabla 9: Clasificación de grupos hidrológicos presentes en la subcuenca
Alameda ........................................................................................................... 61
Tabla 10: Valores de curva número para diferentes usos/cobertura de tierra,
pendientes y grupos hidrológicos de suelos..................................................... 63
Tabla 11: Valores primos asignados a la variable pendiente ........................... 66
Tabla 12: Valores primos asignados a la variable grupo hidrológico de suelos 66
Tabla 13: Valores primos asignados a la variable uso/cobertura de suelo....... 67
Tabla 14: Valores resultantes del producto de la combinación de variables .... 68
Tabla 15: Valores de numero de curva presentes en la subcuenca................. 72
Tabla 16: Valores del producto de numeros primos y su correspondite numero
de curva para el año 2005................................................................................ 73
Tabla 17:Valores del producto de numeros primos y su correspondite numero
de curva para el año 2015................................................................................ 74
Tabla 18: Valores ponderados de CN para el año 2015 .................................. 79
Tabla 19: Valores ponderados de CN para el año 2005 .................................. 80
Tabla 20: Valores de umbrales de escorrentía y coeficientes de escorrentía
para una precipitación de 40 mm ..................................................................... 83
Tabla 21: Valor de coeficiente de escorrentía de la subcuenca para el año 2015
y para una precipitación de 40 mm .................................................................. 85
Tabla 22: Valor de coeficiente de escorrentía de la subcuenca para el año 2005
y para una precipitación de 40 mm .................................................................. 86

x
Tabla 23: Áreas y porcentajes de usos y coberturas de la subcuenca para el
año 2015 .......................................................................................................... 88
Tabla 24: Áreas y porcentajes usos y coberturas de la subcuenca para el año
2005 ................................................................................................................. 89
Tabla 25: Variación de usos/coberturas de la subcuenca periodo 2005 al 2015
......................................................................................................................... 91
Tabla 26: Variación de coberturas urbanas periodo 2005 al 2015: .................. 92
Tabla 27: Distribución de tipos de suelos 2015................................................ 93
Tabla 28: Distribución de grupos hidrológicos de suelo 2015 .......................... 94
Tabla 29: Distribución de tipos de suelos 2005................................................ 94
Tabla 30: Distribución de grupos hidrológicos de suelo 2005 .......................... 94
Tabla 31: Distribución de pendientes de la subcuenca Alameda ..................... 95
Tabla 32: Valores de curva numero de la subcuenca para condiciones medias
correspondiente al año 2015............................................................................ 96
Tabla 33: Valores de curva numero de la subcuenca para condiciones medias
correspondiente al año 2005............................................................................ 98
Tabla 34: Distribución de CN para condiciones medias de la subcuenca
Alameda para el año 2005 ............................................................................... 98
Tabla 35: Valores de coeficientes de escorrentía y coeficiente de escorrentía
ponderado (para una precipitación de 20mm y condición de humedad media
correspondiente al año 2015)......................................................................... 100
ponderado (para una precipitación de 40mm y condición de humedad media
ponderado (para una precipitación de 60 mm y condición de humedad media

xi

xii
GLOSARIO
ArcGIS® Desktop: Uno de los productos de ArcGIS®, usado para el análisis
espacial, mapeo y manejo de los datos espaciales.
ArcMap: Aplicación base de ArcGIS® Desktop, para visualizar y crear mapas, a
partir de datos espaciales.
Base de datos Geo-espacial: Base de datos que almacena información acerca
de la forma y la localización de los objetos en el espacio.
Cartografía: Ciencia del estudio y la elaboración de los mapas.
Clasificación supervisada en ArcGIS: Permite clasificar el raster por medio de
cada píxel de una celda, teniendo conocimiento previo de las clases del área de
estudio.
CN: Número de Curva del SCS, es una técnica desarrollada por el SCS para
estimar la infiltración.
DEM: Digital Elevation Model, consisten en una representación digital del
terreno, es decir que es un modelo digital de la superficie representada.
ESRI®: Enviromental Systems Research Institute, empresa estadounidense
líder en desarrollo y comercialización de software para Sistemas de Información
Geográfica.
Geodatabase: Nombre del modelo de base de datos geo-espacial.
Geo-referenciación: Proceso de otorgar a un objeto, un vínculo con algún lugar
según su ubicación en el planeta Tierra.

xiii
Geoprocesamiento: proceso en el que se aplica el análisis geográfico y se
modelan los datos espaciales para producir nueva información.
Modelo raster: representación de formas mediante celdillas con información.
Modelo vectorial: representación de formas mediante formas geométricas
puntos, líneas o polígonos.
SCS: soil conservation service, servicio de conservación de suelos
Shapefile: El formato ESRI Shapefile (SHP) es un formato de archivo informático
propietario de datos espaciales desarrollado por la ESRI.
SIG: Sistema de Información Geográfica. Software, hardware, y geo datos
referenciados que interactúan para analizar información espacial en mapas.
TIM: redes irregulares de triángulos que permiten modelar las superficies
heterogéneas del terreno.

1
INTRODUCCIÓN
La finalidad de este trabajo fue calcular el valor del número de curva ponderado
y el de coeficiente de escorrentía ponderado de la subcuenca Alameda, y a partir
de estos ver la variación del coeficiente de escorrentía entre los años 2005 al
2015, para ello se usaron tres tipos de informaciones, estos son, fotografías
satelitales a partir de la cual se realizara la clasificación de cobertura vegetal, un
modelo de elevación digital que servirá para poder delimitar la cuenca en estudio
y para poder clasificarla por sus pendientes y un mapa de suelos que servirá
para poder clasificar la subcuenca en grupos hidrológicos de suelo SCS.
El conocimiento de los valores de CN y coeficientes de escorrentía tiene
aplicación en diferentes estudios como son erosión, conservación de suelos, así
como en el ordenamiento territorial y detección de zonas intangibles a
urbanización, autores como (Forero, 2015) mencionan que el conocimiento del
valor del coeficiente de escorrentía es importancia para el cálculo de caudales
máximos y en el dimensionamiento de obras de drenaje y otras, en áreas
urbanas como es el caso de gran parte de la subcuenca Alameda, los
coeficientes de escorrentía varían a consecuencia del desarrollo urbano que trae
el uso de coberturas cada vez más impermeables, y es de gran importancia
conocer cómo y cuánto es esta variación.
La escorrentía está ligada en gran manera al terreno en si (topografía, usos y
cobertura de suelo, tipo de suelo, etc.) es por ello que en su estudio es de gran
importancia, el uso de los sistemas de información geográfica (SIG) que
adquieren gran importancia, esto porque permite trabajar gran cantidad de
información de una misma zona y lo hace de manera rápida, eficiente y
automatizada.

2
Para llevar a cabo esta investigación se plantearon los siguientes objetivos:
Analizar como varia el coeficiente de escorrentía por el cambio de uso de suelo
de la subcuenca Alameda durante los años 2005 al 2015, Obtener la distribución
de cobertura vegetal, el uso de suelo y la distribución de pendientes de terreno
en la subcuenca Alameda durante los años 2005 al 2015, así como los grupos
hidrológicos, el valor de la curva número ponderado y del coeficiente de
escorrentía de la subcuenca Alameda en los años 2005 y 2015.

3
I. MARCO TEÓRICO
1.1. Antecedentes de la investigación
SÁNCHEZ, P (2015) Menciona que generalmente en la ciudad de Ayacucho, se
diseñan redes de alcantarillado sanitario, dejando de lado el de drenaje pluvial
que adquiere gran importancia en nuestro medio durante la temporada de lluvias
durante los meses de diciembre a abril, que ocasionan excesivos caudales a
través de las calles. El obtuvo como resultado que la urbanización es sinónimo
de impermeabilización y esta a su vez produce un considerable aumento del
escurrimiento (precipitación efectiva en términos hidrológicos), y una disminución
del tiempo de concentración de la cuenca lo que tiene por efecto un aumento de
los caudales máximos.
CANO, C y otros (2014) Utilizaron el método de la curva número del Natural
Resources Conservation Service de los Estados Unidos, lo utilizaron para
estudiar el efecto del cambio de cobertura de suelo sobre la escorrentía directa
en la cuenca del río Lirquén, Chile. Para el cálculo la curva número (CN) utilizaron
dos métodos, la primera fue la clasificación de tres imágenes LandSat de 1987,
2003 y 2009, en combinación con información de texturas de suelos y corrección
por efectos de la pendiente, y el segundo fue el uso del coeficiente de escorrentía

4
proveniente de datos de caudal y precipitaciones diarias para los periodos 1985-
1988, 2001-2004 y 2007-2010. Como resultado obtuvieron valores de CN para
los años 1987, 2003 y 2009 son de 51, 46 y 49, respectivamente. del segundo
método muestran que los valores de curva número son mayores en el periodo
1985-1989 y menores en el periodo 2001-2004, Lo anterior se debe a una mayor
superficie de plantaciones adulta que proporciona más capacidad de
intercepción, una mayor tasa de evapotranspiración y un mayor almacenamiento
de humedad en el suelo.
ZOROGASTÚA, P y otros (2011) realizaron un estudio del bosque seco
localizado en la región Piura, evaluaron el cambio de la cobertura y el uso de la
tierra. Se utilizaron imágenes del satélite LANDSAT 5 entre 1999 y 2001,
mediante una clasificación supervisada, usando el algoritmo de máxima
verosimilitud. Los resultados se compararon con el mapa de bosques secos
elaborado por INRENA con interpretación visual de imágenes LANDSAT 5
registradas entre 1986 y 1994. Se obtuvo un acierto del 89 % y en comparación
con la clasificación de INRENA, El procesamiento digital de imágenes de satélite
agilizar, rápido y preciso.
VIDAL, C y otros (2010) Se presentan los efectos de la expansión urbana del
Gran Concepción sobre algunos componentes de los sistemas hídricos de las
cuencas de los ríos Bíobío y Andalién, entre los años 1955 y 2007. La
investigación mediante interpretación de fotografías aéreas, trabajos de terreno
y entrevista con informantes clave. Da como resultado que la superficie de las
ciudades asentadas en las cuencas en estudio ha experimentado un acelerado
proceso de crecimiento disminuyendo el de otros usos y coberturas naturales de
los suelos, así como en importantes modificaciones en componentes del ciclo

5
hidrológicos, como incrementos en los coeficientes de escorrentía, Finalmente,
se observa una mayor extensión e incorporación de nuevas áreas trae como
consecuencia riesgos de inundación fluvial y anegamientos, que pueden ser
directamente relacionados con la urbanización.
MOSCOSO, C (2007) La investigación se basó en las características hídricas de
los usos y coberturas de suelo y en el análisis del reemplazo de coberturas
naturales, que implica variaciones en las zonas de recarga y descarga, así como
en los coeficientes de escorrentía y en la geometría de la red de drenaje de las
cuencas. De esta manera se concluyó, en general, que el avance urbano en el
área de estudio ha producido el avance de usos altamente impermeables y por
ello un aumento de los coeficientes de escorrentía, una disminución de las áreas
de máxima potencialidad de recarga y una modificación sensible de la red de
drenaje. Para la ejecución de este estudio, se emplearon fotografías aéreas y
orto fotos con información de las series de suelo de las áreas de estudio. A partir
de éstas se obtuvieron datos correspondientes a los usos y coberturas de suelo,
las que luego fueron procesadas en sistemas de información geográfica para
lograr información acerca de las tasas de impermeabilización, coeficientes de
escorrentía y redes de drenaje de las cuencas.
1.2.El ciclo hidrológico
El ciclo hidrológico se compone por distintas variables, relacionadas entre sí por
medio de los procesos hidrológicos. se entiende por proceso a una serie de
acciones que llegan a cambiar o desarrollar un sistema y para el caso particular
de la Hidrología, los procesos están asociados con aquellos fenómenos que
intervienen tanto en el movimiento del agua como en los cambios que sufre ésta

6
en sus características físicas, químicas y biológicas al desplazarse por diversos
medios.
CHOW et al, (1994) Menciona que El ciclo hidrológico se puede representar
como un sistema, es decir, como una estructura o volumen en el espacio,
delimitada por una frontera, cuyos componentes internos interactúan entre sí o
con otros sistemas adyacentes, ello se puede ver descrita en la figura 1, Donde
se puede apreciar las iteraciones de diferentes fenómenos entre si.
BREÑA, A et al (2006) Dice que los componentes del sistema serán las variables
hidrológicas y los procesos que las relacionan entre sí; los sistemas adyacentes
serán aquellos que tienen como límites comunes las capas altas de la atmósfera
y los sistemas geológicos profundos. Al considerar una escala a nivel planeta, el
ciclo hidrológico se denomina global. Este sistema global se puede subdividir en
tres: en un subsistema atmosférico, en un subsistema de agua superficial y en
un subsistema de agua subterránea.
Figura 1: El ciclo hidrológico
Fuente: CHOW et al, (1994)

7
1.2.1. Los impactos de la urbanización en el ciclo hidrológico
El proceso de urbanización es el desarrollo del suelo de diferente índole, en
zonas residenciales, comerciales e industriales. Este proceso tiene influencia
sobre el ciclo hidrológico, y en la mayoría de los casos esta influencia es de forma
negativa, en la figura 2 se puede ver un suelo antes y después de ser urbanizado,
como efecto de ello se ve el caudal pico es mayor y en menor tiempo.
El proceso de urbanización conlleva la reducción de la infiltración, la eliminación
de la vegetación natural como se observa en la figura 2 (que intercepta la
precipitación y promueve la evapotranspiración) y la desaparición de
irregularidades en el suelo donde se almacena el agua precipitada por el cambio
de coberturas más lisas. Esto se trae como consecuencia la interrupción de
equilibrio hídrico natural (hidrología superficial y recarga de acuíferos), los
efectos más relevantes son:
- El aumento de los caudales pico
- Volúmenes de escorrentía más elevados
- El incremento de las inundaciones
- Reducción de los caudales base
Figura 2: Efectos de la urbanización en el ciclo hidrológico
Fuente: www.iagua.es (2009)

8
1.3. Implicancias del desarrollo de áreas urbanas
La ciudad tiene un papel muy importante en el proceso de desarrollo. En general,
estos lugares son productivos y hacen un crecimiento económico del país. Sin
embargo, el proceso de crecimiento urbano trae un deterioro de las condiciones
ambientales de la zona.
las urbes centran el uso de energía y recursos y la generación de desperdicios
al nivel en que los sistemas tanto artificiales como naturales se sobrecargan y la
capacidad para poder manejarlas se ve sobrepasada. Esta situación se ve
acrecentada por el rápido aumento demográfico.
Los daños o costos ambientales resultantes ponen en peligro la futura
productividad de las ciudades y la salud y calidad de vida de sus ciudadanos.
Las ciudades se han vuelto las principales "zonas rojas ambientales" que
requieren urgentemente de atención especial en las evaluaciones ambientales
regionales y de proyecto y en la planificación y administración ambiental a escala
regional metropolitana.
Los sistemas y servicios urbanos (por ejemplo, agua potable, saneamiento,
transporte público y caminos) se congestionan cada vez más debido al
crecimiento demográfico, comercial e industrial, junto con una mala
administración urbana.
Los recursos naturales (agua, aire, bosques, minerales, tierra), vitales para el
desarrollo económico de las ciudades y de futuras generaciones, se pierden o
malgastan mediante políticas urbanas inapropiadas. Aumenta constantemente
el radio de impacto de las ciudades sobre los recursos que se hallan lejos de sus

9
fronteras. Es mas, las áreas urbanas se encuentran inundadas por sus propios
desechos y asfixiadas por sus propias emisiones como resultado de políticas y
prácticas inadecuadas de control de la contaminación y manejo de los desechos.
Muchos impactos negativos se asocian con las condiciones antes descritas. Los
mayores riesgos de salud en muchas ciudades de los países en desarrollo, aun
se encuentran ligados al tradicional problema de la eliminación de la excreta. Al
mismo tiempo, existe una creciente preocupación en torno a los riesgos que para
la salud representa la modernización debido a los desechos y emisiones tóxicos,
traumas (accidentes de tránsito y otros, muertes violentas), y el stress urbano.
La escala espacial de estos impactos va desde el hogar hasta la comunidad
entera, el área urbana y en algunos casos, las regiones más alla. Los impactos
de mayor preocupación aún se encuentran a menudo a escala doméstica y
comunitaria, y se relacionan con las deficiencias de infraestructura y servicios
urbanos. Los habitantes de las urbes, particularmente los pobres, soportan la
mayoría de las condiciones del ambiente deteriorado mediante la perdida de
salud y productividad y la disminución de la calidad de vida. Se elevan los costos
de la explotación de los recursos (por ejemplo el costo de nuevas fuentes de
agua potable) a medida que se acaban los recursos económicamente asequibles
y de alta calidad. Las emisiones relacionadas con los problemas ambientales
regionales y globales, se generan cada vez más en las áreas urbanas o como
resultado de la demanda urbana (por ejemplo, la urbanización en si podría ser
un factor principal en la demanda mundial de energía durante la próxima
generación).

10
1.3.1. Impactos Ambientales del Crecimiento Urbano
1.3.1.1. Contaminación de los Desechos Urbanos, aire urbano y domestico
BANCO MUNDIAL (1991) menciona que, el principal contaminante que
preocupa a las ciudades en los países en desarrollo es la excreta humana, de
modo similar, la recolección y eliminación de la basura doméstica es un continuo
problema. solo la mitad de los residentes urbanos se beneficia de los servicios
de recolección, y los desechos sólidos municipales recolectados acaban en
basureros abiertos o sistemas de drenaje. contaminación del aire es un creciente
problema en las grandes ciudades con mala ventilación natural e importantes
emisiones móviles o estacionarias. En muchas ciudades, las condiciones se
empeoran año tras año, a medida que aumentan las emisiones industriales y las
provenientes del uso de los combustibles
1.3.1.2. Problemas de los Recursos Hídricos
BANCO MUNDIAL (1991) Menciona que el desarrollo urbano, viene
acompañado del desarrollo de industrias, esto tiene gran impacto sobre el ciclo
hidrológico. tanto en calidad y cantidad. Los recursos hídricos presentes en las
cercanías a las urbes se están secando y degradando a tal punto que aumenta
el costo de obtención de estos, Estos aumentos en los costos son a
consecuencia de la exploración y conducción de fuentes cada vez más remotas
y lejanas, así como de la mayor necesidad de su tratamiento para alcanzar la
calidad necesaria. Esto por las inadecuadas políticas para la fijación de precios
y medidas de conservación. EI bombeo exagerado del agua subterránea trae
como consecuencia en muchos casos el hundimiento de la tierra y con ellos el

11
daño y destrucción de estructuras urbanas, la disminución del nivel freático, y
muchas veces, problemas de salinización. La eliminación inadecuada de
desechos urbanos e industriales afecta la calidad del agua de fuentes
superficiales y acuíferos.
La impermeabilización de la superficie de la tierra en las áreas urbanas, ya
sea a causa de la compactación de suelos, cambio de coberturas, creación
de obras de drenaje, cambia drásticamente la hidrografía del aflujo, y como
resultado da picos más altos de caudales e inundaciones más frecuentes,
y en muchos casos la reducción del recargado directo del agua
subterránea. Al mismo tiempo, el aflujo urbano es una principal fuente de
contaminación no puntual. La contaminación del agua en los lagos, aguas
costaneras y marinas, resulta en la perdida de oportunidades de recreación y de
turismo, agotamiento de peses, y problemas de salud relacionados con el
contacto recreativo y la contaminación de especies marinas.
1.3.1.3. Degradación de Tierras y Ecosistemas
BANCO MUNDIAL (1991) el crecimiento de las ciudades, el mercado urbano de
terrenos y el crecimiento inmobiliario induce a un crecimiento de las
urbanizaciones inapropiadas y este ejerce presión sobre los ecosistemas
naturales de los alrededores. Estos impactos pueden incluir la perdida de áreas
naturales, humedales y áreas silvestres (que contiene en si rica diversidad
genética y capacidad para proteger su hidrología), zonas costeras, áreas de
recreación, recursos forestales (debido a la deforestación para cubrir la demanda
de leña y carbón y otros). EI desarrollo de zonas urbanas puede impactar
negativamente en las partes bajas de las cuencas hidráulicas, esto mediante el

12
mayor aflujo y erosión. También puede darse la degradación de las cuencas
hidráulicas alejadas de la ciudad, por ejemplo, al construirse importantes
proyectos de agua potable o energía hidroeléctrica a cientos de kilómetros de
distancia, o cuando se trae leña y carbón de tales distancias.
1.4. Concepto de cuenca
CAHUANA, A et al (2009) Dice que, así como el ciclo hidrológico es el concepto
fundamental de la hidrología, la cuenca hidrográfica es la unidad básica de
estudio. Una cuenca es el área que drena hacia una misma corriente en un lugar
dado. Esta está definida topográficamente, drenada por un curso de agua o un
sistema conectado de cursos de agua, tal que todo el caudal efluente es
descargado a través de una salida simple, en la figura 3 se observa que está
delimitado por La divisoria de aguas, esta es una línea imaginaria que delimita
la cuenca hidrográfica.
Figura 3: La cuenca hidrográfica
Fuente: http://www.iagua.es (2009)

13
1.5. Infiltración
CAHUANA, A et al (2009) Menciona que la infiltración es un proceso de gran
importancia económica, vista por el ingeniero como un proceso de pérdida y por
el agricultor como una ganancia. El análisis de la infiltración sobre el ciclo
hidrológico es de importancia básica en la relación entre la precipitación y el
escurrimiento, a continuación, se definen los conceptos de estos, los factores
que la afectan, los métodos que se usan para medirla y el cálculo de dicha
componente.
1.5.1. Factores que afectan la capacidad de infiltración
CAHUANA, A et al (2009) La capacidad de infiltración depende de muchos
factores que influyen más en la intensidad de infiltración., algunos de los factores
que se describen a continuación
a. Condiciones de Superficie
Compacidad, cuando un suelo se compacta disminuye la infiltración. Esta es
una de las razones por las cuales campos cultivados con maquinaria agrícola
tienen menos infiltración, ya que la compactación se da incluso en el sub
suelo, lo mismo sucede con los campos que fueron sometidas a
sobrepastoreo donde las pisadas del ganado van compactando el suelo.
Los suelos desnudos, tienen baja infiltración porque el suelo se halla
expuesto al choque directo de las gotas de lluvia, lo que puede dar lugar a
una compactación del mismo.

14
Los agregados de partículas son divididos por el agua, que arrastrará de este
modo elementos más finos, con mayor posibilidad de penetrar hacia el
interior y obturar los poros y grietas, impidiendo o retardando la infiltración.
la cobertura vegetal natural aumenta la capacidad de infiltración, una
cobertura vegetal densa favorece la infiltración y dificulta el escurrimiento
superficial del agua. Una vez que la lluvia cesa, la humedad del suelo es
retirada a través de las raíces, aumentando la capacidad de infiltración para
próximas precipitaciones.
la pendiente del terreno influye porque puede mantener durante más o
menos tiempo una lámina de agua de cierto espesor sobre él, de esto se
concluye que a mayor pendiente menor infiltración, y viceversa.
Áreas urbanizadas, reducen considerablemente la posibilidad de infiltración,
esto se puede observar en la figura 4, donde se compara la infiltración y el
almacenamiento entre un suelo urbanizado y uno en condiciones naturales.
En zonas con afloramientos rocosos, sin formación de suelo o siendo éste
muy incipiente, la infiltración puede llegar a ser prácticamente nula.
Figura 4: Se muestra que las áreas urbanizadas reducen la infiltración
Fuente: CAHUANA, A et al (2009)

15
b. Características del suelo
la textura del suelo influye en la estabilidad de la estructura, en tanto sea
menor o mayor la proporción de materiales finos que contenga éste. Un suelo
con gran cantidad de limos y arcillas, está expuesto al arrastre de estos
materiales por el agua, con el consiguiente llenado de poros más profundos.
la existencia de poros grandes reduce la tensión capilar, pero favorece
directamente la entrada de agua. Entre mayor sea la porosidad, el tamaño
de las partículas y el estado de fisuramiento del suelo, mayor será la
capacidad de infiltración.
El calor específico del terreno influirá en su posibilidad de almacenamiento
de calor, afectando a la temperatura del fluido que se infiltra, y por lo tanto,
a su viscosidad.
La acción del hombre y de los animales, el uso de la tierra que tiene buen
manejo y se aproxima a las condiciones iníciales (virgen), favorecerá el
proceso de la infiltración, en caso contrario, cuando la tierra está sometida a
un uso intensivo por animales o sujeto al paso constante de vehículos, la
superficie se compacta y se vuelve impermeable.
Figura 5: Variación de la infiltración por textura del suelo

16
c. Condiciones Ambientales
Humedad inicial incide en la infiltración en proporción inversa a la humedad
del suelo, un suelo húmedo presenta menor capacidad de infiltración que un
suelo seco. A medida que el suelo se humedece, las arcillas y coloides se
hinchan por hidratación, cerrando los vacíos y disminuyendo en
consecuencia la capacidad de infiltración, así también las temperaturas
bajas del suelo dificultan la infiltración.
1.6. Escorrentía superficial
MONSALVE, S (1995) La escorrentía superficial es el fenómeno más importante
desde el punto de vista de la ingeniería, y consiste en la ocurrencia y transporte
de agua en la superficie terrestre.
De la cantidad de precipitación que cae sobre el suelo, una parte queda retenida
ya en depresiones de este o como películas en torno a partes sólidas, del exceso
de agua retenida, parte se infiltra y parte escurre superficialmente. Se define
como exceso de precipitación a la precipitación total caída al suelo menos la
retenida e infiltrada.
La escorrentía superficial comprende el exceso de precipitación que ocurre
después de una lluvia intensa y se mueve libremente por la superficie del terreno,
y la escorrentía de una corriente de agua que puede ser alimentada tanto por el
exceso de precipitación como por las aguas subterráneas.
Existen varios factores que influyen en la escorrentía superficial, estos pueden
ser de naturaleza climática o de naturaleza fisiográfica (características físicas de
la cuenca) y de naturaleza humana (intervención humana).

17
- Intensidad de precipitación, duración de precipitación y precipitación
antecedente pueden ser los factores climáticos.
- Área y permeabilidad, son factores fisiográficos, a mayor área y menos
permeabilidad resultara una mayor escorrentía superficial.
- Los factores humanos serian obras hidráulicas en la cuenca, modificación de
causes y el cambio de coberturas de suelo.
1.7. Transformación de lluvia en escurrimiento:
CAHUANA, A et al (2009) Dice que una vez que se ha estudiado el régimen de
precipitaciones de una cuenca y estimado las pérdidas con alguno de los
modelos disponibles, de manera tal de encontrar la lluvia neta o efectiva, el paso
siguiente es transformar esa lluvia efectiva en escorrentía o caudal. Esta
transformación puede llevarse a cabo mediante diferentes métodos.
1.7.1. Parámetros del proceso de conversión de lluvia a escurrimiento
Los parámetros que intervienen en el proceso de conversión de lluvia a
escurrimiento son:
1.- Área de la cuenca.
2.- Altura total de precipitación.
3.- Características generales de la cuenca (forma, pendiente, vegetación, etc.)
4.- Distribución de la lluvia en el tiempo y en el espacio.

18
1.7.2. Relación precipitación-escurrimiento
Para conocer el gasto (caudal) de diseño se requiere de datos de escurrimiento
en el lugar requerido. En ocasiones no se cuenta con esta información, o bien,
hay cambios en las condiciones de drenaje de la cuenca como son, por ejemplo,
construcción de obras de almacenamiento, la deforestación, la urbanización,
etc., lo que provoca que los datos de gasto recabados antes de los cambios no
sean útiles. En el caso de una deficiencia de registros extensos y confiables, esta
metodología requiere del conocimiento del tipo y uso de suelo de la cuenca.
Figura 6: Relación precipitación-escurrimiento
1.8. Coeficiente de escorrentía:
CAHUANA, A et al (2009) Dice que el coeficiente de escorrentía es la variable
menos precisa del método racional, este representa una fracción de la
precipitación total. Se debe escogerse un coeficiente razonable para representar
los efectos integrados de los factores que influyen en este. En tablas se dan
algunos coeficientes escogidos para diferentes tipos de superficies, el coeficiente
de escurrimiento “C” puede ser calculado con la siguiente ecuación 1

19
MONSALVE, S (1995) Es la relación entre el volumen de agua de escorrentía
superficial total y el volumen total de agua precipitado, en un intervalo de tiempo
determinado, esto se puede observar en la ecuación 1 Este se puede definir
como relativo a una lluvia aislado a un intervalo de tiempo en donde ocurren
varias lluvias.
𝐶 =
𝑉𝑜𝑙𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
(1)
Cuando el área de drenaje (Cuenca) está constituida por diferentes tipos de
cubierta y superficies, el coeficiente de escurrimiento puede obtenerse en
función de las características de cada porción del área como un promedio
ponderado como de observa en la ecuación 2.
𝐶 =
𝐶1 𝐴1 + 𝐶2 𝐴2 + 𝐶3 𝐴3 + ⋯ + 𝐶 𝑛 𝐴 𝑛
𝐴1+ 𝐴2+ 𝐴3+ … . 𝐴 𝑛
(2)
1.8.1. Calculo del Coeficiente de Escorrentía
Existen varios métodos para calcular el coeficiente de escorrentía: Estimación a
partir de tablas, estimación por comparación con otras cuencas cercanas y
estimación de manera directa.
- Estimación a partir de tablas:
Este método se aplica cuando no se dispone de datos suficientes para
determinar la lluvia neta. El coeficiente se determina en función de las
características de la cuenca. En el caso de que las características de la
cuenca difieran, es decir que la cuenca tenga, por ejemplo, varios tipos de
suelos o vegetación, se realizará una media ponderada de los distintos
coeficientes de escorrentía en función de las áreas que ocupen cada zona.

20
Tabla 1: Coeficientes de escorrentía en función al tipo de suelo, topografía y
vegetación.
Topografía y
vegetación
Tipo de suelo
Tierra
arenosa
Limo
arcilloso
Arcilla
Pesada
Bosques
Plano 0.1 0.3 0.4
Ondulado 0.25 0.35 0.5
Pronunciado 0.3 0.5 0.6
Pradera
Plano 0.1 0.3 0.4
Ondulado 0.16 0.36 0.55
Terrenos en cultivo
Plano 0.3 0.5 0.6
Ondulado 0.4 0.6 0.7
Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones(RNE)
- Estimación por comparación con otras cuencas cercanas:
En caso de conocer coeficientes de escorrentía de cuencas de similares
características hidroclimáticas y edafológicas se pueden extrapolar los
coeficientes de escorrentía de estas cuencas para aplicarlos a la cuenca de
interés.
- Estimación de manera directa:
Existen varios métodos directos para este cálculo. Uno de ellos es el Método
del Número de Curva, desarrollado por el Soil Conservation Service del
departamento de Agricultura de los Estados Unidos, y al día de hoy es el
método más extendido y utilizado en diferentes partes del mundo.
1.9. Método del número de curva NC o CN del SCS
Este método fue desarrollado por el Servicio de Conservación de Recursos
Naturales de EE.UU. (Natural Resources Conservation Service – NRCS),
originalmente llamado Servicio de Conservación de Suelos (Soil Conservation

21
Service - SCS) para calcular la precipitación efectiva como una función de la
lluvia acumulada, la cobertura del suelo, el uso del suelo y las condiciones de
humedad.
CAHUANA, A et al (2009) La metodología del número de la curva (CN), es la
más empleada para transformar la precipitación total en precipitación efectiva,
surgió de la observación del fenómeno hidrológico en distintos tipos de suelo en
varios estados y para distintas condiciones de humedad antecedente. La
representación gráfica de la profundidad de precipitación (P) y la profundidad de
exceso de precipitación o escorrentía directa (Pe), permitió obtener una familia
de curvas que fueron estandarizadas a partir de un número adimensional de
curva CN, que varía de 1 a 100, según sea el grado del escurrimiento directo.
Así un número de la curva CN = 100, indica que toda la lluvia escurre y un CN =
1, indica que toda la lluvia se infiltra.
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. (2009). En este método, la profundidad de
escorrentía (es decir, la profundidad efectiva de precipitación) es una función de
la profundidad total de precipitación y de un parámetro de abstracción referido al
número de curva de escorrentía, denominado número de curva o CN. El número
de curva varía en un rango de 1 a 100, existiendo una función de las siguientes
propiedades productoras de escorrentía: (1) tipo de suelo hidrológico, (2)
utilización y tratamiento del suelo, (3) condiciones de la superficie del terreno, y
(4) condición de humedad antecedente del suelo.

22
1.9.1. Formulación del método CN
CAHUANA, A et al (2009) Dice que la altura de precipitación efectiva o
escorrentía directa Pe es siempre menor o igual a la profundidad de precipitación
P; de manera similar, después de que la escorrentía se inicia, la profundidad
adicional del agua retenida en la cuenca es menor o igual a alguna retención
potencial máxima S; como se aprecia en la Figura 11, existe una cierta cantidad
de precipitación Ia (Abstracción inicial antes del encharcamiento) para la cual no
ocurrirá escorrentía, luego de eso, la escorrentía potencial es la diferencia entre
P e Ia, la ecuación 3 es la ecuación básica para el cálculo de la profundidad de
exceso de precipitación o escorrentía directa de una tormenta utilizando el
método del SCS.
𝑃𝑒 =
(𝑃 − 𝐼 𝑎)2
𝑃 − 𝐼 𝑎 + 𝑆
(3)
Se puede adoptar la relación empírica: Ia = 0,2*S
Figura 7: Relación PP – Pe
Al representar en gráficas la información de P y Pe para muchas cuencas, el
SCS encontró curvas características. Para estandarizar estas curvas, se define
un número adimensional de curva CN, tal que 0 ≤ CN ≤ 100.

23
Figura 8: Relación entre precipitación y escorrentía directa acumulada
El número de curva y la retención potencial máxima S se relacionan por:
𝑆 =
1000
𝐶𝑁
− 10(𝑃𝑈𝐺) (4)
Un factor importante a tener en cuenta en estas curvas son las condiciones
antecedentes de humedad.
a. Clasificación hidrológica de suelos
Los números de curva han sido tabulados por el Servicio de Conservación
de Suelos en base al tipo y uso de suelo. En función del tipo de suelo se
definen cuatro grupos:
Grupo A: Arena profunda, suelos profundos depositados por el viento y
limos agregados.
Grupo B: Suelos poco profundos depositados por el viento y marga arenosa.
Grupo C: Margas arcillosas, margas arenosas poco profundas, suelos con
bajo contenido orgánico y suelos con altos contenidos de arcilla.

24
Grupo D: Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan,
arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos.
Para una cuenca hecha de varios tipos y usos de suelos se puede calcular
un CN compuesto mediante el promedio ponderado.
Tabla 2: Grupos hidrológicos de suelo
CLASIFICACIÓN CARACTERÍSTICA DESCRIPCIÓN
A
Bajo potencial de
escorrentía
son suelos que tienen alta transmisión de
infiltración, aun cuando son muy húmedos
B
moderadamente Bajo
potencial de escorrentía
suelos con transición de infiltración moderada,
suelos de moderada profundidad a profundos
C
moderadamente Bajo
suelos con infiltración lenta, con un estrato que
impide el movimiento del agua hacia abajo, de
texturas moderadamente finas, suelos con
infiltración lenta debido a la presencia de sales o
álcali o con masa de agua moderada
D
Alto potencial de
escorrentía
suelos con infiltración muy lenta cuando son muy
húmedos. Son suelos arcillosos con alto potencial
de expansión; con nivel freático; con claypan o
estrato arcilloso superficial; con infiltración muy
lenta debido a sales o álcali y poco profundos
sobre material impermeable
Fuente: Monsalve S., 1995
b. Uso y tratamiento del suelo.
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. (2009) El método del número de curva de
escorrentía distingue entre suelos cultivados, prado y bosques. Para suelos
cultivados, identifica los siguientes usos y tratamientos del suelo: tierras en
descanso, prados, cultivos de hilera, cultivos de granos, vegetales
sembrados cercanamente, rotaciones (de pobre a buena), cultivos en hileras
rectas, campos sembrados a lo largo de curvas de nivel y cultivos
terraceados.

25
c. Condiciones antecedentes de humedad
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. (2009) El método del número de curva de
escorrentía tiene tres niveles de humedad antecedente, dependiendo de la
precipitación total en los cinco días previos a la tormenta que se analiza. La
condición de humedad antecedente seca (AMC I) tiene el menor potencial
de escorrentía, con los suelos estando lo suficientemente secos para un
arado satisfactorio o para que una siembra se lleve a cabo. La condición de
humedad antecedente promedio (AMC II) tiene un potencial de escorrentía
promedio. La condición de humedad antecedente húmeda (AMC III) tiene el
mayor potencial de escorrentía.
CAHUANA, A et al (2009) Los números de curva se aplican para condiciones
antecedentes de humedad normales, y se establecen las siguientes
relaciones para las otras dos condiciones:
𝐶𝑁(𝐼) =
4.2𝐶𝑁(𝐼𝐼)
10 − 0.058𝐶𝑁(𝐼𝐼)
(5)
𝐶𝑁(𝐼𝐼𝐼) =
23𝐶𝑁(𝐼𝐼)
10 − 0.13𝐶𝑁(𝐼𝐼)
(6)
Tabla 3: Rangos de clasificación de las (AMC)
GRUPO
AMC
lluvia antecedente total de 5 días (pulg)
estación inactiva
(seca)
estación activa
(de crecimiento)
I < 0.5 < 1.4
II 0.5 a 1.1 1.4 a 2.1
II sobre 1.1 sobre 2.1
El método del CN, presenta en la Tabla para estimar condiciones de
humedad antecedente (AMC), considerando el antecedente de 5 días de

26
lluvia, el cual es simplemente la suma de la lluvia, de los 5 días anteriores al
día considerado.
1.9.2. Estimación del número de curva NC
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. (2009) Conforme a los elementos de los que
depende el número de curva, es necesario tener claridad de lo que representa
cada uno.
El grupo hidrológico de suelos describe el tipo de suelo. El uso y el tratamiento
del suelo describen el tipo y la condición de la cubierta vegetal. La condición
hidrológica se refiere a la capacidad de la superficie para aumentar o impedir la
escorrentía directa. La condición de humedad antecedente tiene en cuenta la
historia reciente de la precipitación y, consecuentemente, es una medida de la
cantidad almacenada.
De conformidad con lo anterior, para la estimación del número de curva,
actualmente están en uso una serie de tablas, desde las desarrolladas por el
SCS de E.U. hasta las modificadas y acopladas para las condiciones de
diferentes regiones del mundo.
a. Valor ponderado del número de curva
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. (2009) Cuando el terreno presenta
diferentes condiciones determinantes de la infiltración (relieve, vegetación,
suelo, etc…) es necesario calcular el coeficiente (…) característico de cada
una de ellas a partir de una media ponderada de éstos para obtener un único
valor (…) para toda la zona, la ecuación que responde a este concepto es la
presentada a continuación:

27
𝑁𝐶 𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 =
∑ 𝐶𝑁𝑖 𝑥𝐴𝑖
∑ 𝐴𝑖
(7)
Dónde:
NC Ponderado = Valor Numero de Curva ponderado
NCi = Valor Número de Curva de un área en particular (Ai)
Ai = Área respectiva al Número de Curva
ΣAi = Área total de la cuenca o subcuenca
1.10. Sistema de Información Geográfica (SIG)
Los SIG son ante todo herramientas de ayuda en la resolución de problemas. De
forma general, están compuestos por un conjunto de metodologías,
procedimientos y programas informáticos especialmente diseñados para
manejar información geográfica y datos temáticos asociados. El concepto de
herramienta hace referencia a que el SIG no es el fin, sino el medio, ya que es
una herramienta utilizada para preparar y presentar hechos que ocurren sobre la
superficie terrestre, así que no debemos especializarnos en saber manejar un
programa informático, sino en saber cómo aplicar su potencialidad para nuestro
beneficio.
1.10.1. Software ArcGIS 10.4
ArcGIS es un completo sistema que permite recopilar, organizar, administrar,
analizar, compartir y distribuir información geográfica. Como la plataforma líder
mundial para crear y utilizar sistemas de información geográfica (SIG), ArcGIS
es utilizada por personas de todo el mundo para poner el conocimiento

28
geográfico al servicio de los sectores del gobierno, la empresa, la ciencia, la
educación y los medios. (ESRI)
MANUAL BÁSICO (2012) menciona que es Sistema de Información Geográfica
es un sistema de información asistido por el computador para la entrada,
manipulación y despliegue de datos espaciales. El objetivo de estos sistemas es
el tener:
1. Ubicación espacial del problema de estudio
2. Un sistema normal de recolección de datos
3. Información organizada
4. Información actualizada
5. Información instantánea
6. Representación gráfica del problema
7. Permitir modelos complejos
Esto es, el SIG es un instrumento para crear y actualizar mapas, constituyéndose
en una tecnología para combinar e interpretar mapas y en una revolución
informática en cuanto a la estructura, contenido y uso del mapa. En la actualidad
se tiene dos tendencias en cuanto a los SIG, procesamiento de tipo descriptivo,
esto es inventario de la información, y procesamiento de tipo prescriptivo, análisis
y modelamiento de la información, siendo este último el que nos interesa, por
sus características de apoyo en cuanto a la toma de decisiones. En resumen, un
Sistema de Información Geográfica es un conjunto de operadores que manipulan
una base de datos espaciales. El SIG constituye un puente de soporte para la
toma de decisiones entre el mundo real y el usuario.

29
El sistema ArcGIS permite editar, automatizar y administrar la información, así
como realizar análisis geográfico, desarrollar información y elaborar
aplicaciones, ArcGIS puede manejar datos de tipo vectorial, raster y otros tipos
de datos espaciales (TIN). En el ArcGIS Modelos basados en archivos:
Información en forma de archivos Coberturas, ficheros de formas (shapefiles),
grids, imágenes, redes irregulares de triangulación (TIN). Modelos de
Geodatabase (Base de Datos Geográfica): Información geográfica organizada
en un Sistema de Administración de Base de Datos Espacial (SpatialData Base
Mannagment System DBMSs).
1.10.1.1. Geoprocesamiento - informática con datos geográficos
El geoprocesamiento es la ejecución metódica de una secuencia de operaciones
en los datos geográficos para crear nueva información. Los dos propósitos
fundamentales que persigue son ayudar a realizar el modelado y el análisis, y
automatizar las tareas SIG.
o Análisis espacial: El análisis espacial es el proceso de modelar, obtener
resultados mediante el procesamiento informático y luego examinar e
interpretar los resultados del modelo. El análisis espacial resulta útil para
evaluar la idoneidad y la capacidad, para calcular y predecir, y para
interpretar y comprender. El análisis espacial es uno de los aspectos más
interesantes y destacables de SIG. Con él, los usuarios de SIG pueden
combinar información de numerosos orígenes independientes y obtener un
grupo completamente nuevo de información (resultados) mediante la
aplicación de un conjunto amplio y sofisticado de operadores espaciales. Los
profesionales de SIG emplean el geoprocesamiento para programar sus

30
propias ideas con el fin de obtener estos resultados analíticos. A su vez,
estos resultados se aplican a una gran variedad de problemas.
o El proceso de análisis espacial: El análisis espacial es el proceso de
aplicación de técnicas analíticas a datasets referenciados geográficamente
para extraer o generar nueva información geográfica para tratar una cuestión
o un objetivo en particular.
Tabla 4: Pasos del proceso de análisis espacial
1 Establecer un objetivo y formular las preguntas que se desea
responder.
2 Reunir, organizar y preparar los datos para el análisis.
3 Crear el modelo de análisis (proceso que generalmente se realiza
mediante geoprocesamiento, pero que podría ser tan sencillo como
unos cuantos clics en ArcMap).
4 Ejecutar el modelo y generar resultados.
5 Explorar, evaluar, representar, resumir, interpretar, visualizar,
comprender y analizar los resultados.
6 Llegar a conclusiones, tomar decisiones y documentar los resultados.
7 Presentar los resultados y hallazgos.
Fuente: Reglamento Nacional de Edificaciones(RNE)
En la práctica, este proceso de análisis es iterativo. En cada paso se realiza
una revisión, que ofrece la oportunidad de incorporar nuevos conocimientos
adquiridos durante el proceso. El proceso de análisis consiste por una parte
en modelar y por otra en generar una serie de mapas, informes de resumen,
gráficos científicos y estadísticos, y resúmenes de análisis (además de
trabajar con ellos).

31
Durante el análisis, se crea un modelo basado en los objetivos de análisis.
Se genera un grupo de resultados (datos de salida y vistas de mapa).
Posteriormente, se analiza esa información: los resultados se representan
cartográficamente, se comparan, visualizan, interpretan, modifican,
actualizan, calibran, se vuelven a ejecutar, etc.
o Automatización mediante geoprocesamiento: El geoprocesamiento se
emplea para el análisis espacial, pero también para muchas otras cosas. Con
el geoprocesamiento, los usuarios automatizan muchas tareas SIG como la
preparación y la conversión de datos, la creación de un conjunto de pruebas
automatizadas para verificaciones de integridad de los datos tomando como
referencia una serie de reglas empresariales, la administración de
coordenadas, la automatización de otros flujos de trabajo de administración
de datos y la producción de mapas, entre muchas otras.
o El geoprocesamiento es un proceso que se puede repetir. De hecho, muchos
usuarios crean una serie de flujos de trabajo automatizados que ayudan a
realizar trabajo tedioso y repetitivo. Estos flujos de trabajo pueden repetirse
y auto documentarse. Se pueden compartir con muchos usuarios. Pueden
colocarse en un marco de servidor y usarse en todo tipo de tareas SIG; no
solamente el análisis.
1.10.1.2. Clasificación supervisada y no supervisada en ArcGIS 10.4
(educacional)
Estas operaciones sirven para clasificar cada cuadrado de un mapa raster por
medio de unos análisis estadísticos multivariados según unos parámetros que
nosotros elijamos (clasificada) o que el equipo tome como los más adecuados

32
por su cuenta (no clasificada), generando así un mapa raster según los colores
que nosotros hayamos elegido y en cuantas categorías hayamos elegido.
La clasificación supervisada y no supervisada permite explorar diferentes tipos
de atributos o clases por medio del análisis estadístico multivariado, este proceso
identifica los valores de cada píxel de una o varias bandas de una imagen raster,
crea y evalúa las clases o clúster (firmas), finalmente reclasifica de acuerdo a las
probabilidades de cada clase. Este procedimiento es muy práctico para crear de
forma automática un mapa de uso del suelo o de cobertura vegetal.
Como primer paso se requiere contar con una imagen raster y un shapefile de
puntos.
- Clasificación supervisada: La clasificación supervisada en ArcGIS permite
clasificar el raster por medio de cada píxel de una celda, es necesario tener
conocimiento previo de las clases del área de estudio (uso actual del suelo).
Se debe marcar puntos y asignar un valor numérico para cada clase
Figura 9: Ejemplo de clasificación supervisada
Fuente: https://acolita.com

33
1.10.2. Google Earth Pro
MANUAL BÁSICO (2012) menciona que el Google Earth Pro es un globo
terráqueo interactivo en 3D que se puede utilizar para planificar, analizar y tomar
decisiones. Empresas, gobiernos y profesionales de todo el mundo emplean las
herramientas de Google Earth Pro para visualizar datos, planificar ubicaciones y
compartir información.
Con las herramientas avanzadas de medición y dibujos de Google Earth Pro,
podrás planificar, medir y visualizar un sitio sin necesidad de levantarte de la
mesa.
Visualiza tu propia información en Google Earth Pro junto a capas de datos
exclusivos como parcelas de terreno, demografía e historiales de tráfico.
Crea videos en Google Earth Pro que podrás compartir con accionistas y clientes
para ofrecer una perspectiva única de cualquier proyecto basado ubicaciones.

34
II. MATERIALES Y METODOLOGÍA
2.1. Ubicación del proyecto:
La investigación se realizó en la subcuenca Alameda que abarca los Distritos de
Socos, Chiara, Carmen Alto, San Juan Bautista, Ayacucho y Jesús nazareno, en
la figura 10 se puede ver localización de la subcuenca en estudio.
Figura 10: Localización Geográfica
Fuente: Elaboración Proyecto ZEE-OT, Ayacucho
AYACUCHO
HUAMANGA
SUBCUENCA
ALAMEDA

35
2.1.1. Vías de acceso y limites
La subcuenca en estudio por ser de área extensa puede ser visitada por tres
vías, estas son las vías de comunicación principal de la ciudad de huamanga.
la primera es mediante la vía libertadores, esta es partiendo de la ciudad de
Huamanga hasta el desvió hacia el Distrito de Socos (carretera asfaltada) de ahí
por un desvió hacia los centros poblados de Quishuarpampa y Llunchi (trocha
carrozable); mediante esta se puede visitar la parte alta de la subcuenca que
pertenece al Distrito de Socos
la segunda mediante la carretera Ayacucho – Abancay, esta es partiendo de la
ciudad de huamanga hasta el centro poblado de Casaorcco (carretera asfaltada)
y luego por un desvió hasta los centros poblados de Chacapampa y
Lambrashuaycco (trocha carrozable); mediante esta se puede visitar la parte alta
de la subcuenca que pertenece a los distritos de Chiara y Carmen Alto
la tercera es mediante la carretera Ayacucho Huanta, este es partiendo de la
cuidad de Huamanga hasta el desvió de la carretera Rumichaca – Yanamilla
(carretera asfaltada) mediante esta se puede visitar la parte baja de la
subcuenca, no se mencionan distancias ya que el área de estudio es de gran
extensión.

36
2.2. Materiales
2.2.1. Materiales y equipos en el Campo
Materiales
✓ 01 libreta de Campo más un lapicero
✓ Barreno o lampa pequeña
Equipos
✓ 01 GPS (sistema de posicionamiento global)
✓ 01 cámara fotográfica
2.2.2. Materiales y equipos en el Gabinete
Materiales
✓ 02 millar de Papel bond 80 gr
✓ Carta Nacional Escala 1/100 000 ( 27ñ, 27o)
✓ Papelotes y otros útiles de escritorio
✓ Imágenes satelitales de distintos años
Equipos
✓ 01 Computadora Core i7 de 3.8 Ghz y 16 Gb RAM
✓ 01 Impresora Hp Laser
✓ 01 USB

37
2.3.Metodología
2.3.1. Delimitación de la subcuenca en estudio
Con la ayuda de aplicaciones informáticas como los son Google Earth pro y
ArcGIS 10.4 (educacional) se procedió a la delimitación de la subcuenca en
estudio, para ello se hiso uso de un DEM de la carta nacional (27-Ñ) en formato
shape, este se obtuvo de la página web del Minedu (Figura 11) , con ayuda del
Software procesamos la información del área de estudio y obtuvimos los
parámetros de la subcuenca en estudio, esto permitió delimitar el área de estudio
y así poder realizar un estudio más detallado de la zona aportante al rio alameda,
y así observar las variaciones que sufrió la subcuenca durante el periodo de
estudio estipulado.
Figura 11: Obtención de un DEM y su procesamiento
Fuente: http://sigmed.minedu.gob.pe

38
Para la delimitación de la cuenca se partió de un DEM, este fue corregido y se
crearon archivos raster de dirección de flujo y flujo acumulado (figura 12), a partir
de estos se crearon archivos de definición y orden de drenaje.
Figura 12: Proceso de delimitación de la cuenca
Fuente: ArcGIS Desktop
Para la delimitación se necesita un punto de aforo, a partir de este se realizará
la delimitación, en este caso se escogió el punto donde el rio Alameda se une al
rio Huatatas, las coordenadas de este son: N: 8547613.63 m, E: 587735.92 m.
El archivo shape obtenido (Shp) tiene la información de la delimitación de la
subcuenca, en la figura 13 se puede observar la subcuenca Alameda delimitada
y georreferenciada, este sirvió para limitar las zonas de trabajo de la cuenca y a
partir de este se empezó a trabajar la toda la información.
N: 8547613.63
E: 587735.92

39
Figura 13: Delimitación de Subcuenca Alameda

40
Se consideran los parámetros más resaltantes como el área de la subcuenca,
Perímetro y la Longitud del cauce más largo, a continuación, se muestran los
parámetros geomorfológicos de la subcuenca.
DELIMITACION, AREA Y PERIMETRO DE LA SUBCUENCA ALAMEDA
Area total de la microcuenca rio ALAMEDA A = 75.01 Km2
Perimetro total de la cuenca delimitada P = 55.62 Km
Cota mas alta de la cuenca (msnm) P = 4050.00 Km
Cota mas baja de la cuenca (msnm) P = 2550.00 Km
Altitud mediana de la cuenca (hm): H m = 3090.00 m.s.n.m.
Altitud media ponderada (hp): Hp = 3201.91 m
Altitud media simple de la cuenca Hms = 3300.00 m.s.n.m.
Indice de compacidad o Gravelious (calculado) Kc = 1.81 Adim
Lado mayor del rectangulo equivalente: L = 24.80 Km
Lado menor del rectángulo equivalente: l = 3.03 Km
Factor de forma de la cuenca Ff = 0.12 Adim
Pendiente de la cuenca S = 6.05 %
DELIMITACION, AREADO Y PERIMETRADO DE LA MICROCUENCA ALAMEDA

41
2.3.2. Distribución de coberturas de la subcuenca Alameda.
El mapa de cobertura vegetal es de gran importancia para el resultado final de
este trabajo, la distribución de cobertura vegetal fue obtenida a partir de una
clasificación supervisada de fotografías satelitales de ambos periodos de estudio
(2005 y 2015), primeramente se obtuvo fotografías satelitales de diferentes
servidores de imagen de satélite y se procedió a escoger las que presentaron
mejores características (nitidez, presencia de nubes, época del año de captura),
luego de ello se procedió con la georreferenciación y el tratamiento de imágenes
con el software ArcGIS 10.4 (educacional) y su posterior clasificación
supervisada.
a. Obtención de imágenes satelitales. uno de los lugares de obtención de
más fácil y libre acceso a imágenes satelitales son Google Earth pro y el
programa SASPlanet.
Para el año 2005 se escogió la imagen del servidor: Google Earth Pro, esta
tiene la opción de imágenes históricas, en esta se encuentran imágenes
desde 1969 hasta la actualidad, la imagen seleccionada corresponde a la
fecha 30 de julio del 2005, esta se observa en la figura 15.
Para la imagen del año 2015 se usó el programa SASPlanet, esta reúne
imágenes de diferentes servidores y satélites, en nuestro caso usamos las
del satélite Bing, cuya fecha de captura es el 07 de julio del 2015, esta tiene
la ventaja de contener archivos de georreferenciación, esta se observa en la
figura 14.

42
La imagen seleccionada fue la del satélite Bing correspondiente a la fecha
7/17/2015
Figura 14: Imagen satelital Bing a la fecha 07/23/2015
Fuente: https://www.bing.com/maps

43
La imagen satelital de Google earth pro correspondiente a la fecha 07/30/2005
Figura 15: Imagen satelital de Google earth pro a la fecha 07/30/2005
Fuente: https://landsat.usgs.gov

44
b. Georreferenciación de imágenes satelitales.
La georreferenciacion se realizo en el sistema de coordenadas UTM DATUM
WGS84 ZONA 18 Sur, para las imágenes de Google Earth pro, la
Georreferenciación se realizó manualmente utilizando dos puntos con
coordenadas conocidas y a partir de estos se procedió a colocarla en su
ubicación respectiva, en el caso de las imágenes obtenidas del programa
SASPlanet, las imágenes obtenidas son acompañadas de archivos de
Georreferenciación.
c. Tratamiento de imágenes en ArcGIS 10.4 (educacional):
Una vez obtenida la imagen satelital esta fue trabajada en ArcGIS 10.4
(educacional) para su tratamiento y su posterior clasificación. Para ello fue
necesario crear una carpeta exclusiva para el trabajo que se realizó, esto por
la gran cantidad de archivos que fueron generados al realizar el proceso, se
tuvo que tener en cuenta el orden del manejo de archivos.
En primer lugar, al abrir una imagen esta fue recortada con el polígono
(cuenca delimitada) que se obtuvo en la delimitación de la subcuenca en
estudio, esto con el objetivo de reducir el peso de la imagen y realizar
procesos rápidos, luego se procedió a convertirla en una imagen raster para
así poder realizar una clasificación.

45
d. Determinación de áreas urbanizadas y no urbanizadas.
Se realizo un recorte a las imágenes, en áreas urbanas y no urbanas, se
realizó este recorte a consecuencia de que áreas urbanas y no urbanas
confundían al programa al realizar la clasificación de coberturas y como
resultado arrojaba información falsa y engañosa, como por ejemplo áreas
techadas con tejas fueron confundidas con áreas de cultivo no usadas.
Para esto se procedió limitando áreas urbanizadas y no urbanizadas para
ambos periodos de estudio, en la figura 16 se observa el resultado de esa
selección para ambas fechas de estudio, siendo las áreas resaltadas con
celeste las áreas no urbanas de la subcuenca.
Figura 16: Áreas urbanas de la subcuenca Alameda en el año 2015 y 2005
Las áreas no urbanizadas son las que determinaran la clasificación de
cobertura vegetal, a modo similar a lo anterior se procedió a realizar un
recorte para poder ser trabajado.

46
e. Clasificación de cobertura vegetal
La distribución de cobertura vegetal se realizó mediante una clasificación
supervisada, esto permitió clasificar la imagen raster por medio de cada píxel
o celda, fue necesario tener conocimiento previo del uso/cobertura del área
de estudio. Para ello se marcó puntos representativos que posteriormente
fueron visitados a campo para constatar que la cobertura que se le asigno
sea la correcta (esto en el caso de la fotografía actual).
La clasificación supervisada tuvo como objetivo la obtención de un mapa de
cobertura vegetal, para ello se realizó visitas a campo para poder dar los
usos y coberturas correspondientes a cada tipo de trama de la imagen usada
y así el programa realice una buena clasificación, las coberturas utilizadas
en esta clasificación son las siguientes.
Tabla 5: Tipo de cobertura del suelo
N° UNIDADES DE COBERTURA
1 Pradera buena
2 Pradera pobre
3 Espejos de agua
4 Plantaciones de aprovechamiento forestal media
5 Masa forestal media
6 Masa forestal muy clara
7 Tierra cultivada en general
8 Tierra cultivada en general (desnuda)
9 Suelos desnudos
La visita a campo se realizó con la ayuda de un GPS previamente cargado
con las coordenadas de zonas representativas, Se tuvo en cuenta que áreas
menores a 500 m2
no se tomaron en cuenta, ya que para el tamaño total de
la subcuenca resultan ser insignificantes. Las coordenadas junto a las
fotografías de visita a campo se muestran en el anexo 1.

47
Una vez realizada la visita a campo se precedió a realizar la clasificación
supervisada, para esto se utilizó la imagen raster previamente tratada, se
usó la extensión espacial análisis y el módulo Image Classification de
ArcGIS 10.4 (educacional), esta nos permitió clasificar la imagen por la
similitud que tienen las tramas de la imagen.
La información de campo y tablas de CN existentes se dio valores a cada
tipo de cobertura de la imagen de satélite, se tuvo en cuenta que a mayor
cantidad de muestras en la imagen la clasificación será más precisa, esto se
procedió a tomar muestras representativas mediante rectángulos, círculos o
polígonos en la imagen satelital, este se mostrara en la tabla Traning Sample
Manager en la que se tendrá que agrupar a las muestras que representen a
coberturas iguales.
Una vez realizada la clasificación para cada tipo de cobertura y su respectiva
agrupación, se procedió a realizar la clasificación de toda la imagen de la
subcuenca, para ello se tendrá que ejecutar la herramienta Interactive
Supervised Classification (Figura 17), como resultado de este proceso se
obtuvo un raster de los tipos de cobertura vegetal del área de estudio.
Figura 17: Herramienta clasificación de imagen de ArcGIS 10.4

48
Para poder trabajar y obtener las estadísticas del proceso antes realizado se
transformó el raster a un formato vectorial (figura 18), esto nos permitió
observar la información en forma de polígonos y así poder editarla y ver y
extraer la información de la tabla de atributos según las necesidades que se
tenga.
Figura 18: Ejemplo de la transformación de raster a polígono
Una vez realizado el proceso anterior se obtuvo el mapa de cobertura
vegetal, un problema fue la presencia de demasiados polígonos que
impedían su normal procesamiento, para ellos se tomó la decisión de
eliminar polígonos con áreas menores a 500 m2, como resultado de esta
clasificación se obtuvo los dos siguientes mapas que se muestran en la
Figura 19.

49
Figura 19: Clasificación de Cobertura Vegetal correspondiente al año 2005 y 2015
f. Clasificación de cobertura en áreas urbanas
Se tomó la decisión de realizar una clasificación de coberturas urbanas y no
urbanas por separado, esto a consecuencia de una clasificación previa en la
que el programa confundió coberturas urbanas con no urbanas.
Al realizar la clasificación de las coberturas urbanas, se tuvo como resultado
una gran cantidad de polígonos que no dieron facilidad al proceso, por eso
se tomó la decisión de realizar una clasificación previa considerando el
porcentaje de cobertura impermeable y como resultado se obtuvo las
siguientes que se muestran en la tabla 6, estas fueron fijadas manualmente
para así poder realizar una clasificación por separado, en el anexo 2 se
presenta el mapa 03, en esta se presenta a escala las coberturas presentes
en el área urbana para el año 2015.

50
Tabla 6: Tipos de cobertura del suelo presentes en áreas urbana
N° UNIDADES DE COBERTURA
1 ÁREAS VERDES
2 ESPEJOS DE AGUA
3 RESIDENCIAL DE MUY BAJA DENSIDAD
4 RESIDENCIAL DE BAJA DENSIDAD
5 RESIDENCIAL DE DENSIDAD MEDIA
6 RESIDENCIAL DE DENSIDAD ALTA
7 ZONAS COMERCIALES
Se realizaron clasificaciones por separado de las diferentes coberturas
urbanas, esto con el fin de determinar el porcentaje de áreas
impermeabilizadas (techos y pavimentos), suelos desnudos y cobertura
vegetal, esta distribución para el año 2015 se muestra en la figura 20.
Figura 20: Clasificación de cobertura urbana correspondiente al año 2015

51
- Residencial de muy baja densidad
Se clasifico como muy baja densidad por la menor presencia de viviendas,
áreas de suelo desnudo, zonas con vegetación y presencia de calles poco
compactadas y sin pavimento, en general esta se encuentra en la periferia
de la ciudad y son las áreas en crecimiento (Figura 21).
Figura 21: Clasificación de residencial de muy baja densidad.

52
- Residencial de baja densidad
Se clasifico como baja densidad por la menor presencia de viviendas y
pequeñas zonas de suelos desnudo o con vegetación, presencia de calles
compactadas y sin pavimento, en general está también se encuentra en la
periferia de la ciudad y son las áreas de crecimiento poblacional y urbanístico
(Figura 22).
Figura 22: Clasificación de residencial de baja densidad.

53
- Residencial de densidad media
Se clasifico como densidad media a zonas con presencia media de
viviendas, zonas desnudas compactas, pero con presencia de calles
pavimentadas, estás zonas se encuentra en la periferia de la zona centro de
la ciudad y son áreas con tendencia a ser más impermeables (Figura 23).
Figura 23: Clasificación de residencial de media densidad

54
- Residencial de densidad alta
Se clasifico como densidad alta a zonas con alta presencia de viviendas y
con presencia de calles pavimentadas bien drenadas y con poca presencia
de vegetación, estás zonas tiene alta densidad poblacional y un alto
porcentaje de impermeabilidad (Figura 24).
Figura 24: Clasificación de residencial de alta densidad

55
- Zonas comerciales
Se clasifico como zonas comerciales a áreas con alta presencia de
viviendas, comercios y calles pavimentadas con drenaje y muy poca o nula
presencia de vegetación, estás zonas tiene muy alto grado de
impermeabilidad (Figura 25).
Figura 25: Clasificación de zonas comerciales

56
En forma similar a lo anterior, para el año 2015 se realizó una previa
clasificación considerando las mismas características que para el año 2015,
esta distribución para el año 2005 se muestra en la figura 26, en el anexo 2
se presenta el mapa 02, en esta se da la clasificación de coberturas esta.
Figura 26: Clasificación de cobertura urbana 2005

57
2.3.3. Distribución y reclasificación de pendientes de la subcuenca.
Una de las variables necesarias para definir el número de curva es la pendiente,
esta debe de estar clasificada en dos grupos: menor del 3%, y mayor o igual al
3%. Para esto se obtuvo un mapa de pendientes reclasificado, para esto fue
necesario un Modelo de Elevación Digital (DEM) que fue obtenido de la página
web del ministerio de educación, este fue el mismo que fue usado para la
delimitación de la subcuenca, En ArcGIS 10.4 (educacional) existe la función
automática de obtención de pendientes mediante el módulo (spatial analysis
tools  surface  slope) (figura 27).
Figura 27: Se muestra la ventana del menú slope
Una vez obtenido el mapa de pendientes (figura 29 izquierdo), se procedió a
reclasificarlo, como se mencionó sogún la metodología es necesario tener
pendientes menores iguales a 3% y mayores o iguales 3%, para esto se procede
con el menú (spatial analysis tools reclass  reclassify) (figura 28), el resultado
será un mapa de pendiente reclasificado (figura 29 derecha).

58
Figura 28: Se muestra la ventana del menú reclasificación
A continuación, se muestra es mapa de pendientes (figura 29 izquierda) y de
pendientes reclasificado de la subcuenca (figura 29 derecha) en donde el color
verde son pendientes menores a 3% y rojo las mayores iguales a 3%.
Figura 29: Mapa de pendientes y Mapa reclasificado de pendientes de la subcuenca

59
2.3.4. Reclasificación de mapa de suelos por grupos hidrológicos.
Otra variable necesaria para la determinación del número de curva es el mapa
de tipos de suelo. Este mapa debe estar clasificado en los cuatro grupos
hidrológicos de suelos que establece la SCS. Este mapa fue generado a partir
de un mapa general de tipos de suelo, para hacer esta reclasificación se tuvo
que tener información de la capacidad de infiltración, textura o potencial de
escorrentía que se muestran en las tablas 7 y 8.
Para la elaboración del mapa de grupos hidrológicos de suelo se partió de un
mapa de clasificación Taxonómica, esta clasificación fue tomada del Proyecto
ZEE-OT, Ayacucho 2012, y a partir de esta clasificación de suelos se hiso una
reclasificación tomando en cuenta las características de las tablas 7 y 8,
Tabla 7: Clasificación hidrológica de los suelos
CLASIFICACIÓN CARACTERÍSTICA DESCRIPCIÓN
A
Bajo potencial de
escorrentía
son suelos que tienen alta transmisión de
infiltración, aun cuando son muy húmedos
B
moderadamente Bajo
suelos con transición de infiltración moderada,
suelos de moderada profundidad a profundos
C
moderadamente Bajo
suelos con infiltración lenta, con un estrato que
impide el movimiento del agua hacia abajo, de
texturas moderadamente finas, suelos con
infiltración lenta debido a la presencia de sales o
álcali o con masa de agua moderada
D
Alto potencial de
escorrentía
suelos con infiltración muy lenta cuando son muy
húmedos. Son suelos arcillosos con alto potencial
de expansión; con nivel freático; con claypan o
estrato arcilloso superficial; con infiltración muy
lenta debido a sales o álcali y poco profundos
sobre material impermeable

60
Tabla 8: Clasificación hidrológica de los suelos con respecto a la velocidad de infiltración y
textura
Grupo
Hidrológico
de Suelo
Infiltración
cuando están
muy húmedos
características textura
A rápida
alta capacidad de
infiltración > 76 mm/h
arenosa, arenosa -
limosa, Franca
B moderada
capacidad de
infiltración 76 - 38 mm/h
Franco - arcillosa -
arenosa
C lenta
capacidad de
infiltración 36 - 13 mm/h
franco - arcillosa,
franco- arcillo - limosa,
arcillo - arenosa
D muy lenta
alta capacidad de
infiltración < 13 mm/h
arcillosa
Los tipos de suelos encontrados en nuestra subcuenca en estudio son: Lithic
Cryopsamments, Lithic Udipsamments y Typic Haplocryands, en la figura
30 se muestra su distribución en la subcuenca en estudio.
Figura 30: Clasificación de suelo Proyecto ZEE-OT y Reclasificación de grupos
hidrológicos de suelo de la subcuenca
Fuente: Proyecto ZEE-OT, Ayacucho 2012

61
Los grupos hidrológicos de suelos fueron clasificados de acuerdo a la tabla 9,
esta tabla fue elaborada a partir del libro Claves para la Taxonomía de Suelos,
Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y de con las tablas 7 y 8, la
figura 30 muestra el mapa de suelos presentes en la subcuenca en estudio y en
el tabal 9 se muestra el grupo hidrológico al que pertenece.
Tabla 9: Clasificación de grupos hidrológicos presentes en la subcuenca Alameda
CLAVE PARA
SUBGRUPOS
CLAVE PARA
GRANDES
GRUPOS
CLAVE PARA SUBÓRDENES CLASE G.H.
Lithic
Cryopsamments
Lithic
cryopsamments
Cryopsamment
s
Psamments Ents Clase
LCAA.
Cryopsamments que
tienen un contacto
lítico dentro de los 50
cm de la superficie del
suelo mineral.
LCA. Psamments
que tienen un
régimen de
temperatura del
suelo cryico.
LC. Otros Entisols que tienen
menos de 35 por ciento (por
volumen) de fragmentos rocosos y
una clase textural de arena
francosa fina o más gruesa, en
todas las capas (están permitidas
lamelas franco arenoso) dentro de
la sección de control de tamaño de
partícula.
Otros suelos. C
Lithic
Udipsamments
Lithic
udipsamments
Udipsamments Psamments Ents Clase
Udipsamments que
tienen un contacto
lítico dentro de los 50
cm de la superficie del
suelo mineral.
Otros
Psamments.
LC. Otros Entisols que tienen
menos de 35 por ciento (por
volumen) de fragmentos rocosos y
una clase textural de arena
francosa fina o más gruesa, en
todas las capas (están permitidas
lamelas franco arenoso) dentro de
la sección de control de tamaño de
partícula.
Otros suelos. C
Typic
Haplocryands
Typic haplocryands Haplocryands Cryands Ands Clase
Otros Haplocryands. Otros Cryands.
Otros Andisols que tienen un
régimen de temperatura del suelo
cryico.
Otros suelos
que tienen
propiedades
ándicas de
suelo en 60 por
ciento o más
del espesor
B

62
2.3.5. Mapas de curva número y coeficientes de escorrentía
2.3.5.1. Elaboración de mapas de curva número
Conforme a los elementos de los que depende el número de curva, es necesario
ver que representa cada uno de estos.
- El grupo hidrológico de suelos describe la capacidad de retención de agua
por parte del suelo, esta se clasifica según el tipo de suelo, la textura o la
velocidad de infiltración
- El uso y cobertura del suelo describen el tipo y la condición de la cubierta ya
sea vegetal o urbana.
- Las pendientes de la subcuenca, que tienen también influencian sobre la
escorrentía superficial, ya que a mayor pendiente el agua tiene menos
tiempo para poder escurrir, además de que las irregularidades del terreno
son más pequeñas.
- La condición de humedad antecedente tiene en cuenta la historia reciente de
la precipitación y, consecuentemente, es una medida de la cantidad
almacenada, en el caso de este trabajo se realizará para condiciones medias
de humedad.
Conforme con lo anterior, para la estimación del número de curva, actualmente
están en uso una serie de tablas, desde las desarrolladas por el SCS de los
estados unidos, hasta las modificadas y acopladas para las condiciones de
diferentes regiones del mundo. La siguiente tabla es una de las usadas para este
trabajo, en el anexo 3 se presentan tablas de diferentes autores, estas sirvieron
de guía para poder determinar el valor de estos.

63
Tabla 10: Valores de curva número para diferentes usos/cobertura de tierra, pendientes y
grupos hidrológicos de suelos
USO DE LA TIERRA PENDIENTE A B C D
Barbecho R >= 3 77 68 89 93
Barbecho N >= 3 74 82 86 89
Barbecho R/N < 3 71 78 82 86
Cultivos en hilera R >= 3 69 79 86 89
Cultivos en hilera N >= 3 67 76 82 86
Cultivos en hilera R/N < 3 64 73 78 82
Cereales de invierno R >= 3 63 75 83 86
Cereales de invierno N >= 3 61 73 81 83
Cereales de invierno R/N < 3 59 70 78 81
Rotación de cultivos pobres R >= 3 66 77 85 89
Rotación de cultivos pobres N >= 3 64 75 82 86
Rotación de cultivos pobres R/N < 3 63 73 79 83
Rotación de cultivos densos R >= 3 58 71 81 85
Rotación de cultivos densos N >= 3 54 69 78 82
Rotación de cultivos densos R/N < 3 52 67 76 79
Pradera pobre >= 3 68 78 86 89
Pradera media >= 3 49 69 78 85
Pradera buena >= 3 42 60 74 79
Pradera muy buena >= 3 39 55 69 77
Pradera pobre < 3 46 67 81 88
Pradera media < 3 39 59 75 83
Pradera buena < 3 29 48 69 78
Pradera muy buena < 3 17 33 67 76
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre >= 3 45 66 77 83
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media >= 3 39 60 73 78
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena >= 3 33 54 69 77
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre < 3 40 60 73 78
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media < 3 35 54 69 77
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena < 3 25 50 67 76
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy clara 56 75 86 91
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) clara 46 68 78 83
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) media 40 60 69 76
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) espesa 36 52 62 69
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy espesa 29 44 54 60
Rocas permeables >= 3 94 94 94 94
Rocas permeables < 3 91 91 91 91
Rocas impermeables >= 3 96 96 96 96
Rocas impermeables < 3 93 93 93 93
Fuente: Aparicio Mijares, 1992

64
Como se observa en la Tabla 10, el valor del parámetro número de curva para
condiciones medias de humedad en el suelo depende del uso del suelo, las
características hidrológicas del suelo, la pendiente del terreno y la condición
antecedente de humedad (en este caso son condiciones medias).
Entonces la información antes generada fue usada para poder hacer el cálculo
de este parámetro, estas son:
- Un mapa de pendientes reclasificado en formato shape, esta tendrá
información de pendientes mayores a 3% y menores a 3% (figura 29).
- Un mapa de uso y cobertura vegetal en formato shape, esta tendrá
información de las usos y coberturas de suelo (figura 19).
- Un mapa de tipo de suelos que fue reclasificado por su capacidad de
infiltración en grupos hidrológicos de suelos (figura 30).
La metodología que se presentada para generar mapas del número de curva y
posteriormente mapas de coeficientes de escorrentía se apoya en el uso los SIG,
en este caso en particular el ArcGIS 10.4 (educacional), Este tiene la capacidad
de manejar datos geográficos de distintas características que se presentan en
un mismo lugar geográfico.
Existen dos tipos de archivos que usamos en este trabajo, estas son, vectorial y
raster, en los mapas vectoriales se utilizan puntos, líneas y polígonos, con estos
se representan de manera más precisa las formas en el espacio. En cambio, el
mapa raster, consiste en la división del espacio en una red de celdas. A este tipo
de estructura también se le llama matricial. En muestro caso el uso del modelo
raster fue usado en el análisis de nuestra subcuenca y fue escogido para generar
el mapa del número de curva. La ventaja de trabajar con archivos raster radica

65
en la división del área de trabajo unidades espaciales que tienen el mismo
tamaño y la misma forma (celdas), lo que facilita realizar diferentes tipos de
operaciones con estos, realizar operaciones con las celdas del mismo
(cuantificación y estadísticas) y Permite combinar y operar cualquier tipo de dato
con mapas obtenidos de imágenes satélite (figura 31)
Figura 31: Ejemplo de superposición de mapas de
diferente tipología e información
Fuente: Forero 2015
Relacionar los objetos de forma espacial, nos permite analizar en conjunto
diferentes tipos de información como pendientes y usos/coberturas del suelo y
grupos hidrológicos de suelo, esto de una forma automática y rápida.
Los SIG facilitan dar a conocer con detalle las consecuencias de diferentes
cambios en el medio de una manera rápida y sencilla. Esto se debe a que una
vez establecidas relaciones entre una serie de variables que intervienen en el
proceso estas pueden variarse y ver cómo afecta este cambio al resultado.

66
A continuación, se describe el proceso seguido para generar los mapas
matriciales (capas de información) de cada una de las variables que intervienen
en la determinación del número de curva, y la forma en que se superponen y
establecen las relaciones necesarias para generar dicho mapa.
La medida seguida para trabajar diferente información de un mismo lugar
(espacio geográfico), fue la de combinación de capas, para ello a cada una de
las variables que intervienen en el cálculo (tipo de suelo, pendiente y grupo
hidrológico de suelo) se le tiene que asigno un numero primo, los valores que se
le asignaron a cada variable se observan en las siguientes tablas, tabla 11 a la
variable pendiente, tabla 12 a la variable de grupos hidrológicos de suelo y tabla
13 a la variable uso/ cobertura de suelo.
Tabla 11: Valores primos asignados a la variable pendiente
VALOR
ASIGNADO
VARIABLE:
PENDIENTE
53 < 3 %
59 >= 3 %
Tabla 12: Valores primos asignados a la variable grupo hidrológico de suelos
VALOR
ASIGNADO
VARIABLE: GRUPO
HIDROLÓGICO DE SUELOS
61 B
67 C
71 URBANA

67
Tabla 13: Valores primos asignados a la variable uso/cobertura de suelo
VALOR
ASIGNADO
VARIABLE: USO/COBERTURA DE SUELO
2 pradera buena
3 pradera pobre
5 espejos de agua
7 plantaciones de aprovechamiento forestal media
11 masa forestal media
13 masa forestal muy clara
17 tierra cultivada en general
19 tierra cultivada desnuda
23 suelos desnudos
29 residencial de muy baja densidad
31 residencial de baja densidad
37 residencial de densidad media
41 residencial de densidad alta
43 zonas comerciales
47 áreas verdes
Se aprovecho la propiedad de los números primos, de que el producto de ellos
siempre dará un número diferente. Es así que al multiplicar los mapas de usos
de suelo, pendiente y tipos de suelo siempre dará como resultado un numero
diferente por cada combinación de tres números primos, este procedimiento se
realizó mediante el módulo algebra de mapas de ArcGIS 10.4.
De esta manera, conociendo el resultado del producto se puedo saber de qué
características de uso/cobertura, tipo del suelo y pendiente se trata y se pudo
encontrar su número de curva, los valores que se le asignaron a cada variable y
el producto resultante de estos se pueden ver en la siguiente tabla.

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