Hidrología superficial – Fenómenos Hidrometeorológicos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAÉN

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE

INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

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INGENIERÍA DE RECURSOS HÍDRICOS

Semana N° 4:

Hidrología superficial – Fenómenos Hidrometeorológicos

DOCENTE:

ING. Joaquín Florentino Facundo Frias

ESTUDIANTE:

Guevara Requejo Claudia Jannet

CICLO:

IX

JAÉN, JUNIO DEL 2020

1. Actividad 02

•        Investigue sobre los parámetros de la red hidrográfica de la cuenca.

Cuenca Hidrográfica:

Una cuenca hidrográfica es una zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia que caen sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida. (IMTA, 2019)

Para la (Organización del Agua, 2017), la cuenca es un concepto geográfico e hidrológico que se define como el área de la superficie terrestre por donde el agua de lluvia, nieve o deshielo escurre y transita o drena a través de una red de corrientes que fluyen hacia una corriente principal, y por ésta hacia un punto común de salida.

Existen tres tipos de cuencas hidrográficas:

• Cuenca endorreica: Almacena agua en su interior, como por ejemplo, un lago o una laguna.
• Cuenca exorreica: Tiene una o más salidas de agua hacia un caudal mayor o el mar.
• Cuencas criptorreicas: Aguas que fluyen subterráneamente.

Parámetros de la red hidrográfica de la cuenca

Según (Cahuana Andia & Yugar Morales, 2009), la red hidrográfica corresponde al drenaje natural, permanente o temporal, por el que fluyen las aguas de los escurrimientos superficiales, hipodérmicos y subterráneos de la cuenca.

1. Componentes de la red de drenaje

La red de drenaje de una cuenca está formada por el cauce principal y los cauces tributarios. Mientras más largo sea el cauce de agua principal, más ramificaciones tendrá la red de drenaje.

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Figura 1: Componentes de la red de drenaje

Fuente: (Cahuana Andia & Yugar Morales, 2009)

1. Numero de orden de cauce

El cauce de agua principal tiene un número que refleja el grado de ramificaciones de la red de drenaje y existen diversos criterios para el ordenamiento de dichos cauces en una cuenca hidrográfica; según:

• El sistema de Horton:

El estudio cuantitativo de redes de drenaje fue iniciado hace cinco décadas por Robert Elmer Horton (1945), quien propuso un esquema de ordenamiento para la red de drenaje. (Mantilla, Mesa, & Poveda, 2013)

• Los cauces de primer orden (1) son aquellos que no poseen tributarios.
• Los cauces de segundo orden (2) tienen afluentes de primer orden.
• Los cauces de tercer orden (3) reciben influencia de cauces de segundo orden, pudiendo recibir directamente cauces de primer orden.
• Un canal de orden n puede recibir tributarios de orden n-1 hasta 1.

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Figura 2: Sistema de Horton

Fuente: (Cieza Vásquez, 2018)

• El sistema de Strahler:

El sistema Horton fue revisado posteriormente por Strahler (entre 1952 - 1957), quien lo perfeccionó resolviendo algunas ambigüedades. Este sistema para evitar la subjetividad de la designación en las nacientes determina que:

• Todos los cauces serán tributarios, aun cuando las nacientes sean ríos principales.
• El río en este sistema no mantiene el mismo orden en toda su extensión.
• El orden de una cuenca hidrográfica está dado por el número de orden del cauce principal.

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Figura 3: Sistema de Strahler

Fuente: (Cieza Vásquez, 2018)

1. Densidad de drenaje ()[pic 6]

Indica la relación entre la longitud total (Lt) de los cursos de agua irregulares y regulares de la cuenca y la superficie total de la misma (A).

Se expresa con la siguiente ecuación:

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Esta densidad indica la respuesta de la cuenca ante un aguacero y por ende, condiciona la forma del hidrograma resultante en el desagüe de la cuenca.

1. Constante de estabilidad de un río (C)

La constante de estabilidad de un río, propuesta por Schumm (1956), es el inverso de la densidad de drenaje:

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Físicamente representa la superficie de cuenca necesaria para mantener condiciones hidrológicas estables en un cauce.

1. Densidad hidrográfica ()[pic 9]

Es el resultado del número de segmentos de canal de la cuenca entre la superficie de la misma:

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Donde Nt, es la suma de todos los segmentos de canal que forman la red hidrográfica de la cuenca, es decir todo tramo de canal que no sufre aporte alguno de otro canal.

Aunque la Dh y la Dd miden propiedades distintas, Melto (1958) propuso una relación, que ha resultado muy acertada, entre ellas:

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1. Relación de bifurcación ()[pic 13]

Es la relación entre el número de cauces de orden i (Ni) y el número de cauces de orden i + 1 (Ni+1).

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(Cahuana Andia & Yugar Morales, 2009), mencionan que el valor teórico mínimo para Rb es 2 y según Strahler un valor típico se encuentra entre 3 y 5 en cuencas donde la estructura geológica no distorsiona el patrón de drenaje natural.

1. Relación de longitud ()[pic 15]

Se define como la relación entre las longitudes con número de cauces de orden i + 1 (L i+1) y el número de cauces de orden i (Li)

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1. Relación de áreas ()[pic 17]

Se define como la relación entre las áreas con número de cauces de orden i + 1 (A i+1) y el número de cauces de orden i (Ai)

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1. Frecuencia de causes ()[pic 19]

La frecuencia de cauces es la relación entre el número de cauces y su área correspondiente:

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Donde Σ Ni es la sumatoria de todos los cauces de orden k y  es el área de la cuenca de orden k (Km2).[pic 21]

1. Longitud promedio de flujo superficial ()[pic 22]

Se define como la distancia media que el agua debería escurrir sobre la cuenca para llegar a un cauce. Se calcula por la relación que existe entre el área y 4 veces la longitud de todos los cauces de la cuenca, o bien, la inversa de 4 veces la densidad de drenaje.

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1. Sinuosidad del cauce principal ()[pic 24]

Es la relación entre la longitud del cauce principal, Lc, y la longitud del valle del cauce principal medida en línea recta o curva, Lt.

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Un valor de la sinuosidad menor a 1,25 define a un cauce con baja sinuosidad.

1. Coeficiente de torrencialidad ()[pic 26]

Este parámetro resulta de la relación entre el número de cauces de agua de orden uno y el área de la cuenca. Su relación es la siguiente:

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1. Pendiente del cauce

Se pueden definir dos pendientes del cauce principal, la pendiente media y la pendiente media ponderada.

• Pendiente media (): Es la relación entre la altura total del cauce principal (Hmax menos Hmin) y la longitud del cauce (L)[pic 28]

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• Pendiente media Ponderada (Smp): Es la pendiente de la hipotenusa de un triángulo cuyo vértice se encuentra en el punto de salida de la cuenca y cuya área es igual a la comprendida por el perfil longitudinal del río hasta la cota mínima del cauce principal. (Cieza Vásquez, 2018)[pic 30]

Figura 4: Perfil longitudinal de un cauce y líneas a considerar para el cálculo de la pendiente media y de la pendiente media ponderada.

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