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Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 INSTITUTO TECNÓ LOGICO DE TIJUANA Departamento de Ciencias de la Tierra INGENÍ ERIA CIVIL Hidrología Superficial. - Cortes Gutiérrez Andrés. - García Quistián Jesús Armando. - Ortiz Piña Juan Manuel. - Nuño Camargo José Javier. - Castañeda Gonzales Luis Guadalupe. Unidad II: Cuencas. 2.1 Aspectos Generales. 2.2 Área de una Cuenca. 2.3 Pendiente de una Cuenca y Pendiente del Cause. 2.4 Elevación de una Cuenca. 2.5 Red de drenaje de las corrientes. Profesor: Guerrero Herrera Miguel Angel. 6-B, Semestre Ene/Jun. 2014 Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 2.1 Aspectos Generales. Una cuenca es una depresión en la superficie de la tierra, un valle rodeado de alturas. El término cuenca hidrográfica tiene un sentido más amplio, siendo una parte de la superficie terrestre cuyas aguas fluyen hacia un mismo río o lago. Agua subterránea. El agua subterránea representa una fracción importante de la masa de agua presente en cada momento en los continentes. Esta se aloja en los acuíferos bajo la superficie de la Tierra. El volumen del agua subterránea es mucho más importante que la masa de agua retenida en lagos o circulante, y aunque menor al de los mayores glaciares, las masas más extensas pueden alcanzar millones de km² (como el acuífero guaraní). El agua del subsuelo es un recurso importante y de este se abastece a una tercera parte de la población mundial,1 pero de difícil gestión, por su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación. Es una creencia común que el agua subterránea llena cavidades y circula por galerías. Sin embargo, no siempre es así, pues puede encontrarse ocupando los intersticios (poros y grietas) del suelo, del sustrato rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la contienen como una esponja. La única excepción significativa, la ofrecen las rocas solubles como las calizas y los yesos, susceptibles de sufrir el proceso llamado karstificación, en el que el agua excava cimas, cavernas y otras vías de circulación, modelo que más se ajusta a la creencia popular. http://es.wikipedia.org/wiki/Depresi%C3%B3n_(geograf%C3%ADa) http://es.wikipedia.org/wiki/Valle http://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_hidrogr%C3%A1fica http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo http://es.wikipedia.org/wiki/Lago http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agua_subterr%C3%A1nea&printable=yes%23cite_note-1 Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Acuífero Un acuífero es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, limo, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas e incluso ciertos tipos de arcilla. El nivel superior del agua subterránea se denomina tabla de agua, y en el caso de un acuífero libre, corresponde al nivel freático. Estructura. Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula el agua subterránea. Una zona de saturación, que es la situada encima de la capa impermeable, donde el agua rellena completamente los poros de las rocas. El límite superior de esta zona, que lo separa de la zona vadosa o de aireación, es el nivel freático y varía Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 según las circunstancias: descendiendo en épocas secas, cuando el acuífero no se recarga o lo hace a un ritmo más lento que su descarga; y ascendiendo, en épocas húmedas. Una zona de aireación o vadosa, es el espacio comprendido entre el nivel freático y la superficie, donde no todos los poros están llenos de agua. Cuando la roca permeable donde se acumula el agua se localiza entre dos capas impermeables, que puede tener forma de U o no, vimos que era un acuífero cautivo o confinado. En este caso, el agua se encuentra sometida a una presión mayor que la atmosférica, y si se perfora la capa superior o exterior del terreno, fluye como un surtidor, tipo pozo artesiano. Tipos de acuíferos. Desde el punto de vista de su estructura, ya se ha visto que se pueden distinguir los acuíferos libres y los acuíferos confinados. En la figura se ilustran los dos tipos de acuíferos: río o lago (a), en este caso es la fuente de recarga de ambos acuíferos. suelo poroso no saturado (b). suelo poroso saturado (c), en el cual existe una camada de terreno impermeable (d), formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acuífero a cotas inferiores. suelo impermeable (d). acuífero no confinado (e). manantial (f); pozo que capta agua del acuífero no confinado (g). pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano (h). Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Según su textura Desde el punto de vista textural, se dividen también en dos grandes grupos: los porosos y fisurales. En los acuíferos porosos el agua subterránea se encuentra como embebida en una esponja, dentro de unos poros intercomunicados entre sí, cuya textura motiva que existe "permeabilidad" (transmisión interna de agua), frente a un simple almacenamiento. Aunque las arcillas presentan una máxima porosidad y almacenamiento, pero una nula transmisión o permeabilidad (permeabilidad <> porosidad). Como ejemplo de acuíferos porosos, tenemos las formaciones de arenas y gravas aluviales En los acuíferos fisurales, el agua se encuentra ubicada sobre fisuras o diaclasas, también intercomunicadas entre sí; pero a diferencia de los acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos internos de agua se comporten de una manera heterogénea, por direcciones preferenciales. Como representantes principales del tipo fisural podemos citar a los acuíferos kársticos. Según su comportamiento hidrodinámico Por último, desde un punto de vista hidrodinámico, de la movilidad del agua, podemos denominar, en sentido estricto: Acuíferos. Buenos almacenes y transmisores de agua subterránea (cantidad y velocidad) (p.ej.- arenas porosas y calizas fisurales). Acuitardos. Buenos almacenes pero malos transmisores de agua subterránea (cantidad pero lentos) (p.ej.- limos). Acuícludos. Pueden ser buenos almacenes, pero nulos transmisores (p.ej.- las arcillas). Acuífugos. Son nulos tanto como almacenes como transmisores. (p.ej.- granitos o cuarcitas no fisuradas). Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Según su comportamiento hidráulico Acuífero subestimado o libre Es aquel acuífero que se encuentra en directo contacto con la zona subsaturada del suelo. En este acuífero la presión de agua en la zona superior es igual a la presión atmosférica, aumentando en profundidad a medida que aumenta el espesor saturado. Acuífero cautivo o confinado Son aquellas formaciones en las que el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión distinta a la atmosférica (superior). Sólo recibe el agua de lluvia por una zona en la que existen materiales permeables, recarga alóctona donde el área de recarga se encuentraalejada del punto de medición, y puede ser directa o indirecta dependiendo de si es agua de lluvia que entra en contacto directo con un afloramiento del agua subterránea, o las precipitaciones deben atravesar las diferentes capas de suelo antes de ser integrada al agua subterránea. A las zonas de recarga se les puede llamar zonas de alimentación. Debido a las capas impermeables que encierran al acuífero, nunca se evidenciarán recargas autóctonas (situación en la que el agua proviene de un área de recarga situada sobre el acuífero), caso típico de los acuíferos semiconfinados y los no confinados o libres (freáticos). Acuífero semi-confinado Un acuífero se dice semi-confinado cuando el estrato de suelo que lo cubre tiene una permeabilidad significativamente menor a la del acuífero mismo, pero no llegando a ser impermeable, es decir que a través de este estrato la descarga y recarga puede todavía ocurrir. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 2.2 Área de una Cuenca. Área de la cuenca (km2): Una cuenca tiene su superficie perfectamente definida por su contorno y viene a ser el área drenada comprendida desde la línea de división de las aguas hasta el punto convenido (estación de aforos, desembocadura etc.). Para la determinación del área de la cuenca es necesario previamente delimitar la cuenca, trazando la línea divisoria, esta línea tiene las siguientes particularidades: • debe seguir las altas cumbres; • debe cortar ortogonalmente a las curvas de nivel; No debe cortar ninguno de los causes de la red de drenaje. Área de la cuenca El área de la cuenca es probablemente la característica geomorfológica más importante para el diseño. Está definida como la proyección horizontal de toda el área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural. Es de mucho interés discutir un poco sobre la determinación de la línea de contorno o de divorcio de la cuenca. Realmente la definición de dicha línea no es clara ni única, pues puede existir dos líneas de divorcio: una para las aguas superficiales que sería la topográfica y otra para las aguas subsuperficiales, línea que sería determinada en función de los perfiles de la estructura geológica, fundamentalmente por los pisos impermeables El área superficial puede ser mucho menor que el área total contribuyente al caudal de un río. Si se presentan estructuras geológicas que favorecen la infiltración de aguas de otras cuencas, es necesario tener en cuenta estos aportes que pueden ser bastante significativos. Frecuentemente se desea analizar una cuenca de gran tamaño y muchas veces es necesario dividirla en subcuentas o subsistemas dependiendo de las metas en estudio del proyecto determinado. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 El área es un parámetro geomorfológico muy importante. Su importancia radica en las siguientes razones: a) Es un valor que se utilizará para muchos cálculos en varios modelos hidrológicos. b) Para una misma región hidrológica o regiones similares, se puede decir que a mayor área mayor caudal medio. c) Bajo las mismas condiciones hidrológicas, cuencas con áreas mayores producenhidrógrafasconvariacioneseneltiempomássuavesymásllanas. Sin embargo, en cuencas grandes, se pueden dar hidrógrafas picudas cuando la precipitación fué intensa y en las cercanías, aguas arriba, de la estación de aforo. d) El área de las cuencas se relaciona en forma inversa con la relación entre caudales extremos: mínimos/máximos. La tabla 4.1 muestra estas relaciones para el río Rhin, el río Magdalena, a la altura de Neiva y el río Tenche, cerca de la desembocadura de la quebrada Montera en Antioquia. Es de mucho interés discutir un poco sobre la determinación de la línea de contorno o de divorcio de la cuenca. Realmente la definición de dicha línea no es clara ni única, pues puede existir dos líneas de divorcio: una para las aguas superficiales que sería la topográfica y otra para las aguas subsuperficiales, línea que sería determinada en función de los perfiles de la estructura geológica, fundamentalmente por los pisos impermeables. Divisoria de aguas superficiales y de aguas subterráneas. Para efectos de balance hídrico si se presenta una situación como la mostrada en la figura, el área superficial puede ser mucho menor que el área total contribuyente al caudal de un río. Si se presentan estructuras geológicas que favorecen la infiltración de Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 aguas de otras cuencas, es necesario tener en cuenta estos aportes que pueden ser bastante significativos. Frecuentemente se desea analizar una cuenca de gran tamaño y muchas veces es necesario dividirla en subcuencas o subsistemas dependiendo de las metas en estudio del proyecto determinado. El área es un parámetro geomorfológico muy importante. Su importancia radica en las siguientes razones: A) Es un valor que se utilizará para muchos cálculos en varios modelos hidrológicos. B) Para una misma región hidrológica o regiones similares, se puede decir que a mayor área mayor caudal medio. C) Bajo las mismas condiciones hidrológicas, cuencas con áreas mayores producen hidrógrafas con variaciones en el tiempo más suaves y más llanas. Sin embargo, en cuencas grandes, se pueden dar hidrógrafas picudas cuando la precipitación fué intensa y en las cercanías, aguas arriba, de la estación de aforo. D) El área de las cuencas se relaciona en forma inversa con la relación entre caudales extremos: mínimos/máximos. La tabla 4.1 muestra estas relaciones para el río Rhin, el río Magdalena, a la altura de Neiva y el río Tenche, cerca de la desembocadura de la quebrada Montera en Antioquia. La tabla presenta las relaciones Qmin /Qmax encontradas para algunas estaciones limnigráficas localizadas en el departamento de Antioquia (Colombia). El área de la cuenca, A, se relaciona con la media de los caudales máximos, Q, así: Q=CA^n C y n son constantes. Al graficar esta relación en papel doblemente logarítmico se obtiene una recta de pendiente n. Según Leopold (1964) n (factor de Leopold) varía entre 0.65 y 0.80 con un valor promedio de 0.75. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 EJEMPLO: Q=10^0146*A^0.716 Donde: A: área de la cuenca en km2. Q: media de los caudales máximos instantáneos en m3/s. Johnston y Cross (en Eagleson 1970) consideran que si dos cuencas hidrográficas son hidráulicamente semejantes en todos sus aspectos se cumple la siguiente relación: Evaluando la ecuación 4.3 en el departamento del Quindío (Colombia) con dos estaciones limnigráficas, una más abajo de la otra, ubicadas en el río Quindío se encuentra un exponente entre 0.34-0.35. Las áreas y los caudales máximos medios multianuales correspondientes a esas dos estaciones son: Estadísticamente se ha demostrado que el factor "área" es el más importante en las relaciones entre escorrentía y las características de una cuenca. Esto se puede afirmar por el alto valor de los coeficientes de correlación cuando se grafica escorrentía respecto al área. Pero hay otros parámetros que también tienen su influencia en la escorrentía como la pendiente del canal, la pendiente de la cuenca, la vegetación y la densidad de drenaje. En hidrología, para el cálculo de las áreas, se puede emplear el planímetro. Sin embargo actualmente se usan más y más los computadores para hallareste parámetro. La divisoria de la cuenca se puede delimitar indicando la longitud y latitud de los puntos a lo largo de ésa, asumiendo que entre ellos la línea que los une es una línea recta. El área será entonces, la encerrada por la serie de segmentos así obtenidos y es calculada por la mayoría del software existente en el mercado usando los principios de la trigonometría. Generalmente se trabaja con una sola cifra décimal, cuando las cuencas tienen áreas de km 2. Este parámetro se simboliza con la letra mayúscula A. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 2.3 Pendiente de una Cuenca y Pendiente del Cause. La determinación de la Pendiente Media de una Cuenca Hidrográfica, es una de las tareas no sólo más laboriosas, sino también más importantes en la realización de cualquier estudio hidrológico, pues esta pendiente Media controla la velocidad con que se dará la escorrentía superficial en dicha cuenca. Algunos de los parámetros de mayor uso en la Hidrología Superficial, como el Coeficiente de Escorrentía, se fundamentan en la estimación de la cantidad del volumen total de agua precipitada sobre la Cuenca Hidrográfica que se convertirá en caudal superficial, a partir de parámetros diversos, entre los que destaca el valor de su Pendiente Media. Entre los métodos existentes en la Hidrología Superficial para la determinación de la Pendiente Media de una Cuenca Hidrográfica, está el criterio de horton, el criterio de nash, criterio de alvord y de las Cuadrículas asociadas a un vector. Pendiente de una cuenca 1) Criterio horton: En este criterio se traza una malla de cuadrados sobre el plano del área de la cuenca en estudio, la cual conviene orientar en el sentido de la corriente principal. Si la cuenca es de 250 km2 o menor, se requiere por lo menos una malla de cuatro cuadros por lado; si la cuenca es mayor de 250 km2, deberá incrementarse el número de cuadros de la malla, ya que la aproximación del cálculo depende del tamaño de esta. http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/todo-lo-que-necesitas-saber-sobre-el-coeficiente-de-escorrentia/ Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Una vez hecho lo anterior, se mide la longitud de cada línea de malla comprendida dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel. La pendiente de la cuenca en cada dirección de la malla se valúa como: ��= ����� ��= ����� Donde: D = desnivel constante entre curvas de nivel �� = longitud total de las líneas de la malla en la dirección x, con pendientes dentro de la cuenca. ��= longitud total de las líneas de la malla en la dirección y, con pendientes dentro de la cuenca. �� = numero total de intersecciones y tangencias de las líneas de la malla en la dirección x, con las curvas de nivel ��= numero total de intersecciones y tangencias de las líneas de la malla en la dirección y, con las curvas de nivel ��= Pendiente de la cuenca en dirección x ��= Pendiente de la cuenca en dirección y La cuenca puede determinarse como ��=�� sec �� Donde: L = �� + �� N= �� + �� � = Angulo entre las líneas de la malla y las curvas de nivel Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Como resulta demasiado laborioso determinar la sec � de cada intersección, horton sugiere usar un valor promedio de 1.57 en la practica y para propósitos de comparación es igualmente eficaz ignorar el termino sec � , o bien considerar el promedio aritmético o geométrico de las pendientes �� y �� como pendiente de la cuenca 2) Criterio de nash Análogamente al criterio de horton, se requiere trazar una malla de cuadrados sobre el plano topográfico de la cuenca, de manera que se obtengan aproximadamente 100 intersecciones. En cada intersección se mide la distancia mínima entre las curvas de nivel y la pendiente en ese punto se considera como la relación entre el desnivel de las curvas de nivel y la mínima distancia medida. Así, se calcula la pendiente de cada intersección y su media se considera la pendiente de la cuenca. Cuando una intersección ocurre en un punto entre dos curvas de nivel del mismo valor, la pendiente se considera nula y ese punto no se toma en cuenta para el calculo de la misma. 3) Criterio de Alvord: Toma en cuenta la media de altitud comprendida entre dos curvas de nivel. Trabaja con la faja definida por las líneas medias que pasan entre las curvas de nivel, Para una de ellas la pendiente es: � = ��� Siendo: �� = ���� Donde: D: desnivel entre líneas medias, aceptado como desnivel entre curvas (Metros) Wi: ancho de la faja analizada; en metros a: área de la faja; en metros cuadrados l: longitud de las curvas de nivel correspondientes a la faja. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Así la pendiente media de la cuenca será la media ponderada de la pendiente de cada faja en relación con su área: � = (�� × ��)� = �(� × ��)�� × ��� � + �(� × ��)�� × ��� � +⋯+ �(� × ��)�� × ��� � ó � = �� (�� + �� +⋯+ ��) Donde Lb: Longitud total de las curvas de nivel dentro de la cuenca (en Km. o metros) l1: Longitud de una sección D: desnivel constante entre curvas de nivel; (en Km.) a: área entre curvas A: área de la cuenca, en Km2. S: pendiente media de la cuenca. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 4) Criterio de las cuadriculas asociadas a un vector El cual consiste en realizar un “muestreo” de las pendientes en una serie de puntos dentro de los límites de la Cuenca en estudio y, a partir del estudio de distribución de estas pendientes, obtener el valor de Pendiente Media de nuestra Cuenca. a) Dividir la Cuenca con una serie de líneas horizontales y verticales (conformando una cuadrícula), con una separación constante, de forma tal de obtener por lo menos 50 puntos de intersección de estas línea dentro de ella. Cada uno de estos puntos serán los que conformen parte de la muestra de sitios dentro de la Cuenca Hidrográfica para el cálculo de las respectivas pendientes. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Para poder correlacionar el dibujo con los cálculos posteriores, se ha asignado un número y a cada una de las líneas horizontales y una letra a las verticales, de esta forma podremos hacer referencia a los puntos. Por ejemplo, el Punto B2 está dentro de la Cuenca Hidrográfica, mientras que el A5 no y, por lo tanto, no se determinará la pendiente del terreno en él. Con la división presentada en la figura, líneas espaciadas a 40 m entre sí, logramos obtener 53 puntos para la aplicación del Método en la determinación de la Pendiente Media de la Cuenca. b) Determinar la Pendiente en cada uno de los puntos obtenidos previamente, teniendo en cuenta las siguientes situaciones típicas: La condición Normal o Frecuente, sobre todo en los puntos hacia el centro del perímetro de la Cuenca bajo estudio, será cuando podemos trazar una línea de apoyo que es perpendicular a la curva de nivel más cercana al punto en cuestión y, al extenderla, se consigue con la siguiente curva de nivel. Por ejemplo, en el punto E4, tenemos lo siguiente:Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 De esta forma, conociendo que la diferencia de elevación entre los extremos de la línea de apoyo es de 5 m (1115-1110 m) y determinando su longitud, 12,94 m, podremos aplicar la ecuación de pendiente (triángulo): Una situación especial, es cuando la línea de apoyo no se intercepta en su punto final con una curva de nivel de elevación diferente a la de su punto inicial. Este es el caso del Punto D2: Esto implicaría que el terreno es horizontal (pendiente 0) lo cual, si bien no es una situación imposible, no es del todo cierto en nuestro ejemplo en donde queda claro que el punto está en una ladera de la cuenca (además está cerca de su divisoria). Para solventar esta situación tenemos que generar, por interpolación, las curvas de nivel necesarias para “rodear” al punto en cuestión: Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Una variante del caso anterior es cuando, aún con interpolación, no se logra que la línea de apoyo esté entre dos curvas de nivel diferentes. En nuestra Cuenca de ejemplo, con el punto A3, tenemos esta situación: Es así que, en casos como éste, utilizaremos la pendiente calculada con la curva de nivel inferior a aquella más cercana al punto en cuestión. En este caso utilizamos las cotas 1.195 (la más cercana al punto) y la cota 1190. Finalmente, habiendo determinado las pendientes para todos los puntos dentro de la Cuenca Hidrográfica en estudio, queda es realizar el análisis de frecuencias para determinar finalmente la Pendiente Media: c) Con la pendiente de todos los puntos definidos por las cuadrículas, se ordenarán de menor a mayor para agruparlos posteriormente en una cantidad de intervalos de clase (K) definido por la ley de Sturges: En dónde n es el número de puntos de pendiente (53 en nuestro ejemplo). Si n = 53, K = 7, redondeando por exceso. Como cada intervalo debe tener un tamaño, utilizaremos la diferencia entre la pendiente máxima y mínima calculada para los puntos y lo dividiremos entre el número de Intervalos de clase: Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Con lo que, para nuestra Cuenca de Ejemplo, resulta en: Finalmente, para la determinación de la Pendiente Media de la Cuenca, creamos la siguiente Tabla: Intervalo de Pendientes (%) Num. Ocurrencias (N) Pendiente Media en el Intervalo Sm (%) N x Sm (%) 14,13 33,06 8 23,60 188,77 33,06 51,99 18 42,52 765,43 51,99 70,92 17 61,45 1.044,68 70,92 89,84 7 80,38 562,66 89,84 108,77 1 99,31 99,31 108,77 127,70 1 118,24 118,24 127,70 146,63 1 137,16 137,16 Totales 53 2.916,26 Nótese que el primer intervalo contiene el valor de la menor pendiente calculada para los 53 puntos, definiéndose a partir de ésta los valores de cada intervalo sumándole el tamaño del intervalo de clase (18,93%). Igualmente, con los valores mínimo y máximo definido en cada intervalo, se realizó el conteo de cuántos de los puntos quedaban dentro de dicho intervalo, para llenar las filas en la Columna “Número de Ocurrencias”. De aquí, la Pendiente Media de la Cuenca Hidrográfica de ejemplo será: Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 2.4 Elevación de una Cuenca. La elevación media de la cuenca tiene influencia fundamental en el régimen hidrológico, puesto que la tiene sobre las precipitaciones que alimentan el ciclo hidrológico de la cuenca; generalmente se encuentra una buena correlación entre este parámetro y otros índices de las cuencas de una región o área específica. - 1ER METODO Quizás el criterio más simple para estimar la elevación media de la cuenca, consiste en utilizar una malla de cuadrados, de manera que del orden de 100 intersecciones queden comprendidas dentro de la cuenca, la elevación media se calcula como el promedio aritmético de las elevaciones de todas las intersecciones que estén dentro de la cuenca. Los resultados son los siguientes, encontrando así la elevación media de la cuenca: ∑ Elevación: 109,706.6258m Nº de intersecciones= 101 Elev. Media= ∑ Elev . Nº de intersecciones Elevación media = 109,706.6258m 101 Elev. Media= 1,086.2042 m. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 - 2DO METODO. METODO CURVA HIPSOMÉTRICA: A partir de la curva hipsométrica se puede determinar fácilmente la denominada ELEVACION MEDIANA de la cuenca, la cual equivale a la cota correspondiente al 50% del área de la cuenca. CURVA HIPSOMÉTRICA: La curva hipsométrica representa gráficamente las elevaciones del terreno en función de las superficies correspondientes. La curva hipsométrica se construye determinando el área entre curvas de nivel y representando en una gráfica el área acumulada por encima o por debajo de una cierta elevación, en función de tal cota. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 Por lo que, la elevación mediana es: Elevación mediana= 1078.52m.s.n.m. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 2.5 Red de drenaje de las corrientes. En geomorfología, la red de drenaje se refiere a la red natural de transporte gravitacional de agua, sedimento o contaminantes, formada por ríos, lagos y flujos subterráneos, alimentados por la lluvia o la nieve fundida. La mayor parte de esta agua no cae directamente en los cauces fluviales y los lagos, sino que se infiltra en el suelo (capa superior no consolidada del terreno) y desde éste se filtra al canal fluvial (escorrentía) constituyendo arroyos. SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CAUCE En los cauces naturales las secciones transversales son irregulares y la medición de sus características geométricas se realiza con levantamientos batimétricos. ÁREA DE DRENAJE DE LA CUENCA Definida por la divisoria de la cuenca hidrográfica, su área de drenaje (a) corresponde al área plana, o en proyección horizontal, delimitada por dicha divisoria. LA LONGITUD DE LA CUENCA Definida como la distancia horizontal del río principal entre un punto aguas abajo (estación de aforo) y otro punto aguas arriba donde la tendencia general del río principal corte la línea de contorno de la cuenca. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 PERÍMETRO DE LA CUENCA El perímetro de la cuenca o la longitud de la línea de divorcio de la hoya es un parámetro importante, pues en conexión con el área nos puede decir algo sobre la forma de la cuenca. Usualmente este parámetro físico es simbolizado por la mayúscula P. FORMA DE LA CUENCA Es la configuración geométrica de la cuenca tal como está proyectada sobre el plano horizontal. La forma incide en el tiempo de respuesta de la cuenca, es decir, al tiempo de recorrido de las aguas a través de la red de drenaje, y, por consiguiente, a la forma del hidrograma resultante de una lluvia dada. Para determinar la formade una cuenca se utilizan varios índices asociados a la relación área-perímetro. DESNIVEL DE LA CUENCA Es un factor importante en el comportamiento de la cuenca, ya que cuantos mayores son los desniveles en la cuenca, mayor es la velocidad de circulación y menor el tiempo de concentración, lo que implica un aumento del caudal de punta. Histograma de frecuencias altimétricas, es un histograma que indica el porcentaje de área comprendida entre dos alturas determinadas. Puede obtenerse calculando el área que existe entre las curvas de nivel de la cuenca. RELACIÓN DE ÁREAS Relaciona el área de las cuencas de orden i (Ai ), el área de las cuencas de orden 1 (A1 ) y la relación de area de corrientes(ra) así: 1 a A = A DENSIDAD DE DRENAJE Está definida como la relación, Dd. entre la longitud total a lo largo de todos los canales de agua de la cuenca en proyección horizontal y la superficie total de la hoya LONGITUD DE CAUCE DE DRENAJE La longitud media acumulada de segmentos de cauce de órdenes sucesivos tiende a formar una progresión geométrica cuyo primer término es la longitud media de los segmentos de primer orden y tiene por razón una relación de longitud constante FORMA DE LA UNA RED DE DRENAJE Para diseñar los elementos de una red de drenaje es necesario conocer el origen y la magnitud de los caudales máximos que pueden llegar a la red. Los parámetros básicos Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 que se deben tomar en cuenta para el diseño de una red de drenajes son: profundidad de los drenes; espaciamiento entre drenes; dimensiones de las zanjas, etc. PENDIENTE DE LA RED DE DRENAJES La pendiente de la red de drenajes está íntimamente vinculada a la constitución de los diferentes sistemas de drene: Sistema paralelo (áreas planas, topografía irregular, pendiente <2%). Sistema casualizado (áreas planas, topografías irregulares, depresiones repartidas al azar). Sistema transversal (cuando la pendiente es alta, o en las uniones de las laderas con los bajos, para interceptar el escurrimiento). DISEÑO DE DRENAJES Para diseñar los elementos de una red de drenaje es necesario conocer el origen y la magnitud de los caudales máximos que pueden llegar a la red. Los parámetros básicos que se deben tomar en cuenta para el diseño de una red de drenajes son: profundidad de los drenes; espaciamiento entre drenes; dimensiones de las zanjas, etc. PENDIENTE DE LA RED DE DRENAJES La sinuosidad depende del trazado del cauce, que en condiciones naturales está relacionado con la magnitud de los caudales, la pendiente del valle y la carga de sedimentos del río. La presencia de vegetación riparia realza esta sinuosidad, aumentando el tamaño del corredor fluvial y su contraste con el entorno. Unidad 2- Cuencas Hidrología Superficial, Brigada 4 BIBLIOGRAFIA. http://respuestas.wikia.com/wiki/Cuantas_cuencas_tiene_mexico http://hidraulica.umich.mx/laboratorio/images/man_pdf/7o/7_p2.pdf http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/como-calcular-la-pendiente-media-de-una-cuenca- hidrografica/ http://www.imt.mx/images/files/SPC/Convocatorias/Formatos/Bibliografia/HIDROLOGIA.P DF cienciadelagua.files.wordpress.com/2011/02/unidad-ii-la-cuenca.docx www.fic.umich.mx/~statiana/HidrologiaSuperficial/Parte1.pdf portal.chapingo.mx/irrigacion/planest/documentos/.../CUENCAS.pdf http://cuencas.ine.gob.mx/cuenca/ http://respuestas.wikia.com/wiki/Cuantas_cuencas_tiene_mexico http://hidraulica.umich.mx/laboratorio/images/man_pdf/7o/7_p2.pdf http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/como-calcular-la-pendiente-media-de-una-cuenca-hidrografica/ http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/como-calcular-la-pendiente-media-de-una-cuenca-hidrografica/ http://www.imt.mx/images/files/SPC/Convocatorias/Formatos/Bibliografia/HIDROLOGIA.PDF http://www.imt.mx/images/files/SPC/Convocatorias/Formatos/Bibliografia/HIDROLOGIA.PDF http://www.fic.umich.mx/%7Estatiana/HidrologiaSuperficial/Parte1.pdf Estructura. Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula el agua subterránea. Según su textura Según su comportamiento hidrodinámico Según su comportamiento hidráulico Acuífero subestimado o libre Acuífero cautivo o confinado Acuífero semi-confinado
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