Análise Hidrológica de Cuencas

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Universidad de Piura  15/09/2021
Hidrología                                                           
M.Sc. Marina Farías de Reyes 1
Ingeniería Civil
Cap. 3 Análisis 
geomorfológico de cuencas II
I. Variables hidrológicas
M. Sc. Marina Farías de Reyes
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Tenemos definidas las curvas 
representativas
 Los grupos de trabajo que faltan.
 Reunirse y determinar las curvas
representativas.
 Proponer el consenso mediante
un anuncio en Canvas.
 Llevar al taller el dato de las
curvas aprobadas.
 Se va a generar un nuevo
shapefile de las curvas de nivel
donde se trabajará solamente
con las representativas.
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Filtrar las curvas representativas
Filtro de objetos usando fórmulas
 Es una herramienta de la tabla de atributos a través de la cual se
pueden aplicar múltiples filtros a los objetos de la capa vectorial.
 De esta manera, se hace mucho más simple el proceso de eliminar las
curvas de nivel no deseadas y mantener solo las representativas.
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Combinar objetos espaciales
desde la tabla de atributos
 Para acceder a esta
herramienta se necesita
activar la barra de
digitalización avanzada.
 Su función es la de combinar
todos los objetos espaciales
seleccionados de una capa
vectorial.
 Esta selección se puede hacer
sin ningún problema desde la
tabla de atributos.
 A partir de ello se puede
calcular su longitud.
Unir tramos de las curvas representativas
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Pendientes
Del cauce:
Pendiente uniforme o un solo tramo
Áreas compensadas
Taylor y Schwarz
De la cuenca:
Mociornita
Alvord
Pendiente del cauce
Para determinarla, partiremos del perfil longitudinal.
El perfil longitudinal de un río es la línea obtenida al 
representar las diferentes alturas desde su nacimiento a su 
desembocadura. 
¿Cuántos puntos debo tomar?
Como ya contamos con las curvas representativas, nos 
ayudaremos de ellas.
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El perfil longitudinal de un río es la
línea obtenida al representar las
diferentes alturas desde su nacimiento
a su desembocadura. Permite calcular
la pendiente del cauce
Perfil longitudinal
Partes de un curso de agua
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Digitalización avanzada
Dividir objetos espaciales
 Para acceder a esta herramienta se
necesita activar la barra de digitalización
avanzada.
 Permite separar un objeto espacial a
partir de un trazo.
 Para la elaboración del perfil longitudinal,
será conveniente realizar el corte en cada
intersección del cauce principal con las
curvas representativas generadas.
 De este procedimiento resultará una capa
vectorial cuyos objetos vectoriales serán
tramos del cauce a los cuales se les
puede calcular longitud, siguiendo el
procedimiento ya explicado.
Perfil longitudinal
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Edición de tabla de atributos
 Con el propósito de obtener el perfil longitudinal de la cuenca, se puede
añadir los campos necesarios (número de progresiva, cota, etc).
 Tabla de atributos > Conmutar edición > Campo nuevo (Ctrl. + W)
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Archivo de salida: 
 Se encuentra en formato csv. 
 Contiene dos campos: 
Cotas de curvas representativas 
Longitud del río entre dichas cotas (km)
Extracción del perfil
Datos crudos, archivo .csv
L acum. río (cota mayor)
Longitud Altitud
5.668 2800
7.296 3200
6.78 3600
9.347 4000
5.753 4400
0.624 4700
Datos crudos, archivo .csv
L acum. río (cota mayor)
Longitud Altitud
5.668 2800
7.296 3200
6.78 3600
9.347 4000
5.753 4400
0.624 4700
Cota menor Cota mayor L tramo río Progresiva (km)
‐ 2450 ‐ 0
2450 2800 5.668 5.668
2800 3200 7.296 12.964
3200 3600 6.78 19.744
3600 4000 9.347 29.091
4000 4400 5.753 34.844
4400 4700 0.624 35.468
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Pendiente del cauce
Método de un solo tramo
Progresiva (km) Cota mayor
0 2450
5.668 2800
12.964 3200
19.744 3600
29.091 4000
34.844 4400
35.468 4700
Perfil longitudinal
Cota máxima 4700 msnm
Cota mínima 2450 msnm
Rango 2250 m
Longitud cauce 35468 m
Pendiente 6.3%
Progresiva (km) Cota mayor
0 2450
35.468 4700
Método de ajuste de mínimos cuadrados
Pendiente del cauce
Progresiva (km) Cota mayor
0 2450
5.668 2800
12.964 3200
19.744 3600
29.091 4000
34.844 4400
35.468 4700
• Ajustamos al perfil una recta 
que pase por la cota mínima.
• Mostramos la ecuación.
• La pendiente estará dada en m/km, la convertimos a %.
• 58.145 m/km = 0.058145 m/m = 5.8% 
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Pendiente del cauce
Método de Taylor Schwarz
• Pendiente de un canal de sección transversal 
uniforme de la misma longitud que el cauce 
principal y que posee la misma velocidad 
media o tiempo de recorrido que el cauce 
principal.
• n tramos de diferente longitud y pendiente.
2
1
1

















n
i i
n
i
i
S
Li
L
S
2
1
1

















n
i i
n
i
i
S
Li
L
S
Progresiva (km) Cota mayor dL dH S L / S1/2
0 2450
5.668 2800 5,668        350 0.06175   22,809    
12.964 3200 7,296        400 0.05482   31,160    
19.744 3600 6,780        400 0.05900   27,914    
29.091 4000 9,347        400 0.04279   45,183    
34.844 4400 5,753        400 0.06953   21,818    
35.468 4700 624           300 0.48077   900          
Sumatorias 35,468     149,784   0.24          0.06          5.6%
Método de Taylor Schwarz 
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Pendiente de la cuenca (Sg)
Muy importante en el estudio de cuencas, pues influye entre 
otras cosas en el tiempo de concentración de las aguas en un 
determinado punto del cauce. 
Existen diversos criterios para la estimación de este parámetro.
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Criterio de Mociornita
Criterio similar al anterior, pero que añade un 
factor de ponderación (f) a las longitudes de las 
curvas de nivel. Siendo f = 0,5 para la menor y 
mayor curva de nivel y f =1 para las demás. 
iig fl
A
D
S 
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Añadir campo de longitud
 El paso restante sería añadir
un nuevo campo de longitud
(km) e introducir la expresión
correspondiente siguiendo el
mismo procedimiento usado
para área y perímetro:
$lenght/1000
Determinar la 
longitud las curvas 
representativas
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Curvas características
Curva hipsométrica: Es la relación entre altitud y la
superficie comprendida por encima o por debajo de
dicha altitud. Nos da una idea del perfil longitudinal
promedio de la cuenca.
Frecuencia de altitudes: Es la representación gráfica
de la relación existente entre altitud y la relación
porcentual del área a esa altitud con respecto al área
total.
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 Este algoritmo procesa curvas
hipsométricas para un Modelo
Digital de Elevacionesde
entrada.
 Genera un archivo de tabla en
una carpeta de salida
especificada por el usuario.
Configuración 
 Capas de entrada: 
DEM de la carta nacional
Cuenca en formato shapefile
 Paso: Equidistancia calculada 
(Recomendable múltiplos de 
100 y 50)
Curva hipsométrica
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Archivo de salida: 
 Se encuentra en formato csv. 
 Contiene dos campos: 
Cotas de curvas representativas 
Área acumulada por debajo de dichas cotas (m2)
Curva hipsométrica
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 La suma de las áreas que aparecen en el archivo de
salida de la herramienta curva hipsométrica no
coincidirá con el área total calculado para la cuenca
en el primer paso (mediante tabla de atributos).
 La diferencia es mínima y se debe a que la
herramienta se ejecuta sobre el DEM y sus bordes
no están suavizados como en la capa vectorial.
 Se recomienda ccorregir las áreas parciales y con el
cociente entre el área de la cuenca vectorial y el
área que la herramienta tomó del DEM.
 Ejemplo:
Curva hipsométrica
264.75
264.87
à rea Cota menor Cota mayor Área parcial (km2) Factor de corrección Área parcial corregida
2669414.74 2450 2850 2.67 2.67
18878361 2850 3250 16.21 16.22
51591188.7 3250 3650 32.71 32.73
117781677 3650 4050 66.19 66.22
234491088 4050 4450 116.71 116.76
264646977 4450 4850 30.16 30.17
264751954 4850 5250 0.10 0.11
264.75 264.87
Área total de cuenca según herramienta curva hipsométrica  =
Área total de cuenca shapefile según tabla de atributos  =
𝑥
264.87
264.75
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Distribución altimétrica de la cuenca (Km2 y %)
Altitud media 4080 m
Km2 % Km2 %
2450 2800 2.67 2.67 1% 262.20 99%
2800 3200 16.22 18.89 7% 245.98 93%
3200 3600 32.74 51.63 19% 213.24 81%
3600 4000 66.25 117.88 45% 146.99 55%
4000 4400 116.81 234.69 89% 30.18 11%
4400 4700 30.18 264.87 100% 0.00 0%
264.87
Por debajo Por encima
Áreas referidas a la cota más alta
Cota menor Cota mayor
Área parcial 
(km2)
Cambio de forma de la curva hipsométrica con la edad del río 
Fuente: Morfología de las cuencas hidrográficas. Ibanez, Sara. 2011. 
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Distribución altimétrica de la cuenca (Km2 y %)
Km2 % Km2 %
2450 2800 2.67 2.67 1% 262.20 99%
2800 3200 16.22 18.89 7% 245.98 93%
3200 3600 32.74 51.63 19% 213.24 81%
3600 4000 66.25 117.88 45% 146.99 55%
4000 4400 116.81 234.69 89% 30.18 11%
4400 4700 30.18 264.87 100% 0.00 0%
264.87
Por debajo Por encima
Áreas referidas a la cota más alta
Cota menor Cota mayor
Área parcial 
(km2)
Otra curva es 
la referida a las 
áreas parciales