HIDROLOGIA GENERAL

[HIDROLOGIA GENERAL]UNIVERSIDAD SAN PEDRO

INDICEINTRODUCCION UBICACIN Y DEMARCACION DE LA CUENCA UBICACIN GEOGRAFICA ACCESIBILIDAD CLIMA AGRICULTURA ESTACIONES METEREOLOGICASCUENCA DE LA CARTA NACIONAL 30n1. DELIMITACION DE LA CUENCA FORMA MANUAL EN EL ARCGIS2. PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS AREA Y PERIMETRO USANDO SOFTWARD (ARCGIS) MANUAL3. CURVAS HIPSOMETRICASA. CURVA HIPSOMETRICA (ARCGIS)B. FRECUENCIA DE ALTITUD MEDIA (ARCGIS)C. CURVA HIPSOMETRICA (MANUAL)D. FRECUENCIA DE ALTITUD MEDIS (MANUAL)4. INDICES REPRESENTATIVOSA. INDICE DE FACTOR DE CUENCAB. INDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUSC. RECTANGULO EQUIVALENTED. INDICE DE PENDIENTE5. PENDIENTE DE LA CUENCAA. CRITERIO DE ALVORDB. CRITERIO DE RECTANGULO EQUIVALENTEC. METODO DE LA ECUACION DE TAYLOR SCHWARZ

OBJETIVOS

Determinar los Parmetros Geomorfolgicos de una cuenca que se obtendr en la CARTA NACIONAL.

Hacer el clculo de la demanda de agua para los cultivos existentes alrededor del rio Aja.

Determinar si es suficiente la cantidad de agua que nos proporciona la naturaleza para nuestros cultivos.

Buscar soluciones si hubiera escases de agua para la produccin de la agricultura y para la de la poblacin.

INTRODUCCION

En este presente informe se realizara el modelamiento de una cuenca hidrolgica del RIO AJA ubicado en el departamento de ICA, provincia de NAZCA, distrito de NAZCA.

Este modelamiento de la cuenca se obtendr con la informacin geogrfica de la CARTA NACIONAL 30n; Para luego colocar el punto de aforo designado para la obtencin de la cuenca y hacer realizar los parmetros geomorfolgicos y otros para la obtencin de datos necesarios para analizar comportamiento de lluvias, que varan en distintos tiempos del ao.

UBICACIN Y DEMARCACIN DE LA CUENCA

UBICACIN GEOGRFICA:

Rio Aja:La Cuenca del ro Aja se ubica en la regin de Nazca, provincia de Nazca y distrito de Nazca, se encuentra a una altitud de 588 metros sobre el nivel del mar.Sus coordenadas son 14 49' 00" S y 74 54' 00" W en formato DMS (grados, minutes, segundos) o -14.816667 y -74.9 (en grados decimales). Su posicin UTM es WP15 y su referencia Joint Operation Graphics es SD18-11.Habitantes: 24,364 hab.

Carta Nacional 30n:Dentro de la CARTA NACIONAL 30n encontramos a las provincia Nazca los distritos de El Ingenio, Changuillo, Nasca y Vista Alegre; teniendo los siguientes datos:

EL INGENIOCHANGUILLONAZCAVISTA ALEGRE

DepartamentoICAICAICAICA

Poblacin3,483hab.2,929hab.24364 hab.11,100hab.

ACCESIBILIDAD:Nazcaes un verdadero nudo de las comunicaciones terrestres en el sur del pas, se interconecta a travs de carretera Panamericana Sur (Km. 443) y la carretera hacia Puquio-Abancay-Cusco (Futura Interocenica). Adems por la Panamericana sur el trfico de pasajeros y carga es constante sobre todo en las provincias vecinas de Ica, Palpa y Marcona, adems de la capital de la Repblica, Arequipa y Tacna.

CLIMA:Clido seco, soleado durante todo el ao, con una temperatura media anual de 23C. Tiene un clima clido y benigno. La temperatura en verano sobrepasa los 30C (enero-marzo), debido a la calidez del clima en todo el ao, Nazca es conocida como "la ciudad del eterno verano".AGRICULTURA:En Nazca tenemos los siguientes cultivos:

ESTACIONES METEREOLOGICAS:

CUENCA DE LA CARTA NACIONAL 30n1. DELIMITACION DE CUENCA:

Forma Manual:

Foto 01: Delimitando manual la cuenca en la CARTA NACIONAL 30n, teniendo en cuenta las cotas altas y de no cortar ros.

En el ArcGIS:

Foto 02: MDT de la Foto 03 El acumulado de la . CARTA NACIONAL CARTA NACIONAL

Foto 04: El raster de la CARTA NACIONAL

Foto 05: Colocacin del punto de aforo para delimitar la cuenca en ArcGIS

Foto 06: Cuenca delimitada en el ArcGIS

2. PARAMETROS GEOMORFOLOGICOSA. AREA Y PERIMETRO:

Usando Software (ArcGIS):rea: 475.11 km2Permetro: 142.92km

Foto 07: Imagen del rea y permetro en el ArcGIS Manualrea: Ya delimitada la cuenca se pasa a cartulina, con la que posteriormente es pesada, tambin cortamos y pesamos un cuadrado de 5 cm x 5 cm de esta manera apliquemos la regla de tres simple para hallar en rea de la cuenca.

Foto 08: Cortando la cuenca en una cartulina

Foto 09: Pesando la cuenca en una balanza analitica

Datos: Area Cuadrado : 25 cm2 = 25 Km2 Peso del Cuadrado : 0.367 gr Peso de la cuenca : 7.526 gr

Area Cuenca = 501.7 Km2

Perimetro: Delimitamos la cuenca con hilo nylon, previamente lo pasamos en cera de vela, para una ves delimitada medimos con una regla la cantida de km obtenidos del hilo.

Foto 10: Colocando el hilo nylon sobre la partes agua de la cuenca

Perimetro : 143.00 KmPorcentaje de Error:

%E = - 5.9 %

3. CURVAS HIPSOMETRICAS

A. CURVA HIPSOMETRICA (ArcGIS):

Tabla n 01: Tabla de clculos para la curva hipsometricaAltitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aAreas acumuladas (Km2)Areas que quedan sobre las altitudes (Km2)% del Total% del total que queda sobre la altitudAltitud Media (msnm) ea x e

6500.000.000475.1100.000100.000

85012.2712.270462.8402.58397.4177509202.5

105017.2229.490445.6203.62493.79395016359

125019.9949.480425.6304.20789.586115022988.5

145022.9672.44402.6704.83384.753135030996

165025.7398.17376.9405.41679.337155039881.5

185017.82115.99359.1203.75175.587175031185

205014.06130.05345.0602.95972.627195027417

225013.66143.71331.4002.87569.752215029369

245013.66157.37317.7402.87566.877235032101

265013.46170.83304.2802.83364.044255034323

285023.76194.59280.5205.00159.043275065340

305023.96218.55256.5605.04354.000295070682

325019.61238.16236.9504.12749.873315061771.5

345016.43254.59220.5203.45846.415335055040.5

365025.73280.32194.7905.41640.999355091341.5

385096.6376.9398.18020.33420.6653750362287.5

405067.6444.530.60014.2246.4413950266941

425030.6475.10.0006.4410.0004150126990

A Total475.11100.001374216.5

Interpretacin: La altitud 3850 msnm presenta mayor rea con un %total de 20.34. La altitud 850 msnm presenta menor rea con un %total de 2.583.

B. FRECUENCIA DE ALTITUD MEDIA (ArcGis):

Donde:Em= Elevacin MediaE= Elevacin Media entre dos contornosa= rea ParcialA= rea Tota

Em = altitud medias / reas = 930.11 m.s.n.m

Foto 11: Sub reas halladas en el programa ArcGIS

C. CURVA HIPSOMETRICA (Manual):

Tabla n 02: Tabla de clculos para la curva hipsomtricaAltitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aAreas acumuladas (Km2)Areas que quedan sobre las altitudes (Km2)% del Total% del total que queda sobre la altitudAltitud Media (msnm) ea x e

6000.000.000501.00.000100.000

80010.6310.627490.32.12197.8797007438.6921

100015.8026.431474.53.15594.72490014223.4332

120020.5747.003454.04.10790.617110022629.4278

140025.0772.07428.95.00485.613130032588.5559

160025.0097.07403.94.99080.623150037500

180021.59118.66382.34.31176.312170036709.8093

200016.89135.56365.43.37272.940190032098.0926

220012.67148.23352.72.52970.411210026607.6294

240011.51159.74341.22.29868.113230026478.2016

260014.17173.91327.02.82865.284250035422.3433

280022.21196.12304.84.43360.851270059959.1281

300025.95222.07278.95.18155.670290075265.6676

320023.98246.05254.94.78750.884310074332.4251

340018.66264.71236.23.72647.158330061594.0054

360029.22293.94207.05.83441.3243500102282.016

380088.1382.02118.917.58223.7423700325892.371

400079.2461.239.815.8017.9413900308705.722

420039.8501.00.07.9410.0004100163106.267

A Total501.0100.001442833.79

Interpretacin: La altitud 3800 msnm presenta mayor rea con un %total de 17.58. La altitud 800 msnm presenta menor rea con un %total de 2.121.

D. FRECUENCIA DE ALTITUD MEDIA (Manual):

Donde:Em= Elevacin MediaE= Elevacin Media entre dos contornosa= rea ParcialA= rea TotalAltitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aAltitud Media (msnm) ea x e

6000.00

80010.637007438.6921

100015.8090014223.4332

120020.57110022629.4278

140025.07130032588.5559

160025.00150037500

180021.59170036709.8093

200016.89190032098.0926

220012.67210026607.6294

240011.51230026478.2016

260014.17250035422.3433

280022.21270059959.1281

300025.95290075265.6676

320023.98310074332.4251

340018.66330061594.0054

360029.223500102282.016

380088.13700325892.371

400079.23900308705.722

420039.84100163106.267

A Total501.01442833.79

Em = altitud medias / reas = 2879.91m.s.n.m

Foto 12: Pesando dos de las sub cuencas en la balanza analtica, fueron cortadas en cartulina4. INDICES REPRESENTATIVOS

A. INDICE DE FACTOR DE LA CUENCA:

L = 62.5 km B = 13.0 Km

Tiene menos tendencia a concentrar las intensidades de lluvias que una cuenca de igual rea pero con un F mayor.

B. INDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUS:

Con datos del ArcGIS:

Como k >1 la cuenca tiende a ser alargada; es decir que la cuenca tiene mayor posibilidad de que sea cubierta, en su totalidad, por una tormenta.

Con datos manuales:

Como k >1 la cuenca tiende a ser alargada; es decir que la cuenca tiene mayor posibilidad de que sea cubierta, en su totalidad, por una tormenta.

C. RECTANGULO EQUIVALENTE:

L = longitud del lado mayor del REl = longitud del lado menor del REK = ndice de graveliusA = rea de la cuenca

Con datos del ArcGis:

Remplazamos en las ecuaciones L y l

Hallamos las reas del rectngulo equivalente:

Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aLongitudes equivalentes (km)

6500.000.00

85012.271.67

105017.222.35

125019.992.72

145022.963.13

165025.733.51

185017.822.43

205014.061.92

225013.661.86

245013.661.86

265013.461.83

285023.763.24

305023.963.26

325019.612.67

345016.432.24

365025.733.51

385096.613.16

405067.69.21

425030.64.17

A Total475.164.73

Perimetro143

Con los datos manuales:Remplazamos en las ecuaciones L y lAltitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aLongitudes equivalentes (km)

6000.000

80010.631.36

100015.802.02

120020.572.63

140025.073.21

160025.003.20

180021.592.76

200016.892.16

220012.671.62

240011.511.47

260014.171.81

280022.212.84

300025.953.32

320023.983.07

340018.662.39

360029.223.74

380088.111.28

400079.210.14

420039.85.09

A Total501.064.14

Permetro143

Hallamos las reas del rectngulo equivalente:1.36

2.02

2.63

3.21

3.20

2.76

2.16

1.62

1.47

1.81

2.84

3.32

3.07

2.39

3.74

11.28

10.14

5.09

D. INDICE DE PENDIENTE:Es una ponderacin que se establece entre las pendientes y el tramo recorrido por el ro.

n = Numero de curvas de nivel existente en el rectangulo equivalente, inluido los extremos

Con datos del ArcGis: (L = 64.66 km)Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aai-ai-1BiIi

6500.00

85012.270.20.02582560.07186877

105017.220.20.036244240.08514016

125019.990.20.042074470.09173273

145022.960.20.048325650.09831139

165025.730.20.054155880.10407294

185017.820.20.03750710.08661074

205014.060.20.029593150.07693263

225013.660.20.028751240.07583039

245013.660.20.028751240.07583039

265013.460.20.028330280.07527321

285023.760.20.050009470.10000947

305023.960.20.050430430.1004295

325019.610.20.041274650.09085665

345016.430.20.034581470.08316425

365025.730.20.054155880.10407294

385096.60.20.203342380.20166427

405067.60.20.142240740.16866579

425030.60.20.064406140.1134955

A Total475.11.80396171

Indice de pendiente =0.22434142

Con los datos manuales: (L = 64.17 km)Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aai-ai-1BiIi

6000.00

80010.630.20.021210980.06513215

100015.800.20.031544540.07942864

120020.570.20.041062290.09062261

140025.070.20.050036170.10003616

160025.000.20.04990020.09990015

180021.590.20.043101810.0928459

200016.890.20.033720030.08212189

220012.670.20.025290020.07111964

240011.510.20.022978570.06779169

260014.170.20.028281310.07520813

280022.210.20.044325520.09415468

300025.950.20.051803750.10178777

320023.980.20.047860680.0978373

340018.660.20.037255190.0863194

360029.220.20.058330210.10800945

380088.10.20.175806430.18751343

400079.20.20.157994640.17776087

420039.80.20.079405220.12602002

A Total501.01.80360987

ndice de pendiente =0.2251524

5. PENDIENTE DE LA CUENCA:

A. CRITERIO DE ALVORD:

Con datos del ArcGis:Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aDesnivel DLongitudes equivalentes (km)

6000.000

80010.630.21.36

100015.800.22.02

120020.570.22.63

140025.070.23.21

160025.000.23.20

180021.590.22.76

200016.890.22.16

220012.670.21.62

240011.510.21.47

260014.170.21.81

280022.210.22.84

300025.950.23.32

320023.980.23.07

340018.660.22.39

360029.220.23.74

380088.10.211.28

400079.20.210.14

420039.80.25.09

A Total501.064.14

S = 0.025

Con los datos manuales:

Altitud (msnm)Areas Parciales (Km2) aDesnivel DLongitudes equivalentes (km)

6500.000

85012.270.21.67

105017.220.22.35

125019.990.22.72

145022.960.23.13

165025.730.23.51

185017.820.22.43

205014.060.21.92

225013.660.21.86

245013.660.21.86

265013.460.21.83

285023.760.23.24

305023.960.23.26

325019.610.22.67

345016.430.22.24

365025.730.23.51

385096.60.213.16

405067.60.29.21

425030.60.24.17

A Total475.164.73

S = 0.027

B. CRITERIO DEL RECTANGULO EQUIVALENTE:

Dnde:S = pendiente de la cuencaH = denivel total, en kmL = lado mayor del rectngulo equivalente, en . . kmCon datos del ArcGis:

Altitud (msnm)Longitudes equivalentes (km)SLongitud Acumulada (Km)

65000

8501.670.1201.67

10502.350.0854.02

12502.720.0736.74

14503.130.0649.87

16503.510.05713.37

18502.430.08215.80

20501.920.10417.72

22501.860.10719.58

24501.860.10721.44

26501.830.10923.27

28503.240.06226.51

30503.260.06129.78

32502.670.07532.45

34502.240.08934.69

36503.510.05738.19

385013.160.01551.35

40509.210.02260.56

42504.170.04864.73

A Total64.731.339

Con datos manuales:

PERFIL LONGITUDINAL DEL CURSO DE AGUA:Altitud (msnm)Longitudes equivalentes (km)SLongitud Acumulada (Km)

60000

8001.360.1471.36

10002.020.0993.38

12002.630.0766.02

14003.210.0629.23

16003.200.06212.43

18002.760.07215.19

20002.160.09217.36

22001.620.12318.98

24001.470.13620.45

26001.810.11022.27

28002.840.07025.11

30003.320.06028.43

32003.070.06531.50

34002.390.08433.89

36003.740.05337.64

380011.280.01848.91

400010.140.02059.05

42005.090.03964.14

A Total64.141.390

C. METODO DE LA ECUACION DE TAYLOR SCHWARZ:

Con datos del ArcGis:

S = 0.0077

Altitud (msnm)Longitudes equivalentes (km)SLi/s^0.5

65000

8501.670.1204.833

10502.350.0858.035

12502.720.07310.050

14503.130.06412.371

16503.510.05714.676

18502.430.0828.459

20501.920.1045.928

22501.860.1075.677

24501.860.1075.677

26501.830.1095.553

28503.240.06213.023

30503.260.06113.188

32502.670.0759.765

34502.240.0897.489

36503.510.05714.676

385013.160.015106.776

40509.210.02262.470

42504.170.04819.034

A Total64.731.339327.67699

Con datos manuales:Altitud (msnm)Longitudes equivalentes (km)SLi/s^0.5

6000.0000

8001.3610.1473.549

10002.0240.0996.437

12002.6340.0769.559

14003.2100.06212.859

16003.2010.06212.806

18002.7650.07210.280S = 0.04

20002.1630.0927.114

22001.6220.1234.620

24001.4740.1364.002

26001.8140.1105.464

28002.8430.07010.721

30003.3230.06013.546

32003.0700.06512.029

34002.3900.0848.261

36003.7420.05316.185

380011.2780.01884.687

400010.1350.02072.149

42005.0940.03925.706

A Total64.14259651.39007415319.9741752

6. RED HIDRICA: Cuenca Subcuenca

DENSIDAD DE CORRIENTE:Es la relacin entre el numero de corrientes y el rea drenada, es decir:

Dc = densidad de corriente

A = rea total de la cuenca en Km2DENSIDAD DE DRENAJE:Es un parmetro que indica la posible naturaleza de los suelos, que se encuentran en la cuenca.

Dd = densidad de drenaje.L = longitud de las corrientes perennes o intermitentes en KmA= rea total de la cuenca, en Km 2

densidad de drenaje

longitud de red hdrica157.43

rea de cuenca501.00

numero de corriente40

densidad de drenaje0.293

densidad de corriente0.106

7. PRECIPITACION:ESTACIONESPRECIPITACIONES (mm)

A1100

B900

C670

D520

E430

F360

G270

H200

TOTAL2630

Pmedia=Precipitaciones=2630=526mm

nPrecipitaciones5

A. METODO ARITMETICO:

B. POLIGONO DE THIESSEN

Con datos del ArcGIS:

Foto 14: Colocacin de los puntos de precipitacin en el ArcGIS

Foto 15: Trazado del polgono de Thiessen en la cuenca (a continuacin se hace el borrado de las lnea k salen de la cuenca

Foto 16: Polgono de Thiessen terminadoESTACIONESPnAn(km)Pn x An

A110087.1195817.14

B90037.1833459.71

C67097.1665098.94

D52036.4318942.44

E43079.5034183.28

F36071.1625616.02

G27062.4316856.17

H2004.15830.02

TOTAL2630475.11290803.72

Pmedia = (Pn x An) / An = 290803.72 / 475.11 = 102.08mmCon datos manuales:

Foto 17: Pesado en la balanza analtica de una de las reas de los puntos de precipitacin.

Foto 18: Tomando apunte de los pesos en gramos

ESTACIONESPnAnPn x An

A110096.4106031.57

B90042.137922.77

C67070.547256.91

D52050.826417.70

E43087.737721.96

F36077.227801.58

G27071.119196.03

H2005.11014.66

TOTAL2630501.0303363.16

Pmedia = (Pn x An) / An = 303363.16 / 501.0= 605.53

C. METODO DE ISOYETAS:

Ubicar las estaciones dentro y fuera de la cuencaTrazar las isoyetas interpolando las alturas de precipitacin entra las diversas estaciones de modo similar a como se trazan las curvas de nivelHallar las reas parciales entre cada dos isoyetas.

Donde : precipitacin media : rea total de la cuenca : altura de precipitacin de las isoyetas : rea parcial comprendida entre las isoyetas y

Foto 19: Importar la cuenca en el AutoCAD.

Foto 20: Acotar las estaciones de la cuenca 30-n.

Foto 21: Restar los valores de los puntos de estacin.

Foto 22: Uniendo los puntos dando la forma de la curva.

Foto 23: curvas de precipitacin.

Pn-1PnP mediaAn (Km)P media x An

11501100112512.8814490

11001050107517.8519188.75

10501000102520.1220623

100095097523.4522863.75

95090092523.1221386

90085087520.9718348.75

85080082524.1619932

80075077520.8916189.75

75070072519.7314304.25

70065067518.7512656.25

65060062523.8714918.75

60055057525.7814823.5

55050052532.6717151.75

50045047536.0517123.75

45040042550.1421309.5

40035037543.7616410

35030032531.4810231

30025027523.576481.75

2502002255.871320.75

=475.1299753.25

CONCLUSIONESEn esta investigacin, no slo hemos ganado conocimientos de una parte de lo que es nuestro futuro veremos con mucha ms realidad, sino tambin a ser responsables y a solucionar los problemas y dudas que se presentaron en la resolucin del trabajo encomendado.

Los anlisis aqu realizados permiten expresar fundamentada mente que la situacin ambiental de la cuenca del Rio Aja comporta una altsima complejidad, por cuanto a los factores naturales de tipo desfavorable se superponen prcticas histricas de manejo, carentes de adecuada regulacin, que han propiciado condiciones de deterioro, que revisten en la actualidad sntomas de afectacin de ndole sistmica.

Para el clculo de los parmetros Geomorfolgicos se tiene en cuenta las sub reas que tienen un porcentaje de diferencia entre las calculadas manualmente y las que son halladas en el ArcGIS, influyendo en los resultados obtenidos posteriormente en sus parmetros siendo estos diferentes.

BIBLIOGRAFIA http://mapasamerica.dices.net/peru/mapa.php?nombre=Rio-Nasca&id=84052

http://es.getamap.net/mapas/peru/Ica/_nazca_rio/

http://www.peru.gob.pe/docs/PLANES/12163/PLAN_12163_Plan%20Desarrollo%20Concertado%20de%20la%20Provincia%20de%20Oxapampa%20-Parte%203_2013.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Provincia_de_nazca

http://es.wikipedia.org/wiki/Provincia_de_Nazca

http://www.met.igp.gob.pe/users/kobi/PUBLICACIONES/revision_data_SENAMHI_2005.pdf

http://www.bvsde.paho.org/documentosdigitales/bvsde/texcom/ASIS-regiones/Ica/Ica2011.pdf

http://es.climate-data.org/location/875969/

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