PARÁMETROS HIDROLÓGICOS”

7/21/2019 PARMETROS HIDROLGICOS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE

INGENIERA CIVIL

ASIGNATURA: HIDROLOGIA SUPERFICIAL

INFORME:

GENERACIN DE CAUDALES DE

CUENCA DEL RIO CAJAMARQUINO

DOCENTE:

Ing. LUIS LEON CHAVEZ

ALUMNOS:

Cardozo Ros, Vctor OmarCueva Rodriguez, Oscar BerlyDiaz Cadenillas, Leyla GuadalyHerrera Bustamante, Nixon OmarUrcia Diaz, Pierre

GRUPO:

A

Cajamarca, Setiembre del 2008.


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Hidrologa Superficial Ingeniera Civil UNC

CUENCA DEL RIO CAJAMARQUINO PARMETROS HIDROLGICOS

Cuenca hidrogrfica 2


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SUMARIO:

I. RESUMEN

II. INTRODUCCIN

III. JUSTIFICACION

IV. OBJETIVOS

V. REVISION LITERARIA

VI. DATOS GENERALES

VII. METODOLOGA Y PROCEDIMIENTO

VIII. MATERIAL DE TRABAJO

IX. DESARROLLO DEL TEMA

X. INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS

XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

XII. BIBLIOGRAFIA

NOTA:

En el desarrollo del trabajo estn adjuntas tablas, las cuales presentan

resultados calculados directamente en Microsoft oficce excel insertando losrespectivos valores.



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I. RESUMEN.

El presente trabajo se realizo con la finalidad de hacer un estudio de todos losparmetros geomorfolgicos de la cuenca del ro cajamarquino, as como

observar las diferentes caractersticas fisiogrficas (Pendiente, altitud, etc.) de la

cuenca que influyen en cada uno de los parmetros geomorfolgicos, los cuales

nos da una idea de forma, almacenamiento, escorrenta, etc. de la cuenca en

estudio, para el clculo de dichos parmetros se aplic los conocimientos

adquiridos en las sesiones de clase. En el desarrollo del informe se presenta un

estudio ms detallado del tema.

II. INTRODUCCIN.

Hoy en da es de mucha importancia el estudio hidrolgico de un sistema, ya que

es la primera parte de un proyecto, aqu se obtiene los datos que se van a tomar

en cuenta en el diseo, si este paso no se tomar en cuenta con plena seguridad

que cualquier estructura hidrulica colapsara y con ello traera prdidas

irreparables, el estudio hidrolgico debe hacerse con mucha cautela ya que el msmnimo error podra variar considerablemente muchos parmetros con lo cual no

obtendramos los datos exactos para empezar a desarrollar cualquier proyecto.

En este tipo de proyectos es necesario conocer todo lo que esta relacionado con la

hidrologa superficial, en donde veremos: la distribucin, cuantificacin y

utilizacin de los recursos hdricos que estn disponibles en el globo terrestre.

Estos recursos se distribuyen en la atmsfera, la superficie terrestre y las capas

del suelo. Es importante tener cocimiento de stos datos ya que nuestro campo

profesional es muy comn encontrase con problemas relacionados al cauce de

aguas, cabe resaltar que es una de las aplicaciones ms importantes para el

desarrollo socio econmico de una poblacin

http://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANThttp://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANT


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III. JUSTIFICACIN.

El desarrollo del siguiente trabajo tiene como finalidad delimitar la cuenca

hidrogrfica del cajamarquino, calcular los diferentes parmetros

geomorfolgicos de sta cuenca, para que tener una idea del comportamiento,

distribucin y variabilidad, de las principales variables que conforman el ciclo

hidrolgico.

IV. OBJETIVOS

Realizar la delimitacin de un sistema hidrolgico (cuenca delCajamarquino).

Calcular y analizar los parmetros geomorfolgicos, de la cuenca

asignada, aplicando los conocimientos adquiridos en clase.

V. REVISION LITERARIA

DEFINICIONES IMPORTANTES:

1. CUENCA HIDROLOGICA:Es el rea de tere3no donde todas las aguas cadas por precipitacin, se

unen para formar un solo curso. Cada curso de agua tiene una cuenca bien

definida para cada punto de su recorrido

2. DELIMITACION DE UNA CUENCA:La delimitacin de una cuenca se hace sobre un plano a curvas de nivel

siguiendo las lneas del DIVORTIUM ACUARIUM, que es una lneaimaginaria, que divide a las cuencas adyacentes y distribuye el

escurrimiento originado por la precipitacin, en que cada sistema de

corriente fluye hacia el punto de salida de la cuenca.

El DIVORTIUM ACUARUMest formado por los puntos de mayor nivel

topogrfico y cruza las corrientes en los puntos de salida llamado estacin

de aforo (punto emisor).



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Ejemplo: Delimitacin de una cuenca

3. CLASIFICACION DE UNA CUENCA:La cuenca se puede clasificar de acuerdo a su tamao:

Cuenca Grande: es aquella cuenca en la que predomina lascaractersticas fisiogrficas de la misma, es decir su pendiente,

elevacin, rea, cauce, etc. Se puede considerar que una cuenca es

cuando su rea es mayor de 250km2

Cuenca Pequea: se considera cuenca pequea, cuando su rea

varia de unas pocas hectreas hasta 250km2; en esta cuenca sus

caractersticas fsicas como el tipo de suelo, vegetacin son ms

importantes que las de cauce

4. CURVAS CARACTERISTICAS DE UNA CUENCA: Curva Hipsomtrica:

Esta curva es una especie de perfil longitudinal promedio de la

cuenca y tiene especial significacin debido a que la altitud es un

parmetro preponderante de la Hidrologa Regional. Grafica las

alturas en el eje de las ordenadas versus el rea acumulada que

queda por encima de la curva de nivel correspondiente en el eje de



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las abscisas.

GRAFICOS DE CUENCA GRANDE-CUENCA PEQUEA

Superficie de la Cuenca:Se refiere al rea proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular;y se obtiene despus de delimitar la cuenca.

Clculo del rea de la Cuenca:Debido a su forma muy irregular, el rea de una cuenca se calcula conPlanmetro, o por el Mtodo de la Balanza Analtica. El primero consiste enutilizar un planmetro para recorrer el permetro de la figura, mediante lo cual,y a travs de una conversin de unidades en la lectura del planmetro,obtendremos una muy buena aproximacin del rea de la cuenca. El segundo,consiste en recortar la cuenca previamente dibujada sobre una superficie decartn; para comparar su peso con el de una figura conocida del mismomaterial; y por simple aplicacin de la Regla de Tres, obtener el rea deseada.

Cabe resaltar sin embargo, que se puede realizar por el Mtodo Computacional,que consiste en utilizar una aplicacin de Autocad, mediante la cual, seobtendr una mejor aproximacin del rea de nuestra Cuenca.



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DIBUJO DE LA POLILNEA QUE DEMARCAR EL CONTORNA DE LA PROYECCINHORIZONTAL

DE LA CUENCA, CUYA REA DESEAMOS CALCULAR.

CLCULO AUTOMTICO DEL REA DE LA FIGURA DIBUJADA, HACIENDO USO

DE AUTOCAD.



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Curva de Frecuencia de altitudes:

Curva de Frecuencia de altitudes: Es el complemento de la curva

hipsomtrica, puesto que es la representacin grfica de ladistribucin de reas ocupadas por las diferentes altitudes. Las reas

parciales, en porcentaje, se plotean en el eje de las abscisas versus

las alturas en el eje de las ordenadas.

Altitud Media: Esta definida por la ordenada media

H de la curva

hipsomtrica.

=

=n

i

iiAH

A

H

1

*1

Donde:

H = altitud media (m.s.n.m)

Hi= altura correspondiente al rea Ai.

A= rea de la cuenca.

N= nmero de reas parciales de la cuenca.

5. SISTEMA HIDROLGICO.Conjunto de procesos (fsicos, qumicos y/o biolgicos) que actuando

sobre una o ms variables de entrada los transforman en una o ms

variables de salida.

6. PARMETROS GEOMORFOLGICOS.

AREA DE LA CUENCA: (A)Representa el rea de la Cuenca en proyeccin horizontal.

PERIMETRO DE LA CUENCA: (P)

Es la longitud de la curva cerrada correspondiente al Divortio

Aquarum, se expresa generalmente en Km. y se determina mediante

el curvmetro.

LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L):

La longitud del cauce principal es un parmetro asociado con la



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geometra y tiempo de concentracin en consecuencia expresa de

alguna manera el grado de intensidad de la escorrenta directa de la

cuenca.

ANCHO PROMEDIO: (B)

Se obtiene dividiendo el rea de la cuenca por la longitud del cauce

principal.

L

AB =

Donde

B : Ancho promedio.

A: rea de la cuenca.

L: Longitud del cauce principal.

FACTOR FORMA: (F)

Parmetro adimensional introducido por Horton que denota el efecto

combinado de la cuenca y la configuracin neta del drenaje.

L

B

L

AF ==

2

Donde:


L: Longitud del curso principal.

B. Ancho promedio de la cuenca.

Es un parmetro indicador de la escorrenta instantnea y por lo

tanto de la geometra del Hidrograma resultante de una lluvia cadaen la cuenca.

Coeficiente de Gravelius ( Kc ): Llamado tambin coeficiente de

compactacin, mide el grado de circularidad de la cuenca y tiene

gran influencia en el tiempo de equilibrio del rea colectora,

matemticamente, se expresa como la relacin entre el permetro P

de la cuenca y el permetro D de un crculo equivalente de igual

rea A de la cuenca.



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2/12821.0

2

=== PAA

P

D

PKc

Donde:

Kc : Coeficiente de Gravelius.


P: Permetro de la cuenca.

COEFICIENTE DE GRAVELIUS :( Kc )

Llamado tambin coeficiente de compactacin, mide el grado de

circularidad de la cuenca y tiene gran influencia en el tiempo de

equilibrio del rea colectora, matemticamente, se expresa como la

relacin entre el permetro P de la cuenca y el permetro D de un

crculo equivalente de igual rea A de la cuenca.

2/12821.0

2

=== PAA

P

D

PKc

Donde:

Kc : Coeficiente de Gravelius.


P: Permetro de la cuenca.

RECTNGULO EQUIVALENTE:

Rectngulo equivalente: Tambin es, en cierto modo, un parmetro

indicador de la geometra de la cuenca y por consiguiente de la

forma de los hidrogramas de escorrentaEs adems una forma

simplificada de la representacin de una cuenca de tal manera que la

geometra real queda reducida a un rectngulo equivalente de la

misma rea y permetro de la cuenca.



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= 1

12.1

12.11

12.1

.22/1

Kc

Kc

AKca

+= 112.1

12.11

12.1

.22/1

Kc

Kc

AKcb

Donde:

a= Lado menor del rectngulo.

b= Lado mayor del rectngulo.

Kc= Coeficiente de Gravelius.

A= rea de la cuenca.

PENDIENTE DEL CURSO PRINCIPAL:Pendiente del curso principal: El conocimiento de ste parmetro es

tambin de suma importancia en el estudio del comportamiento del

recurso hdrico con diversos fines, tales como: ubicacin de obras

de toma, evaluacin y optimizacin del potencial hidroenergtico,

etc.

En general, la pendiente del cauce principal vara a lo largo de todasu longitud, siendo necesario usar un mtodo adecuado para estimar

una pendiente representativa. El concepto generalizado de que la

pendiente es el cociente dado por la diferencia de altura entre la

longitud del cauce principal es muy inexacto e imprecisoPara

calcular la pendiente equivalente calculada mediante diversas

expresiones. Algunas de estas expresiones son:

2

1

2/12

1

=

=

=

n

i

n

i

Si

Li

Li

S

Donde:

Li= longitud de cada tramo de pendiente Si.

n= nmero de tramos en que se ha dividido el perfil del cauce.

ORIENTACIN DE LA CUENCA:



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Esta referida a la mejor distribucin de radiacin solar en la cuenca.

Teniendo en cuenta el cauce principal se divide la cuenca en dos

vertientes, vertiente izquierda y vertiente derecha.

PARMETROS DE LA RED DE DRENAJE

Nmero de Orden:

La cantidad y rapidez con la que se evacuan las aguas de escorrenta

superficial, al ocurrir una precipitacin sobre determinada cuenca,

depende de varios factores. Conformacin de la red de drenaje

natural, intensidad de precipitacin, pendiente de la cuenca, etc.

Relacin de confluencias (Rc): Mientras mayor es la relacin deconfluencias ms densificada es la red, se dice que tiene similitud

cinemtica si tiene la misma relacin de confluencias.

1+

=

i

i

ci

n

nr

=

=n

i

cicr

nR

1

1

Donde:

Rc= Relacin de confluencias.

in = Nmeros de cauces de orden i.

1+in = Nmeros de cauces de orden inmediato superior.

Relacin de Longitudes ( LR ):

Relacin de Longitudes ( LR ): Esta relacionada con el recorrido, a

mayor recorrido de los cauces naturales la cuenca tiene mayor

capacidad de almacenamiento momentneo.

1

=i

i

L

L

Lr

=

=n

i

LiLr

nR

1

1

Donde:



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LR = Relacin de longitudes.

iL = Longitud de cauces de orden i.

1iL = Longitud de cauces de orden inmediatamente inferior.

Densidad de Drenaje (D):

Parmetro geomorfolgico de mayor significacin porque ser un

mejor indicativo de la magnitud de la red de drenaje superficial.

Esta dado por la siguiente expresin:

A

LcL

AD

n

i

i==

=1

1

Donde:

D= Densidad de drenaje superficial (Km/Km2)

A= rea de la cuenca (km2)

Li= Longitud del i-simo curso natural.

Lc= Li = Longitud total de la red de drenaje (Km)

VI. DATOS GENERALES

1.-UBICACIN.

UBICACIN POLTICA DE LA CUENCA:.

Distrito : Cajamarca.

Provincia : Cajamarca.

Departamento : Cajamarca.

MAPAS DE UBICACIN :



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UBICACIN DEL PERU EN AMERICA DEL SUR

UBICACION DE CAJAMARCA EN EL PERU



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MAPA DEL DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA

UBICACIN GEOGRFICA.Entre los paralelos: 78 45 y 78 15 NORTE

Entre los meridianos: 7 05 y 7 13 ESTE.

Altitud: entre los: 2672 msnm y 4000 msnm.

RADIO HIDROLGICO.

Sub-cuenca : Ro Cajamarca.

Cuenca : Ro CajamarcaSistema del : Atlntico.

ORIENTACIN DE LA CUENCA.

Noroeste - Sureste.



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VII. METODOLOGA Y PROCEDIMENTO

Metodologa y procedimiento.-Para realizar el presente trabajo, se utiliz

metodologa terica. Mediante la revisin literaria en diversos libros relacionados

con el tema.

Para el clculo de los parmetros geomorfolgicos como rea, permetro,

longitud del cause principal y longitud al centroide se lo realizo enAuto CAD.

VIII. MATERIAL DE TRABAJO

Para la realizacin de este trabajo domiciliario se usaron los siguientes

materiales.

-La carta nacional digitalizada

- Material bibliogrfico, tiles de escritorio, etc.

IX. DESARROLLO DEL TEMA. PARMETROS GEOMORFOLGICOS CALCULADOS:

1.AREA DE LA CUENCA: (A)

2.PERIMETRO DE LA CUENCA: (P)

3. COEFICIENTE DE COMPASIDAD: (Kc)

La cuenca no es muy alargada ni muy circular, esto conlleva a una

probabilidad muy moderada de la cuenca a ser cubierta en su totalidad por

una tormenta.

Cuenca hidrogrfica

A=332.380 Km2

P=88.952 Km

Kc = 1.376

17

A

PKc

2

=


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4. FACTOR DE FORMA:

Longitud del cauce principal (L):

L= 31.840 Km

Tiene poca tendencia a concentrar intensidades de lluvias en toda el rea.

5.RECTANGULO EQUIVALENTE:

Cuenca hidrogrfica

F= 0.328

a= 9.382 Km

b= 35.427 Km

18

2L

AF =

+=

=

112.1

12.11

12.1

112.1

12.11

12.1

22

1

22

1

Kc

Kc

KcAb

Kc

Kc

KcAa


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6.PENDIENTE DE LA CUENCA:

6.1. MTODO DEL RECTANGULO EQUIVALENTE 1:

6.2. MTODO DEL RECTANGULO EQUIVALENTE 2:

c= equidistancia entre curvas de nivel

Li=Longitud de cada curva de nivel parcialC= 0.200 KmL1= 39.050 KmL2= 76.127 KmL3= 84.342 KmL4= 87.975 KmL5= 66.360 KmL6= 17.180 KmL7= 12.746 Km

Sc= 23.093 %

7.LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL :(L)

L= 31.840 Km

8.LONGITUD DEL CENTROIDE DEL REA (Lc):

Lc= 14.349 Km

Cuenca hidrogrfica

Hn= 4036.60 m.s.n.m.Ho= 2668.54 m.s.n.m.Sc= 38.617 %

19

b

H

b

HoHnSc

=

=

==n

ILi

A

CSc

1


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9. CURVA HIPSOMTRICA:

Altitud(msnm)

Areas entrecurvas (Km2)

reas Acum.(Km2)

%Area Parcialreas sobre lasaltitudes (Km2)

2668.54 332.372800.00 55.31 55.31 16.64 277.063000.00 42.04 97.34 12.65 235.033200.00 51.34 148.68 15.45 183.69

3400.00 57.00 205.68 17.15 126.693600.00 67.22 272.90 20.22 59.473800.00 43.87 316.77 13.20 15.604000.00 11.14 327.91 3.35 4.464036.60 4.46 332.37 1.34 0.00

332.37 100.00

Por el mtodo grfico se tiene Altitud media = 3352.57 m.s.n.m.

10. CURVA DE FRECUENCIA DE ALTITUDES:



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11.PENDIENTE DEL CURSO PRINCIPAL:

Li Cotas i Li2 Si Li2/Si3936.20

1989.20 3800.00 3956916.64 0.07 57790738.471748.60 3600.00 3057601.96 0.11 26732613.942422.27 3400.00 5867391.95 0.08 71062037.532852.06 3200.00 8134246.24 0.07 115996791.713282.70 3000.00 10776119.29 0.06 176873833.974472.08 2800.00 19999499.53 0.04 447196809.21

15073.84 2668.54 227220652.35 0.01 26054219976.82TOTAL 31840.75 26949872801.65

Tenemos la siguiente frmula:2

1

2

1

2

1

=

=

=

n

i

i

n

i

Si

L

LiS

Reemplazando tenemos:S = 3.762%

Cuenca hidrogrfica

Orden Rio N Rios Long. (Km) Long. Prom.

1 48 136.80 2.85

2 24 51.84 2.16

3 17 29.58 1.74

4 5 14.05 2.81

Total 94 232.35

21


22/25


12.RELACIN DE CONFLUENCIAS(rc):

27.23

5

17

17

24

24

48

=++

=c

13.RELACIN DE LONGITUDES(rl):

06.13

74.181.2

16.274.1

85.216.2

=

++

=Lr

14.DENSIDAD DE DRENAJE (Dd):

22 70.038.332

35.232

KmKm

Km

Km

DD ==

15. FRECUENCIA DE ROS:

2/07.04

25

1

25

2

25

3

25

7

KmriosFr

=+++

=

16.ELEVACION MEDIA:


)1( +

=

i

i

cn

nr

)1(

=i

i

L

L

Lr

A

Li

Dd

n

i

== 1

A

nFr

i=


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desde el punto emisor hasta laperpendicular trazada sobre el cauce y quepasa por el centroide del rea de la cuenca

Altitud Media 3 252.57 m Promedio de las altitudes de las reasparciales.

Pendiente del CaucePrincipal

3.762% Como la pendiente no es muy fuerteimplica que no hay mucha erosin y se

presenta ms sedimentacin en las partesbajas del curso.

Nmero de Orden 4 Implica que es una cuenca y me representala densidad de la red, tiene una regularcapacidad de drenaje.

Relacin de confluencias 2.27 Como es pequeo el dato, me da a conocer que no existir mucha erosin y que no estan densificada mi red.

Relacin de Longitudes 1.06 Tiene un mayor gasto pico y una menor capacidad de almacenamiento.

XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Despus de haber realizado la revisin bibliogrfica del tema, se logrdeterminar los parmetros geomorfolgicos indicados de la cuenca, para lo

cual se sigui las metodologa ms adecuada para el clculo de cada uno de

ellos.

Se recomienda que para obtener datos representativos de los parmetroscalculados se siga correctamente los pasos descritos en la bibliografa.

Se recomienda trabajar en una carta digitalizada (Auto Cad) para evitar

errores que se puedan presentar en el clculo manual de datos, como son rea,permetro, longitud del cause principal, longitud al centroide, etc.

XII. BIBLOGRAFIA:

Apuntes de clase, Ing. Luis Len Chvez.

Ing. Oswaldo Ortiz Vera, Hidrologa de Superficie.



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