Docente: Ing. Gabriela Guadalupe Huitz Chan

Alumnos: Chan May Benjamn Dzib Escalante Roger Kumul Chimal Miguel ngel Martnez Granados Fernando Giovany Mukul Caamal Gerardo Osorio Len Erwin Semestre: 6to Grupo: A

Fecha de entrega: 18/02/14

INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE VALLADOLID

HIDROLGICA SUPERFICIAL Unidad 1. Cuenca hidrolgica

1

NDICE

INTRODUCCIN .................................................................................................... 3

1. Cuenca hidrolgica ........................................................................................... 4

1.1. Generalidades (Definiciones, desarrollo histrico y administracin de

los recursos)....................................................................................................... 4

1.1.1. Definiciones........................................................................................... 4

1.1.2. Desarrollo histrico. ............................................................................ 6

1.2. Balance hidrolgico .................................................................................... 7

1.2.1Objetivo del balance hidrolgico ........................................................... 8

1.2.2Precipitaciones atmosfricas ................................................................ 9

1.2.3 Ecuacin de continuidad .................................................................... 10

1.3. Propiedades fisiogrficas......................................................................... 12

1.3.1. Propiedades ........................................................................................ 13

1.3.2. Pendiente del cauce principal............................................................ 14

1.3.3. Clasificacin de corrientes ................................................................ 15

1.4. Tipos de cuencas hidrogrficas. ............................................................. 17

1.4.1 Clasificacin de las cuencas. ............................................................. 18

CONCLUSIN ...................................................................................................... 21

BIBLIOGRAFA .................................................................................................... 22

2

NDICE DE FIGURAS

Figura 1 Distribucin del manto acufero ................................................................. 4

Figura 2 Ciclo Hidrolgico ....................................................................................... 5

Figura 3 Tipos de cuencas hidrolgicas .................................................................. 6

Figura 4 Proceso para cuantificar los recursos hdricos .......................................... 7

Figura 5 Demandas por las cuales se pueden realizar un balance hidrolgico. ...... 8

Figura 6 Proceso de evapotranspiracin. ................................................................ 9

Figura 7 Caminos donde circula el agua. .............................................................. 10

Figura 8 Trminos del balance hdrico. ................................................................. 12

Figura 9 Pendiente del cauce principal.................................................................. 14

Figura 10Pendiente del cauce principal................................................................. 15

Figura 11 Clasificacin de corrientes (por el tiempo en que transportan agua) ..... 16

Figura 12 Clasificacin de corrientes (por su posicin topogrfica o edad

geolgica) .............................................................................................................. 17

Figura 13 Cuenca exorreica. ................................................................................. 18

Figura 14 Cuenca endorreica. ............................................................................... 19

Figura 15 Cuenca arreica. ..................................................................................... 19

Figura 16 Cuencas criptorreicas ............................................................................ 20

3

INTRODUCCIN

En el trabajo profesional que a continuacin se presenta, se expondr

informacin acerca de la cuenca hidrolgica y sus diferentes caractersticas, en las

cuencas se desarrollan procesos que nos brindan informacin, como volmenes,

dficit de sequa o demanda.

Para realizar deferentes estudios a las cuencas hay que tener en cuenta

algunos fenmenos como pueden ser la precipitacin, la cual se define como la

manera en que el agua llega de la atmosfera a la superficie de igual manera

debemos tener en cuenta la evapotranspiracin y la infiltracin, como tambin se

pueden mencionar aspectos que son favorables para la flora y la fauna.

Se demostrara que las cuencas son un factor muy importante y requieren

estudios de diferentes ndoles el cual al juntarlos se llegara a los objetivos

deseados y por mencionar los estudio podran ser los topogrficos, los resultados

arrojados de un pluvimetro, entre otros.

De igual forma con la informacin presentada ser ms fcil identificar las

diferencias entre los tipos de cuencas que existen y por qu su clasificacin.

4

1. Cuenca hidrolgica

1.1. Generalidades (Definiciones, desarrollo histrico y administracin de los

recursos).

1.1.1. Definiciones

Hidrologa

Es la ciencia que estudia el comportamiento del agua, enfocndose al ciclo

hidrolgico global as como a los procesos involucrados en la parte continental de

dicho ciclo.

Las variaciones del agua en las etapas terrestres, ocenica y atmosfrica,

as como el movimiento del agua sobre o debajo de la superficie terrestres

incluyendo procesos fsicos, qumicos y biolgicos.

Ciclo hidrolgico

La tierra contiene grandes cantidades de agua de las cuales, el 97.5 % son

aguas saladas, el otro 2.5 % son aguas dulces. De todo el total de agua solo un

0.6 % de agua es dulce y se encuentra en forma de lago, ros, acuferos y vapor.

Figura 1 Distribucin del manto acufero

5

El ciclo hidrolgico est compuesto por: Evaporacin, precipitacin,

escurrimiento e infiltracin, cada parte del ciclo es importante para dar lugar al

balance hidrolgico.

Calidad de vida.

Es el grado en la que un miembro de una sociedad satisface sus

necesidades materiales. Su clasificacin se fundamenta en indicadores de

satisfaccin bsica a travs de juicios de valor.

(Universitaria Politcnica, 2014)

Cuenca Hidrolgica

La cuenca son las zonas donde el agua precipitada se transfiere a otras

zonas ms bajas por medio de un sistema de drenajes (canales), concentrndose

para descargar en otras cuencas o finalmente al ocano.

Dependiendo de su punto de salida existen dos tipos de cuencas, las

endorreicas y las exorreicas.

Las endorreicas; son las que desembocan en los lagos sin llegar al mar.

Las exorreicas; son las que desembocan en los ocanos, mares, etc.

Figura 2 Ciclo Hidrolgico

6

Figura 3 Tipos de cuencas hidrolgicas

1.1.2. Desarrollo histrico.

La primera regionalizacin nacional, que considero como criterios bsicos la

orografa e hidrografa, fue elaborada en los aos 60 por la entonces Direccin de

Hidrologa de la Secretara de Recursos Hidrulicos, agrupando para ello las

cuencas del pas en 37 regiones hidrolgicas y que hoy da prevalecen como base

de los estudios tcnicos en materia de agua y de las diferentes regionalizaciones

realizadas a lo largo del tiempo.

Posteriormente y con el propsito de formular el Plan Nacional Hidrulico

1975 (SRH, 1975), se definieron trece regiones administrativas y 102 subregiones

hidrolgicas conforme a criterios que incorporan adems de los aspectos

hidrolgicos.

(AGUSTN FELIPE BREA PUYOL, 2006)

(CATIE, 2001)

7

1.2. Balance hidrolgico

El agua, recurso de la humanidad el cual se encuentra en un ciclo continuo

debido a los diferentes procesos que conlleva su almacenamiento y explotacin,

es cuantificable y debido a los requerimientos actuales del hombre, es necesario

conocer con exactitud ese movimiento y definirlo para aprovechar de forma

racional los recursos hdricos y que no se modifiquen de forma irreversible los

componentes que intervienen en el ciclo del agua.

El balance hidrolgico tiene por objeto cuantificar los recursos y volmenes

de agua del ciclo hidrolgico de acuerdo con el axioma de Lavoisier (el cual nos

dice que nada se crea ni se destruye, solo se transforma. Lo que nos lleva a

suponer que todo recurso hdrico puede ser medible a manera de prdida o uso

natural y de esta manera poderse administrar) este axioma permite establecer las

relaciones entre las variables hidrolgicas.

Figura 4 Proceso para cuantificar los recursos hdricos

8

1.2.1Objetivo del balance hidrolgico

El balance hidrolgico puede ser denominado como un proceso para

administrar recursos hidrolgicos de esta manera este puede ser aplicado en

cuencas o en diversas regiones.

Este proceso permite obtener informacin sobre:

1. El volumen anual de escurrimiento o excedentes.

2. El periodo en el que se produce el excedente y por tanto la infiltracin o

recarga del acufero.

3. Periodo en el que se produce un dficit de agua o sequa.

4. El clculo de demanda de riego para ese periodo.

Figura 5 Demandas por las cuales se pueden realizar un balance hidrolgico.

El establecimiento de un balance hidrolgico supone la medicin de caudales

y almacenamiento de la misma la cual puede se puede cuantificar mediante

niveles.

9

Se pueden establecer balances para medir el agua de forma general o por

separado ya sea en aguas subterrneas o superficiales de manera que se pueda

analizar las entradas y salidas de agua en el sistema supervisado.

La propia idea de balance supone la medida independiente de los trminos

que intervienen en la ecuacin de balance. Como toda medida fsica, est sujeta a

error, que, en algunos casos es grande debido a diversas circunstancias. Por ello

ha de actuarse con gran prudencia a la hora de obtener datos del balance.

1.2.2. Precipitaciones atmosfricas

Por medio de precipitaciones atmosfricas llega agua a la superficie de la

tierra.

Parte de estas precipitaciones se evaporan en contacto con el aire o puede

ser absorbida por las plantas para posteriormente ser transpirada por las mismas.

Fenmeno que denominaremos como evapotranspiracin.

Figura 6 Proceso de evapotranspiracin.

10

El agua puede seguir dos caminos: parte fluye por la superficie de la corteza

y otra parte por se infiltra en el terreno.

El agua de infiltracin an puede ser captada por el suelo y las plantas

sufriendo entonces fenmenos de evapotranspiracin o puede circular

hipodrmicamente junto con agua que a su vez circulan en la superficie

denominndose aguas de escurrimiento.

El agua que alcanza una zona ms profunda constituye una verdadera agua

de infiltracin que se junta con las aguas subterrneas alimentando a la zona

acufera.

Figura 7 Caminos donde circula el agua.

1.2.3 Ecuacin de continuidad

La ecuacin de continuidad se basa en que la diferencia que se produce

entre las entradas y las salidas del agua de agua se traduce en el agua que se

queda almacenada.

Entradas- salidas= variacin de almacenamiento

11

Sabiendo de antemano este concepto, podemos definir que la precipitacin

se expresa como:

P= E + R + I + e

Dnde:

e= error cometido en estimaciones.

E= evapotranspiracin.

R= escurrimiento.

I= infiltracin.

Para que esta ecuacin pueda ser aplicada, debemos tener en cuenta dos

condiciones importantes:

Unidad hidrolgica: todas las aguas medidas y comparadas deben

permanecer al mismo acufero.

Periodo de tiempo: el periodo de medicin deber ser de al menos un ao.

1.2.4 Datos

Para realizar un balance hdrico lo principal es la adquisicin de datos, por lo

que se requiere que los datos a utilizar se obtengan de una manera precisa.

Precipitacin: se mide por la altura que alcanzara sobre una superficie plana

u horizontal, antes de sufrir prdidas. Para obtener este dato se utilizan

pluvimetros y la unidad de precipitacin es el milmetro de altura.

Evapotranspiracin: la obtencin de este dato se realiza mediante clculos

basados en la temperatura y humedad de la atmosfera y suelo.

Escurrimiento superficial o directo: se determina por aforos de recursos

fluviales.

12

Escurrimiento subterrneo o base: se calcula por diferencia, una vez

conocidos los dems trminos del balance hdrico o por clculos o experiencias

basado en la porosidad y permeabilidad de diferentes rocas.

Figura 8 Trminos del balance hdrico.

1.3. Propiedades fisiogrficas.

Para el estudio de las cuencas hidrolgicas se necesitan diferentes mtodos

en los cuales se puedan obtener caractersticas de las cuencas. Existen

fundamentos de los cuales nos ofrece informacin relevante acerca del ciclo

hidrolgico.

13

1.3.1. Propiedades

Algunos de los parmetros caractersticos de mayor inters se presentan a

continuacin:

Parteaguas. Lnea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topogrfico y

que separa dos cuencas adyacentes.

rea de la cuenca. Es la proyeccin del parteaguas a un plano horizontal,

caracterizndose as el tamao de la cuenca. El valor del rea se obtiene de los

mapas topogrficos a travs del uso del planmetro o de otros mtodos.

Corriente principal. Es la corriente de mayor longitud que pasa por la salida de la

cuenca hidrolgica.

Corrientes tributarias. Serie de corrientes tributarias con un diferente grado de

bifurcacin.

Orden de corrientes. Se determina a partir del grado de bifurcacin de las

corrientes tributarias.

a) Corriente de orden 1 es un tributario sin ramificaciones;

b) Corriente de orden 2 solo tiene corrientes de orden uno;.

c) Y as sucesivamente dos corrientes de orden 1 forman una de orden 2, dos

corrientes de orden 2 forman una de orden 3, dos corrientes de orden 3

forman una de orden 4, etc.

Longitud del eje mayor de la cuenca. Es la mxima longitud que va desde el

punto de la descarga o salida de la cuenca al punto ms lejano de la cuenca. Este

parmetro es importante, ya que da una idea de la forma de la cuenca. Los

procesos hidrolgicos, por ejemplo el escurrimiento superficial, responden de

manera diferente en una cuenca alargada que a la que se aproxima a una forma

circular.

Ancho de la cuenca. Es la longitud perpendicular a la longitud del eje mayor de la

cuenca y para su estimacin se miden las longitudes perpendiculares

representativas de cada parte de la cuenca, tomando como referencia la recta que

se ha trazado para la longitud del eje mayor.

14

Orientacin de la cuenca. Es el ngulo de orientacin a partir del norte

geogrfico y para su determinacin se toma como punto de referencia la descarga

o salida de la cuenca y utilizando la recta que representa a la longitud del eje

mayor, se determina el ngulo de la orientacin a partir del norte geogrfico. Este

parmetro es importante, ya que los sistemas de circulacin atmosfrica son

fundamentales en lo que respecta al rgimen pluviomtrico de una cuenca.

ndice de forma. Es la relacin del permetro de la cuenca entre el permetro que

tendra un crculo con el mismo valor de rea. Con este parmetro se determina

cuanto se aleja la forma de la cuenca de un crculo.

Relacin de alargamiento. Es la relacin del dimetro de un crculo que tiene el

mismo valor de rea de la cuenca entre la longitud del eje mayor.

1.3.2. Pendiente del cauce principal

Uno de los indicadores ms importantes del grado de respuesta de una

cuenca a una tormenta es la pendiente del cauce principal. Dado que est

pendiente vara a lo largo del cauce, es necesario definir una pendiente media;

para ello existen varios mtodos, de los cuales se mencionan tres:

Pendiente del cauce principal.

a) La pendiente media es igual al desnivel entre los extremos de la corriente

dividido entre su longitud medida en planta (vase figura 9).

Figura 9 Pendiente del cauce principal

15

b) La pendiente media es la de una lnea recta que, apoyndose en el extremo

de aguas abajo de la corriente, hace que se tengan reas iguales entre el

perfil del cauce y arriba y abajo de dicha lnea (vase figura 10).

Figura 10Pendiente del cauce principal

c) Taylor y Schwarz proponen calcular la pendiente media como la de un

canal de seccin transversal uniforme que tenga la misma longitud y tiempo

de recorrido que la corriente en cuestin.

=

Donde:

: Densidad de drenaje

: Longitud total de las corrientes

: rea de la cuenca

1.3.3. Clasificacin de corrientes

Las corrientes se clasifican de varias maneras, pero las ms interesantes en

la ingeniera hidrolgica son tal vez las siguientes:

16

A) Por el tiempo en que transportan agua. Segn esta clasificacin las corrientes

pueden ser perennes, intermitentes o efmeras

a) En una corriente perenne el punto ms bajo del cauce se encuentra

siempre abajo del nivel de aguas freticas. Estas corrientes transportan

agua durante todo el ao y siempre estn alimentadas, totalmente o en

parte, por el agua subterrnea, es decir, son efluentes.

b) Una corriente intermitente transporta agua durante la poca de lluvias de

cada ao, cuando el nivel fretico asciende hasta quedar por encima del

punto). En poca de secas el nivel fretico queda por abajo de dicho punto

y la corriente no transporta agua, salvo cuando. Se presenta alguna

tormenta.

c) En el caso de las corrientes efmeras o influentes el nivel fretico est

siempre abajo del punto y transportan agua inmediatamente despus de

una tormenta, y, en este caso, alimentan a los almacenamientos de agua

subterrnea.

Figura 11 Clasificacin de corrientes (por el tiempo en que transportan agua)

B) Por su posicin topogrfica o edad geolgica. De acuerdo con esta clasificacin

los ros pueden ser de montaa o juveniles, de transicin o maduros, o bien de

planicie o viejos.

17

Figura 12 Clasificacin de corrientes (por su posicin topogrfica o edad

geolgica)

(Mijares, 1992)

1.4. Tipos de cuencas hidrogrficas.

En su acepcin ms simple, se conoce como cuenca hidrogrfica es un rea

drenada por un rio. La cuenca es una unidad natural hidrolgica y geofsica, con

lmites definidos que facilitan la planificaci6n y el aprovechamiento de sus

recursos. Los lmites de la cuenca dependen de su topografa y estn

determinados por la lnea divisoria de aguas. En la cuenca es posible efectuar un

balance del ciclo hidrolgico, cuantificando con mayor precisin el agua disponible.

Asimismo, las cuencas hidrogrficas facilitan la percepcin del efecto negativo de

las acciones del hombre sobre su entorno, evidencindolas en la contaminacin y

en la calidad del agua evacuada por la cuenca, quedando claro, por cierto, que el

agua es el recurso integrador y el product0 resultante de la cuenca.

Una cuenca y una cuenca hidrolgica se diferencian en que la cuenca se

refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca

hidrolgica incluye las aguas subterrneas (acuferos).

18

1.4.1 Clasificacin de las cuencas.

A. Son arreicas cuando no logran drenar a un ro mar o lago, sus aguas se

pierden por evaporacin o infiltracin sin llegar a formar escurrimiento

subterrneo.

B. Son criptorreicas cuando sus redes de drenaje superficial no tienen un

sistema organizado o aparente y corren como ros subterrneos (caso de

zonas crsticas).Cuencas cuyas corrientes de agua son subterrneas,

alimentadas por la infiltracin casi inmediata de la lluvia a travs de suelos

porosos.

C. Son endorreicas cuando sus aguas drenan a un embalse o lago sin llegar al

mar.

D. Son exorreicas cuando las vertientes conducen las aguas a un sistema

mayor de drenaje como un gran ro o mar

Figura 13 Cuenca exorreica.

19

Figura 14 Cuenca endorreica.

Figura 15 Cuenca arreica.

20

Figura 16 Cuencas criptorreicas

(CEPES, 2003)

(CATIE, 2001)

21

CONCLUSIN

En conclusin, la cuenca hidrolgica es un tema fundamental para la

formacin integral del ingeniero civil, aunque de una manera particular en nuestra

regin no vemos de manera fsica los fenmenos que integran un cuenca ya que

no tenemos lagos, ni ros y tampoco tenemos manera de estudiar los medios

acuferos subterrneos. A pesar de estas limitaciones es muy importante conocer

del tema debido a la actualizacin que nuestro rubro requiere y estar al tanto de

cmo se realizan estos proyectos en el mundo.

Ha sido de gran utilidad conocer la cuenca y sus diversas caractersticas

para tener una buena administracin de los recursos ya que sin duda alguna

somos parte del ciclo hidrolgico, es por ello que debemos ofrecer a la sociedad

una buena calidad de vida y que exista una armona entre las flora y la fauna que

tenga a su alrededor ya que son una parte primordial para la existencia de los

seres humanos.

Las cuencas han ayudado al desarrollo de los seres humanos ya que de ah

podemos extraer recursos, que nos ayudan al crecimiento econmico, social,

cultural entre otras cosas. Por ello es muy importante que tengamos cuidado de

cmo utilizar los recursos que nos ofrece y aprender a cuidar de ellos.

22

BIBLIOGRAFA

AGUSTN FELIPE BREA PUYOL, M. A. (2006). Principios y Fundamentos de la

Hidrologa Superficial. En M. A. AGUSTN FELIPE BREA PUYOL,

Principios y fundamentos de la hidrologia superficial. (pgs. 24-46). Tlalpan,

D.F. Mxico.

CATIE. (7 de Noviembre de 2001). Obtenido de CATIE:

http://biblioteca.catie.ac.cr/cursocuencas/documentos/Manual_de_Manejo_

de_Cuencas_Vision_Mundial_mod.pdf

CEPES. (27 de OCTUBRE de 2003). Obtenido de CEPES:

http://www.cepes.org.pe/pdf/OCR/Partidos/metodologia_planes_maestros/

metodologia_planes_maestros1.pdf

Mijares, F. J. (1992). Fundamentos de Hidrologia de Superficie. MXICO, D.F.:

LIMUSA.

Universitaria Politcnica. (2014). ambientum. Obtenido de ambientum:

http://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/aguas/El_ciclo_hi

drologico.asp