Analisis morfometrico de una cuenca (2)

"Año de la consolidación del Mar

de Grau"

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

ASIGNACION:

MANEJO DE CUENCAS

DOCENTE:

Ing. Davkar RIVERA VERAMENDI

ALUMNOS:

FLORES CABANILLAS, Guisela Victoria.

FLORES CABANILLAS, Mariela Ingrid.

LOPEZ HUACHHUA, Zuly.

SEMESTRE: VII

OXAPAMPA-2016

“MÉTODO DE ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE LA

RED DE DRENAJE DE CUENCAS”

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN


ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL - OXAPAMPA

2

ÍNDICE

INTRODUCCION .................................................................................................4

1. ANÁLISIS MORFOMÉTRICOS DE RED DE DRENAJE DE UNA

CUENCA.................................................................................................................5

1.1. MORFOMETRIA ................................................................................................... 5

1.2. MORFOMETRÍA DE CUENCAS ............................................................................. 5

1.3. ANTECEDENTES HISTÓRICOS .............................................................................. 5

1.4. ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DESCRIPTIVO DE UNA CUENCA ............................... 6

1.4.1. Aspectos Generales ..................................................................................... 6

A. Los Mapas de pequeña escala ............................................................................ 7

B. Las Características de la Cuenca: ........................................................................ 8

1.4.2. Hidrología Y Fisiografía................................................................................ 8

La Fisiografía de la cuenca: ................................................................................. 8

2. PARÁMETROS GENERALES ......................................................................................... 9

2.1. Área De La Cuenca (A) .............................................................................................. 9

2.1.1. Cálculo Del Área De Una Cuenca ...................................................................... 9

2.2. Longitud del Cauce de la Cuenca (L), Perímetro (P) y Ancho (W) .......................... 13

2.2.1. Calculo del perímetro de una cuenca ............................................................. 14

2.3. Desnivel Altitudinal (Da) ........................................................................................ 15

3. PARÁMETROS DE FORMA.........................................................................16

3.1. Factor de forma ...................................................................................................... 17

3.2. Coeficiente de Gravelius (Cg) ................................................................................ 18

3.3. Razón de elongación .............................................................................................. 19

3.4. El factor de circularidad de Miller (Rc) (MILLER, 1953) ......................................... 19

3.5. Rectángulo equivalente ......................................................................................... 19

4. PARÁMETROS DE RELIEVE .....................................................................19

4.1. Pendiente media del cauce (j)................................................................................ 20

4.2 Pendiente media o promedio de la cuenca (J) ........................................................ 20

4.3 Curva hipsométrica ................................................................................................. 20

4.4 Histograma de frecuencias altimétricas ................................................................. 22

4.5 Altura media (H) ...................................................................................................... 23

5. RED DE DRENAJE .........................................................................................23

5.1. Características de una Red de Drenaje .................................................................. 24




3

5.1. 1. Orden de Corrientes ....................................................................................... 24

5.1.2. Relación de Bifurcación: .................................................................................. 25

5.1.3. Longitud de los Tributarios ............................................................................. 26

5.1.4. Densidad de Corriente ................................................................................... 26

1.5.5. Densidad de Drenaje. ...................................................................................... 27

1.5.6. Sinuosidad de las corrientes de agua .............................................................. 28

FUENTE DE INFORMACION ..........................................................................30

Fuente Electrónica ........................................................................................................ 30

Lista De Figura

Figura N° 0 1 Longitud Y Perímetro De La Cuenca ....................................................... 13

Figura N° 0 2 Curva hipsometrica del rio Segura. ........................................................... 21

Figura N° 0 3 Cambio de forma de la curva hipsométrica con la edad del río ................ 22

Figura N° 0 4 Ejemplo de histograma de frecuencias acumuladas .................................. 22

Figura N° 0 5 Clasificación De Las Corrientes De Agua ................................................ 25

Lista de tablas

Tabla 1 Forma de la cuenca en función al factor de la forma .......................................... 17

Tabla 2 Índice de Gravelius para la evaluación de la forma ............................................ 18

Tabla 3valores interpretativos de la densidad de drenaje ............................................... 28




4

INTRODUCCION

En parámetros generales, se recogen los aspectos más básicos de una cuenca

hidrográfica; éstos, constituyen la información mínima que debemos conocer para

formarnos una primera idea de la naturaleza y comportamiento de una cuenca.

Los parámetros de relieve son de gran importancia debido a que el relieve de una

cuenca tiene más influencia sobre la respuesta hidrológica, los parámetros de

relieve son: pendiente media del cauce (J), pendiente media de la cuenca (j), curva

hipsométrica, histograma de frecuencias altimétricas y altura media (H).




5

1. ANÁLISIS MORFOMÉTRICOS DE RED DE DRENAJE DE UNA

CUENCA

1.1. MORFOMETRIA

Conjunto de técnicas, procedimientos y métodos, utilizados para determinar

atributos configuracionales del relieve y, en base a ellos, conocer el sistema de

relaciones espaciales que caracterizan a las formas del terreno1

Se toman tres aspectos principales: profundidad de disección, pendientes,

densidad de drenaje. Se parte del concepto que morfometría es la

cuantificación de las formas del relieve y análisis de los elementos del relieve a

partir de diversos índices numéricos2.

1.2. MORFOMETRÍA DE CUENCAS3

Es el estudio cualitativo de las características físicas de una cuenca

hidrográfica, y se utiliza para analizar la red de drenaje, la pendiente y la

forma de una cuenca a partir del cálculo de valores numéricos.

Importancia: la morfometría de cuencas es útil ya que permite el

estudio de la semejanza de los flujos de diferente tamaño con el

propósito de aplicar los resultados de los modelos elaborados en

pequeñas escala a prototipos de gran escala.

Objetivo: están orientados o dirigidos a inferir posibles picos de

crecidas o avenidas en el caso de tormentas, cuyas repercusiones de tipo

socioeconómico motivan especial atención tanto a la hora de utilizar y/

ocupar el territorio, como en el momento de definir medidas de tipo

estructural para el control de crecidas excepcionales.

1.3. ANTECEDENTES HISTÓRICOS4

El estudio de Las características morfométricos de una cuenca, fue iniciado

originalmente por el padre de la hidrología: Robert Ermer Horton, a través de sus dos

artículos de referencia internacional “drainage basin characteristics ” (1932) y

“Erosional development of streams and their drainage basins: hydrophysical approach to

quantitative morphology” del año 1945. Los estudios morfométricos fueron

transformados de diferentes análisis puramente cualitativos y deductivos, a estudios

1 (anonimo s.f.)

2 (Revista Geográfica de América Central Nª30 1994)

3 (Delgadillo A y Moreno A s.f.)

4 (Delgadillo A y Moreno A s.f.)




6

científicos, cuantitativos y rigurosos capaces de suministrar datos hidrológicos fáciles de

estimar.

En el año 1950, Arthur Newell Strahler, modifico y mejoro el sistema para análisis de

der de drenaje propuesto originalmente por Horton (1945), donde se clasifican los

órdenes de los causes de acuerdo a su jerarquía y a la potencia de sus efluente;

convirtiéndose a su vez en un tema de estudio obligado para los cursos de hidrología

básica y geomorfología fluvial donde aborde el estudio de la morfometría de cuencas.

De esta manera Horton y Strahler, se convirtieron en dos de los grandes

investigadores de la morfometría de cuencas, a pesar de la gran cantidad de autores que

han escrito sobre el tema.

1.4.ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DESCRIPTIVO DE UNA CUENCA

El comportamiento del caudal y el de las crecidas, puede verse modificado

por una serie de propiedades morfométricos de las cuencas, como son el

tamaño, la forma y la pendiente, que resultan muy importantes en la respuesta

del caudal recibido y que pueden operar tanto para atenuar como para

intensificar las crecidas. La mayor parte de estas propiedades actúan

incrementando el volumen del flujo y la velocidad de su movimiento.

Sobre la base de las características morfométricas de las cuencas, se han

obtenido fórmulas para obtener caudales máximos atendiendo a que esas

propiedades afectan a la respuesta de caudal según la superficie de la cuenca.

Existe una gran variedad de estudios è índices morfométricos, fruto del interés

que se mostró por los mismos a mediados de siglo XX en Estados Unidos y en

los años 80 e incluso más recientemente en nuestro entorno 5

1.4.1. Aspectos Generales

La geometría de la cuenca es el resultado de un proceso dinámico de

tectonismo, erosión, sedimentación y flujo de energía y materia en el

5 Jones, 1997.




7

tiempo. Las principales fuentes de energía son los elementos

meteorológicos

Ejemplo:

Precipitación

Viento

Geológicos

Tectonismo

Vulcanismo

Las características morfométricas (Ejemplo: Áreas, Longitudes,

Elevaciones, Direcciones) de la cuenca son normalmente

determinadas utilizando mapas topográficos o fotografías aéreas e

instrumentos tale como: curvímetros, reglas, cuadriculas o mesas

digitalizadoras.

En mapas topográficos a escala 1:50000 las curvas de nivel están

delineadas cada 20 m. con curvas auxiliares cada 10m. En tanto que

en un mapa 1:20000 las curvas corresponden a intervalos de 100m.

Las elevaciones en puntos específicos pueden ser determinadas

haciendo uso de interpolación lineal entre curvas de nivel. Las

direcciones deben ser medidas hasta el grado más cercano mediante la

determinación de la tangente del ángulo con el norte verdadero y

convirtiéndolo a azimut con la ayuda de tablas trigonométricas o

calculadoras.

A. Los Mapas de pequeña escala

(ejem.1:200000) no permiten la delimitación o ubicación de elementos

fisiográficos en forma exacta por cuanto mayores errores son de

esperarse mediciones realizadas en dichos mapas. En general la

precisión dependerá del objeto del estudio.




8

Por ejemplo: Un estudio hallado a nivel de microcuenca requerirá de

mayor precisión que un estudio de conocimiento. Otro aspecto

importante es la extensión de la cuenca, si la cuenca es grande (Ej.

Una cuenca principal a nivel nacional) la presicion relativa requerida

será menor si es pequeña (ej. Una microcuenca municipal). Mapas a

escalas relativamente pequeñas (ej. 1:100000 o menor) tendrán menor

grado de detalle por cuanto la presicion lograda será menor.

B. Las Características de la Cuenca:

Pueden medirse directamente o estimarse mediante el uso de una

cuadricula. Cuando se utilice una cuadricula en el muestreo su tamaño

pude evaluarse cuidadosamente, de tal forma que al menos 50 puntos

u observaciones de la característica en estudio estén en la cuenca.

Cuando esta técnica se utilice para estimar la elevación media de la

cuenca, la magnitud del error dependerá del número de medidas de la

cuadricula (su densidad), del número de celdas que se encuentren

dentro de los límites de la cuenca de la escala del mapa.6

1.4.2. Hidrología Y Fisiografía

La Fisiografía de la cuenca:

Está caracterizada por aspectos tales como pendiente, elevación,

orientación, relieve, forma y geometría del cauce. Cada una de dichas

características puede delimitarse o cuantificarse a través de varios

parámetros y expresiones.

La pendiente puede ser descrita en términos de su longitud, grado,

aspectos y rugosidad. Dichas características afectan la insolación, la

temperatura, la formación y captación de precipitación, el crecimiento de

la vegetación y el desarrollo del suelo.

6 Smart. J.s 1968




9

2. PARÁMETROS GENERALES

2.1. Área De La Cuenca (A)7

El área de la cuenca está dada por la proyección horizontal de la

superficie enmarcada por el perímetro de la cuenca, el cual a su vez esta

dado por la divisoria topográfica de las aguas. Los límites de la cuenca

están definidos por una línea irregular que delimita el perimetro de la

cuenca y que es perpendicular a las curvas de nivel que atraviesa.

Esta línea se traza normalmente mediante fotointerpretación de fotografía

aéreas en las que se aprecia el relieve (y por lo tanto las divisorias de

aguas) o sobre un mapa topográfico en función las curvas de nivel

representadas. Probablemente sea el factor más importante en la relación

escorrentía-característica morfológica.

Para su cálculo se puede usar papel milimetrado o un planímetro, pero

también es posible determinarla por medio de herramientas informáticas,

para lo que es necesario disponer de una base cartográfica digital y de un

SIG (ArcView, ArcGIS, etc.) o un programa de dibujo asistido por

ordenador (ACAD, etc.).

2.1.1. Cálculo Del Área De Una Cuenca8

Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el cálculo del

área de la cuenca no se puede realizar por formulas geométricas.

Sin embargo, existen los siguientes métodos para su cálculo:

2.1.1.1. Uso de la balanza analítica

El proceso para el cálculo es como sigue:

1) Dibujar la cuenca sobre una cartulina que tenga una

densidad uniforme, cuya área a calcular es .

7 FALLAS J., VALVERDE C. (2012)

8 VILLÓN M. (2002). Hidrología




10

2) Dibujar con la misma escala, una figura geométrica

conocida (cuadrado, rectángulo, etc) cuya área que se

puede calcular geométricamente, es .

3) Recortar y pesar por separado las figuras.

Obteniendo el peso de la cuenca, y peso de la

figura.

4) Aplicar la regla de tres:

De donde, se tiene:

Dónde:

= área de la cuenca a calcular.

=área de la figura calculada geométricamente.

=peso de la cuenca.

=peso de la figura.

2.1.1.2. Uso del planímetro




11

El planímetro es un instrumento integrador, por medio del

cual, se puede determinar el área de la figura de forma

irregular. Para esto, basta con recorrer el perímetro de

dicha figura, mediante una lupa de que está dotado el

planímetro; el movimiento de la lupa es transmitido a un

tambor graduado, siendo el área de la figura proporcional

al número de revoluciones del tambor, expresadas en

unidades de vernier.

Imagen 1 planímetro

Fuente: VILLÓN M. (2002). Hidrología

1) Colocar el trazador, en un punto cualquiera del

perímetro de la figura a calcular su área.

2) Leer en el cuerpo del planímetro, las unidades de

vernier iniciales .

3) Desplazar el trazador por el perímetro de la figura,

siguiendo el sentido horario, hasta llegar al punto de

inicio.

4) Leer en el cuerpo del planímetro las unidades de

vernier finales .

5) Calcular las unidades de vernier, correspondiente al

área a calcular .




12

6) Repetir el proceso varias veces, y calcular para cada

una de ellas las unidades de vernier ( ),

verificar que estos tres valores sean parecidos; si uno

de los valores de las unidades de vernier, es muy

diferente a los otros, se puede descartar. Si todos

fueran diferentes, el planímetro puede estar

descalibrado.

7) Calcular las unidades de vernier que corresponde

a la cuenca.

8) Dibujar una figura conocida (por ejemplo un

rectángulo), calcular sus unidades de vernier ,

siguiendo el proceso indicado, y por procedimiento

geométrico calcular su área .

9) Aplicar la regla de tres.

Luego:

Dónde:

= área de la cuenca a calcular.

=área de la figura calculada geométricamente.

=unidades de vernier de la cuenca.




13

2.2. Longitud del Cauce de la Cuenca (L), Perímetro (P) y Ancho (W)9

La longitud, L, de la cuenca puede estar 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.

Al igual que la superficie, este parámetro influye enormemente en la

generación de escorrentía y por ello es determinante para el cálculo de la

mayoría de los índices morfométricos.

El perímetro de la cuenca o la longitud de la línea de divorcio de la

cuenca es un parámetro importante, pues en conexión con el área nos

puede decir algo sobre la forma de la cuenca.

Figura N° 0 1 Longitud Y Perímetro De La Cuenca

Fuente: elaboración propia

Finalmente, el ancho se define como la relación entre el área (A) y la

longitud de la cuenca (L); se designa por la letra W de forma que:

Dónde:

A: superficie de la cuenca en .

L: longitud de la cuenca en Km

9 ANAYA O. (2012). Caracterización morfométrica de la cuenca hidrográfica Chinchao, Distrito de

Chinchao, Provincia de Huánuco, Región Huánuco.




14

2.2.1. Calculo del perímetro de una cuenca10

Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el cálculo del

perímetro de la cuenca no se puede realizar por formulas

geométricas. Sin embargo existen los siguientes métodos para su

cálculo.

2.2.1.1. Uso de hilo a pabilo

El proceso de cálculo, es como sigue:

1) Con un hilo se bordea el perímetro de la cuenca, y se

obtiene (longitud de la cuenca medida en una

regla), el cual corresponde al perímetro de la cuenca

.

2) Con la misma escala que esta dibujada la cuenca, se

dibuja una línea de dimensiones conocidas y se

obtiene su longitud (medida con la regla), el cual

tiene un perímetro .

3) Aplicando la regla de tres

Luego:

Dónde:

: Perímetro de la cuenca a calcular.

: Perímetro de la línea conocida

: Longitud de la cuenca medida con un mecate.

10

VILLÓN M. (2002). Hidrología.




15

: Longitud de la línea medida con el hilo.

2.2.1.2. Uso de curvímetro

El curvímetro es un instrumento que consta de una rueda

móvil, y que permite medir longitudes de forma muy

irregular, como son perímetro de la cuenca, longitudes del

cauce del rio, sus tributarios, y longitud de las curvas de

nivel.

El uso del curvímetro para el cálculo del perímetro es muy

similar al del hilo, en vez de bordear el perímetro con el

hilo, lo hacemos con el curvímetro, la ecuación para su

cálculo es:

Dónde:

: Perímetro de la cuenca a calcular.

: Perímetro de la línea conocida.

: Longitud del perímetro de la cuenca medida con el

curvímetro.

: Longitud de la línea medida con el curvímetro.

2.3. Desnivel Altitudinal (Da)11

Es el valor de la diferencia entre la cota más alta de la cuenca y la más

baja (DA=HM-Hm). Se relaciona con la variabilidad climática y

ecológica puesto que una cuenca con mayor cantidad de pisos

altitudinales puede albergar más ecosistemas al presentarse variaciones

importantes en su precipitación y temperatura.

11

IBÁÑEZ S. et al. (2010). Morfología de las cuencas hidrográficas.




16

Dónde:

=Cota más alta

=Cota más baja

3. PARÁMETROS DE FORMA12

La forma de una cuenca es determinante de su comportamiento hidrológico

(cuencas con la misma área pero de diferentes formas presentan diferentes

respuestas hidrológicas – hidrogramas diferentes por tanto- ante una lámina

precipitada de igual magnitud y desarrollo), de ahí que algunos parámetros

traten de cuantificar las características morfológicas por medio de índices o

coeficientes.

La forma de la cuenca es una variable relacionada con los procesos de

escorrentía superficial, tiempo de concentración y con el movimiento del agua

en la cuenca. En general las cuencas con una forma redondeada presentan un

mayor riesgo de inundaciones ya que todos los puntos de la cuenca son

equidistantes y por lo tanto el agua producida por un aguacero llega al cauce

principal en forma simultánea. En cuenca alargada en tiempo de concentración

varia para los diferentes segmentos de la cuenca y por lo tanto las aguas puede

fluir hacia el cauce principal sin superar su capacidad de almacenamiento y

transporte.

Para determinar la influencia de la forma de la cuenca sobre la captación,

movilización y concentración de agua existen varios parámetros, de entre los

cuales tenemos:

Los parámetros de forma principales son: Coeficiente de Gravelius y

Rectángulo equivalente y factor de forma.

12

http://www.unas.edu.pe/web/sites/default/files/web/archivos/actividades_academicas/caracteriza

cion%20morfometrica.pdf

http://www.unas.edu.pe/web/sites/default/files/web/archivos/actividades_academicas/CARACTERIZACION%20MORFOMETRICA.pdf





17

3.1. Factor de forma

Expresa la relación entre el ancho promedio de la cuenca (W) y la

longitud (L)

Tabla 1 Forma de la cuenca en función al factor de la forma

Factor de forma Forma de la cuenca

F>1 Redondeada

F <1 alargada

Fuente: http://www.boletinage.com/articulos/38/17%20IBISATE%20311-329.pdf

También puede utilizarse la siguiente formula

Gravelius propuso la siguiente modificación

Cuando el valor de Ff es aproximadamente a 1, la forma de la cuenca es

redondeada y por lo tanto existe un alto riesgo de inundaciones y erosión

por escorrentía superficial.

La forma de la cuenca ha sido comparada con diferentes formas ideales,

algunas con más éxito que otras. El índice de compacidad de Gravelius

compara la longitud del perímetro con la circunferencia de un círculo con

igual superficie que la cuenca. La razón de elongación compara la longitud

del eje mayor de la cuenca con el diámetro de un círculo de igual área,

Ff = El ancho de la cuenca

Longitud de la cuenca

Ff = Area de la cuenca

(Long. De la cuenca)2

Ff= Ancho de la cuenca

Longitud del cauce principal

http://www.boletinage.com/articulos/38/17%20IBISATE%20311-329.pdf




18

mientras que el factor de forma de HORTON compara el área de la cuenca

con la de un cuadrado con los lados iguales al eje mayor de la cuenca.

El índice de compacidad de una cuenca o índice de Gravelius (Ic) nos

señala la mayor o menor compacidad de la cuenca a través de la relación

entre el perímetro de la cuenca y la circunferencia del círculo que tenga la

misma superficie que la cuenca:

3.2. Coeficiente de Gravelius (Cg) 13

También conocido por el nombre de Coeficiente de Compacidad, este

coeficiente relaciona el perímetro de la cuenca con el perímetro de una

cuenca teórica circular de igual área; estima por tanto la relación entre el

ancho promedio del área de captación y la longitud de la cuenca (longitud

que abarca desde la salida hasta el punto topográficamente más alejado de

ésta).

Donde,

Cuando más cercano está el valor de Kc de 1 menor será el tiempo de

concentración para la cuenca y mayor será el riesgo de inundaciones

Existen tres categorías para la clasificación según el valor de este parámetro,

ver cuadro 2.

Tabla 2 Índice de Gravelius para la evaluación de la forma

Clase Rango Descripción

K1 1 a 1,25 Forma casi redonda a oval – redonda

K1 1,25 a 1,5 Forma oval – redonda a oval – alargada

K1 1,5 a 1,75 Forma oval – alargada a alargada

13

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/10782/Morfologia%20cuenca.pdf?sequence=1

Cg = Coeficiente de Graveluis

P= Perimetro de la cuenca, en Km

A= Superficie de la cuenca, en Km2

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/10782/Morfolog%C3%ADa%20de%20una%20cuenca.pdf?sequence=1




19

Fuente: http://www.boletinage.com/articulos/38/17%20IBISATE%20311-329.pdf

3.3. Razón de elongación

Es la relación entre el diámetro de un círculo con igual área que la de la

cuenca y la longitud máxima de la misma. La fórmula propuesta por

SCHUMM (1956) es la siguiente:

3.4. El factor de circularidad de Miller (Rc) (MILLER, 1953)

Donde se pone en relación el área de la cuenca y el área de un círculo de

igual perímetro:

3.5. Rectángulo equivalente

Supone la transformación geométrica de la cuenca real en una superficie

rectangular de lados L y l del mismo perímetro de tal forma que las curvas

de nivel se convierten en rectas paralelas a los lados menores del

rectángulo (l). Esta cuenca teórica tendrá el mismo Coeficiente de

Gravelius y la misma distribución actitudinal de la cuenca original.

4. PARÁMETROS DE RELIEVE 14

Son de gran importancia puesto que el relieve de una cuenca tiene más

influencia sobre la respuesta hidrológica que su forma; con carácter general

podemos decir que a mayor relieve o pendiente la generación de escorrentía se

produce en lapsos de tiempo menores.

14

Ibáñez Asensio, Sara





20

Los parámetros de relieve principales son: pendiente media del cauce (J),

pendiente media de la cuenca (j), curva hipsométrica, histograma de

frecuencias altimétricas y altura media (H).

4.1. Pendiente media del cauce (j)

Es la relación existente entre el desnivel altitudinal del cauce y su longitud.

Donde:

h, DA: desnivel altitudinal ( km)

L, L: longitud del cauce en km.

4.2 Pendiente media o promedio de la cuenca (J)

Se calcula como media ponderada de las pendientes de todas las

superficies elementales de la cuenca en las que la línea de máxima

pendiente se mantiene constante; es un índice de la velocidad media de la

escorrentía y, por lo tanto, de su poder de arrastre o poder erosivo.

∑

Donde,

J= pendiente media de la cuenca.

Li= Longitud de cada una de las curvas de nivel (km)

E= Equidistancia de las curvas de nivel (km)

A= superficie de la cuenca (km2)

4.3 Curva hipsométrica15

La curva hipsométrica representa el área drenada variando con la altura de

la superficie de la cuenca. Se construye llevando al eje de las abscisas los

valores de la superficie drenada proyectada en km2 o en porcentaje,

obtenida hasta un determinado nivel, el cual se lleva al eje de las

15

Moreno Ramón, Héctor




21

ordenadas, generalmente en metros. Normalmente se puede decir que los

dos extremos de la curva tienen variaciones abruptas ver figura).

Figura N° 0 2 Curva hipsometrica del rio Segura.

Fuente:https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/10782/Morfolog%C3%ADa%20de

%20una%20cuenca.pdf?sequence=1

La función hipsométrica es una forma conveniente y objetiva de describir

la relación entre la propiedad altimétrica de la cuenca en un plano y su

elevación. Es posible convertir la curva hipsométrica en función

adimensional usando en lugar de valores totales en los ejes, valores

relativos: dividiendo la altura y el área por sus respectivos valores

máximos. El gráfico adimensional es muy útil en hidrología para el estudio

de similitud entre dos cuencas, cuando ellas presentan variaciones de la

precipitación y de la evaporación con la altura. Las curvas hipsométricas

también han sido asociadas con las edades de los ríos de las respectivas

cuencas:




22

Figura N° 0 3 Cambio de forma de la curva hipsométrica con la edad del río



4.4 Histograma de frecuencias altimétricas16

Es la representación de la superficie, en km2 o en porcentaje, comprendida

entre dos cotas, siendo la marca de clase el promedio de las alturas. La

representación de varios niveles da lugar al histograma, que puede ser

obtenido de los mismos datos de la curva hipsométrica. Realmente la curva

hipsométrica y el histograma contienen la misma información pero con

una representación diferente, dando una idea probabilística de la variación

de la altura en la cuenca

Figura N° 0 4 Ejemplo de histograma de frecuencias acumuladas



16

Gisbert Blanquer, Juan




23

4.5 Altura media (H)

La altura media, H, es la elevación promedia referida al nivel de la

estación de aforo de la boca de la cuenca.

La variación altitudinal de una cuenca hidrográfica incide directamente

sobre su distribución térmica y por lo tanto en la existencia de microclimas

y hábitats muy característicos de acuerdo a las condiciones locales

reinantes.

Constituye un criterio de la variación territorial del escurrimiento

resultante de una región, el cual, da una base para caracterizar zonas

climatológicas y ecológicas de ella.

Donde:

V: volumen comprendido entre la curva y los ejes (m3).

S: superficie de la cuenca de la cuenca

Este valor puede ser calculado usando la curva hipsométrica o el

histograma de frecuencias altimétricas. La estimación por una media

aritmética ponderada en el caso del histograma, o de la curva hipsométrica

calculando el área bajo la curva y dividiéndola por el área total

5. RED DE DRENAJE

La red de drenaje de una cuenca se refiere a las trayectorias o al arreglo que

guardan entre sí, los cauces de las corrientes naturales dentro de ella. Es otro

característica importante en el estudio de una cuenca ya que manifiesta la

eficiencia del sistema de drenaje en el escurrimiento resultante, es decir la

rapidez con la que desaloja la cantidad de agua que recibe. La forma de drenaje

proporciona también indicios de las condiciones del suelo y de la superficie de

la cuenca.

Las características de drenaje pueden describirse principalmente de acuerdo

con:




24

5.1. Características de una Red de Drenaje

5.1. 1. Orden de Corrientes

Todas las corrientes pueden dividirse en tres clases generales,

dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual está relacionado con

las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca

Corriente efímera: es aquella que solo lleva agua cuando

llueve e inmediatamente después.

Corriente intermitente: lleva agua la mayor parte del tiempo

pero principalmente en la época de lluvia, su aporte cesa

cuando el nivel freático desciende por debajo del fondo del

cauce.

Corriente perenne: corriente de agua todo el tiempo ya que

sale en época de sequía es abastecida continuamente ya que el

nivel freático permanece por arriba del fondo del cauce

El orden de las corrientes es una clasificación que proporciona el

grado de bifurcación dentro de la cuenca. Para hacer esta

clasificación se requiere de un plano de la cuenca que incluye tanto

corrientes perennes como intermitentes, el procedimiento más

común para esta clasificación es considerar como corrientes de

orden a:

corrientes de primer orden: pequeños canales que no tienen

tributario

Corrientes de segundo orden: dos corrientes de primer orden

se unen

Corrientes de tercer orden: dos corrientes de segundo orden

de unen




25

Corrientes de orden n+1 : dos corrientes de orden n se unen

Entre más alto es el orden de la cuenca, indica un drenaje más

eficiente que desalojará rápidamente el agua.

Figura N° 0 5 Clasificación De Las Corrientes De Agua

Fuente: elaboración propia

5.1.2. Relación de Bifurcación:

Horton (1945) sugirió la jerarquización de causes de acuerdo al número de

orden de un rio, como una medida de ramificación del cauce principal en

una cuenca hidrográfica, este sistema propuesto fue modificado por

Strahler en el año 1964. A partir de dicha jerarquización de los causes se

puede obtener el valor de la relación o razón de bifurcación expresada

por:

Es la relación entre el número de corrientes de cualquier orden u

(Nu) y el número de corrientes en el siguiente orden superior u+1

(Nu+1)-

Entonces Un= Numero de orden de cada cauce

El valor mínimo teóricamente posible para Rb es 2.0. Aunque en la




26

Realidad el valor promedio es del orden de 3.5.

5.1.3. Longitud de los Tributarios

Es una indicación de las pendientes de la cuenca así como el grado

de drenaje. Las áreas escarpadas y bien drenadas usualmente tiene

numerosas tributarias pequeños, mientras que en regiones planas,

donde los suelos son profundos y permeables, se tiene tributarios

largos que generalmente son corrientes perennes.

La longitud de los tributarios se incrementa como una función de un

orden. Este arreglo es también, aproximadamente una ley de

progresión geométrica. La relación no es válida para corrientes

individuales.

La medición de las corrientes se realizara dividiendo las corrientes

en una serie de segmentos lineales, trazados lo más próximo posible

a las trayectorias de los causes de las corrientes.

5.1.4. Densidad de Corriente

Es uno de los parámetros más importantes dentro de los estudios

morfométricos que es la relación entre el aumento de corriente y el

área drenada es decir:

DC = NC /A

Donde

DC densidad de corriente

NC numero de corrientes perennes e intermitentes

A área total de la cuenca en km2

Para determinar el número de corrientes, solo se considera las

corrientes perennes e intermitentes. La corriente principal se cuenta




27

como una desde sus nacientes hasta su desembocadura. Después se

tendrá todos los tributarios de orden inferior desde sus nacientes

hasta la unión con la corriente principal, y así sucesivamente hasta

llegar a los tributarios de orden uno.

Esta relación entre el número de corrientes y el área drenada no

proporciona una medida real de la eficiencia de drenaje, pues puede

suceder, que se tenga dos cuencas con la misma densidad de

corrientes y estén drenadas en muy diferentes formas dependiendo

de sus longitudes de su corriente.

1.5.5. Densidad de Drenaje.

Esta característica proporciona una información más real que la

anterior ya que se expresa como longitud de las corrientes, por

unidad de área es decir:

Dd = L /A

Dd = Densidad de drenaje

L = Longitud total de las corrientes perennes o intermitentes en km

A = área total de la cuenca en km2

La densidad de área de drenaje es un parámetro que indica la posible

naturaleza de los suelos que se encuentran en la cuenca también de

una idea sobre el grado de cobertura que existe en la cuenca. Valores

altos, representan zonas con poca cobertura vegetal, suelos

Fácilmente erosionable o impermeable. Por el contrario, valores

bajo, indican suelos duros pocos erosionables o muy permeable y

cobertura vegetal densa.

Los valores que permiten interpretar la densisdad de drenaje, cuando

se trabaja con mapas topográficos a escala 1:25.000 son:




28

Tabla 3valores interpretativos de la densidad de drenaje

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/adamoreno/HIDRO/MORFOMETR%CDA%20DE%20CUENCAS.pdf

Factores que condicionan la Densidad de Drenaje

Menor densidad de drenaje:

Materiales del terreno resistentes a la erosión, suelos muy

permeables.

Pendientes suaves.

Mayor densidad de drenaje:

Materiales erosionables.

Suelos impermeables.

Pendientes fuertes y escasa cobertura vegetal.

Finalmente hay que destacar que, en la medida que los parámetros

asociados al Sistema de Drenaje de la Cuenca Hidrográfica son de

mayor magnitud, es de esperarse que el Tiempo de Concentración

tienda a ser menor con la consiguiente mayor capacidad de

producción de caudal superficial por parte de la Cuenca.

1.5.6. Sinuosidad de las corrientes de agua17

Es la relación entre la longitud del río principal a lo largo de su

cauce y la longitud del valle medido en línea curva o recta.

17

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Densidad_e_intensidad_de_corriente_%28GIE%29





29

Un valor de S menor o igual a 1.25 indica baja sinuosidad. Entre más

Sinuosos las velocidades en el cauce son menores




30

FUENTE DE INFORMACION

Fuente Electrónica

Laplace 2012. Características de drenaje recuperado 24 de mayo

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Densidad_e_intensidad_de_corriente_%28GI

E%29

FALLAS J., VALVERDE C. (2012). Análisis morfométrico y fisiográfico de la

cuenca hidrográfica. Facultad de Ciencias Ambientales, de la Universidad

Nacional.

ANAYA O. (2012). Caracterización morfométrica de la cuenca hidrográfica

Chinchao, Distrito de Chinchao, Provincia de Huánuco, Región Huánuco.

Recuperado el 24 de mayo de 2015, de

http://www.unas.edu.pe/web/sites/default/files/web/archivos/actividades_academi

cas/CARACTERIZACION%20MORFOMETRICA%20DE%20LA%20CUENC

A%20HIDROGRAFICA%20CHINCHAO,%20DISTRITO%20DE%20CHINCH

AO,%20PROVINCIA%20DE%20HUANUCO,.pdf.

IBÁÑEZ S. et al. (2010). Morfología de las cuencas hidrográficas. Recuperado el

24 de mayo de 2015, de

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/10782/Morfolog%C3%ADa%20de

%20una%20cuenca.pdf?sequence=1.

UNAS (2012). Parámetros de la forma de una cuenca hidrográfica. Recuperado el

23 de mayo del 2015, de

http://www.unas.edu.pe/web/sites/default/files/web/archivos/actividades_academi

cas/caracterizacion%20morfometrica.pdf

BOLETINAGE (2010). Índice de Gravelius para la evaluación de la forma.

Recuperado el 23 de mayo del 2015, de


RIUNET (2011). Morfología, cuenca. Recuperado el 23 de mayo del 2015, de

https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/10782/Morfologia%20cuenca.pdf?se

quence=1

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Laplace:Acerca_de



http://www.unas.edu.pe/web/sites/default/files/web/archivos/actividades_academicas/CARACTERIZACION%20MORFOMETRICA%20DE%20LA%20CUENCA%20HIDROGRAFICA%20CHINCHAO,%20DISTRITO%20DE%20CHINCHAO,%20PROVINCIA%20DE%20HUANUCO,.pdf











Internet

Analisis morfometrico de una cuenca (2)