caracterización y red de drenaje de la subcuenca del...

Farfán, F.; L. Urbina; S. Ferreira y M. Brandan : Caracterización y Red de Drenaje de la Subcuenca del Río Tin-Tin, PN. Los Cardones, Salta

— Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo 2010. Página 7 —

Caracterización y Red de Drenaje de la Subcuenca del Río Tin-Tin, PN. Los Cardones, Salta

Farfán, Fabio; Luis Urbina; Silvia Ferreira y Marcelo Brandan

Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Naturales. Cátedra Manejo de Cuencas Hidrográficas. Avda. Bolivia 5150 (4400) Salta, Argentina. [email protected]

Characterization and Drainage Net of the Subbasin of the River Tin-Tin P.N. The Cardones, Salta

Abstract The National Park The Cardones (64.117 Ha), includes the subbasins of the rivers Amblayo and Tin-Tin and the basin endorreicas Cachipampa's Lagoon. The subbasin of the river Tin-Tin has formed lengthened in midday sense and is the biggest of the park. It doesn’t exist permanent courses of water, but copious summer rains produce torrents in the rivers Tonco, Tin-tin and in the stream The Cardonal. The objectives are to determine the morphologic characteristics and to establish how it intervenes in the hydrological processes. We have compiled and systematized secondary information about the biophysics conditions. After that, primary information was generated in cartographic form, using tools such as GIS and CAD. The information was completed working on the field in the zone of study. It was determined the Curve Hipsométrica of the subbasin, and also some factors related to the relief and to the hydrographic net.

Área 34.745 Ha Perimeter 114,47 Km. Gravelius's index 1,674 (Almost round to rectangular oblong) Relation of Form (Horton) 0,18 ( Squared with lateral way) Medium altitude 3019 m.l.s.a

Table 1. Morphologic parameters Subbasin of the river Tin Tin

It was possible to establish that the behavior of the subbasin is of torrential type in the rains epochs, and that in some sectors as The Churcal, the water course is permanent though minimum, in low water epochs. It is a mountainous subbasin of high altitudes and pronounced slopes. It presents diverse systems of drainage: dendrítico, parallel, subparallel and dicotómico. For the form almost round to rectangular oblong the subbasin presents a major time of concentration. Key Words: Hydrographic basin, parameters morfométricos, torrents, drainage net.



Resumen El Parque Nacional Los Cardones (64.117 ha), comprende las subcuencas del ríos Amblayo y Tin Tin y la cuenca endorreicas Laguna de Cachipampa. La subcuenca del río Tin-Tin tiene forma alargada en sentido meridiano y es la más grande del parque. No existen cursos de agua permanentes, pero con las lluvias copiosas del verano producen torrentes en los ríos Tonco, Tin-Tin y en el arroyo El Cardonal (Garrido y Sauad 1998). Los objetivos son determinar las características morfológicas y establecer cómo interviene en los procesos hidrológicos. Se recopilaron y sistematizó información secundaria sobre las condiciones biofísicas. Luego, se generó información primaria en forma cartográfica, utilizando herramientas SIG y CAD. Se completó la información con relevamiento a campo de la zona de estudio. Se determinó la Curva Hipsométrica de la subcuenca, como así también factores relacionados con el relieve y a la red hidrográfica.

Área 34.745 Ha Perímetro 114,47 Km Indice de Gravelius 1,674(casi redonda a rectangular oblonga) Relacion de Forma (Horton) 0,18 (cuadrada con salida lateral) Altitud mediana 3019 m.s.n.m

Tabla 2. Parámetros morfológicos Cuenca del río Tin Tin

Se pudo establecer que el comportamiento de la subcuenca es de tipo torrencial en las épocas de lluvias, y que en algunos sectores como El Churcal, el curso de agua es permanente aunque mínimo, en época de estiaje. Es una subcuenca montañosa de elevadas altitudes y pendientes pronunciadas. Presenta diversos sistemas de drenaje: dendrítico, paralelo, subparalelo y dicotómico. Por la forma oval oblonga, la subcuenca presenta mayor tiempo de concentración. Palabras clave: Cuenca hidrográfica; Parámetros morfométricos; Torrentes; Red de drenaje

Introducción

La Subcuenca del río Tin-Tin (Figura 1) se encuentra en el Parque Nacional

Los Cardones en el departamento de Cachi, a 120 Km. de la ciudad de Salta

Capital, y comprende las divisorias de aguas entre las cuencas de los ríos

Escoipe y Calchaquí, las cuencas endorreicas como la Laguna de Cachipampa

o Hervidero, y en su mayor parte a cuencas tributarias que forman parte de

los Valles Calchaquíes (Garrido y Sauad 1998).



Figura 1. Ubicación de la subcuenca del río Tin Tin.

En esta subcuenca no existen cursos de agua permanente, pero con las lluvias

copiosas del verano se producen torrentes en el tramo final del río. Tiene una

superficie de alrededor de 347,45 km2 y presenta forma alargada en sentido

meridiano (Garrido y Sauad 1998, DRN, 2005).

Comprende los principales biomas andinos del Puneño, Prepuneño, y

Altoandino y el sector septentrional del Monte Occidental (De Viana, 1993).

Existe una diferencia altitudinal desde los 5.079 m.s.n.m. en el Cerro

Malcante, hasta los 2.282 m.s.n.m. en la desembocadura del río Tin-Tin, en

el río Calchaquí.

Los objetivos principales son determinar las características morfológicas de la

subcuenca y establecer de que modo los distintos parámetros influyen en los

procesos hidrológicos de la misma.



Materiales y Métodos Se realizó la recopilación de diversos estudios realizados en la zona como los

de Neumann R. (1987), Garrido J. L. y Sauad J. J. (1998) y Acreche N. (1993)

entre otros, a los cuales se les efectuó un posterior análisis.

A partir de esa información secundaria, se sistematizó para establecer las

condiciones biofísicas. Para el análisis del área de estudio se realizo la

fotointerpretación utilizando Carta Topográfica (escala 1: 100.000) y

fotografías aéreas, con escala 1:75000, del IGM, e imágenes satelitales

LANDSAT 5 TM, suministradas por las cátedras de Sensores Remotos y Carteo

Geológico (UNSa).

Luego se generó información primaria, realizando un intenso relevamiento de

campo, recorriendo la zona de estudio. Utilizando herramientas SIG y CAD, se

digitalizó los datos de campo obtenidos con GPS y de la fotointerpretación,

utilizando programas entorno CAD, Xview, y para la elaboración del informe el

programa Office. Se generó un Mapa de Red de Drenaje del área de estudio.

Características morfológicas

Tienen gran importancia sobre la respuesta hidrológica que puede observarse

en una cuenca. Se componen de parámetros de Forma, de Relieve e

Hidrográficos (Mármol, 2008).

Forma

El factor de forma o de Gravelius responde a la relación entre el ancho

promedio y la longitud axial.

Donde Ff es el factor de forma; Ap el ancho promedio y La, la longitud axial.

Ap se determina dividiendo la superficie de la cuenca por la La.

El Índice de compacidad o de Gravelius, es la relación entre el perímetro de

la cuenca y la de un círculo de igual superficie:

LaApFf =

AP

APKc 28,0

2==

π



Siendo Kc, índice de compacidad; P, perímetro de la cuenca (km) y p, el

perímetro de un círculo de igual superficie que la cuenca analizada.

Kc Clases de forma 1 – 1,25 Casi redonda a oval redonda (compacta)

1,25 – 1,50 a oval oblonga 1,50 – 1,75 a rectangular oblonga

> 1,75 a casi rectangular (alargada)

Tabla 3. Valores de Índice de Compacidad (Mármol, 2008)

Relación de forma de Horton (Rf)

Forma de la cuenca Rf Circular 0,785

Cuadrado con salida central 1 Cuadrado con salida lateral 0,5

Rectangular > 1

Tabla 4. Valores de la Relación de forma Rf

Estima la forma de la cuenca según la siguiente fórmula:

Donde A, es el área de la cuenca y Lb longitud del cauce mas largo.

Relieve

Influye en los escurrimientos, ya que al aumentar la pendiente del terreno,

aumenta la velocidad del agua y se acortan los tiempos de concentración. En

general esta influencia es mayor que la debida a la forma de la cuenca. El

relieve queda definido por las curvas de nivel del mapa altimétrico, como

asimismo por la curva hipsométrica (Mármol, 2008).

2LbARf =



Curva hipsométrica

Para construir la curva hipsométrica del área de estudio, se llevó a un sistema

de coordenadas el área acumulada expresada en porcentaje (km2) en las

abcisas y en las ordenadas las altitudes de cada una de las fajas altitudinales

(también conocidas como isohipsas). En el 50% del área acumulada se

encuentra la mediana de la altitud, valor más representativo que la altitud

media, que en general resulta mayor (Mármol, 2008).

Coeficiente de Masividad o de Martonne

Es el cociente entre la altura media sobre su superficie proyectada, utilizando

la siguiente formula (Mármol, 2008).

Donde CM = Coeficiente de Masividad; H = altura media y A = área

Coeficiente Orográfico o de Fournier

Es el producto de la altura media de la cuenca por su Coeficiente de

Masividad:

Tanto para CM como CO, el resultado final se multiplica por 1.000, debido al

sistema de unidades empleado (Mármol, 2008).

Este coeficiente caracteriza eficazmente el relieve de 2 cuencas distintas.

Siendo mayor de 6 el relieve es accidentado y si es menor de 6, es poco

accidentado. Fue propuesto por su autor en estudios de erosión hídrica y

degradación de cuencas (Mármol, 2008).

Altitud Media

Uno de los factores físicos que facilita el análisis del movimiento del agua, es el

estudio de la distribución de las elevaciones del terreno. Se han establecido 2

conceptos para este estudio: la altitud media y la mediana de la altitud.

αtg===OAOM

AHCM

αtg2

HAHCMHCO ===

( )A

hiaiHm ∑=



Donde Hm es la altitud media; ai el área entre par de cotas; hi, la altitud

media entre dicho par y A, el área de la cuenca.

La mediana de la altitud se obtiene, cortando la curva hipsométrica en el 50%

de la superficie y leyendo en las ordenadas dicho valor. La mitad de los puntos

de la cuenca estarán por encima del mismo y la otra mitad por debajo. La

altitud media es en general mayor que la mediana, aunque esa diferencia es

poca (Mármol, 2008).

Pendiente Media de la cuenca

Este valor es importante por incidir directamente en la velocidad que toman

las corrientes y la consecuente capacidad de erosión y arrastre de sedimentos.

Se define como la media de las pendientes de las superficies elementales del

terreno. O más exactamente: es el promedio ponderado de las superficies

elementales en las que la línea de máxima pendiente es constante (Mármol,

2008).

Para obtenerlo se empleó la fórmula siguiente:

Siendo, Ic la pendiente media; D la equidistancia entre curvas de nivel; L,

longitud total de curvas de nivel y A, área de la cuenca.

Red Hidrográfica

Se denomina así al drenaje natural por donde fluyen las aguas del

escurrimiento superficial, subsuperficial y subterráneo. Para su

caracterización, Horton (1945) y Strahler (1964) establecieron distintos

índices.

Número de orden de cauce

Según Horton (1945), expresa una medida de la ramificación del cauce

principal. El valor obtenido depende de la escala y grado de detalle del mapa.

Puede perfeccionarse con el análisis estereoscópico, de imágenes satelitales y

controles a campo. La relación de bifurcación define la relación entre el

número de cauces de cualquier orden y el número en el siguiente orden

ALDIc=



inferior. Sus valores oscilan entre 2 y 4 y en general valen 3,5 manteniéndose

casi constantes para una misma cuenca (Mármol, 2008).

Ley del número de orden

Donde Nu es el número de cauces de orden u; rb es la relación de bifurcación

y k es el número de orden del cauce principal.

Ley de longitudes de los cauces

Siendo Lu, longitud promedio de los cauces de orden u; L1, longitud media

cauces de orden 1 y re la relación de longitudes L.

Densidad de drenaje (Horton)

Es la longitud total de los cauces, por unidad de área

Donde Dd, densidad de drenaje; li, longitud de cauce de orden i; L, longitud

total de cauces y A, área de la cuenca.

La ecuación de dimensión es una inversa de longitud (1/L). Schumm en

Mármol (2008) propuso otro índice, el Canal de Alimentación (C), que es la

inversa de Dd:

Resultando la parte de la cuenca que alimenta la unidad de longitud de cauce.

Su ecuación de dimensión es una longitud:

Frecuencia de cursos

Es el número de cursos de un orden determinado por unidad de área (Horton,

1945)

nkbrNu −=

11 −= ureLLu

LA

Ali

Dd == ∑

LA

DdC ==

1

LLL

=2

ANuFc =



Donde Fc, frecuencia de cursos; Nu, número de cursos de orden u; A, área de

la cuenca.

Pendiente del cauce principal

Este parámetro influye sobre la velocidad del agua y la forma del Hidrograma.

Los cauces naturales tienen en general forma cóncava hacia arriba; como cada

tramo parcial tiene pendiente distinta, se considera la del cauce principal de la

cuenca (Mármol, 2008). Una forma muy simple de calcularla es:

Jm = (H max – H min) / L

Donde jm es la pendiente del rio; H máx. y H min. cotas máximas y mínimas y

L: longitud total del cauce.

Sistema de Drenaje

Se debe a la relación entre infiltración y escurrimiento, que caracterizan a un

material determinado, en especial la composición y granulometría del suelo o

de la roca, para un régimen climático definido (Mármol, 2008).

Resultados y Conclusiones

Forma de la Cuenca

La Subcuenca del río Tin-Tin abarca una superficie de 34.745 Ha y un

perímetro de 114,47 Km, utilizando el programa Autocad se determino que la

longitud axial (La) es de 35,32 Km medida desde el cerro Malcante hasta la

desembocadura en el río Calchaquí, del mismo modo se calculo la máxima

longitud del cauce (Lb) de 43,33 km. Estos datos sirvieron para es calculo de

el ancho promedio (Ap) de 9,83 Km y los distintos parámetros que se

sintetizan en la Tabla 5.

Se puede observas que al ser el Factor de Forma (Ff) un valor bajo 0,28, se

estima que la cuenca es menos propensa a que una tormenta cubra toda la

superficie. El Índice de Compacidad (Kc) nos indica que la cuenca es casi

redonda a rectangular oblonga y según la Relación de Forma de Horton (Rf) de

0,18 la subcuenca es cuadrada con salida lateral (Mármol, 2008).



Parámetros de Forma Factor de Forma o de Gravelius (Ff) 0,28

Índice de Compacidad o de Gravelius (Kc) 1,674 Relación de Forma de Horton (Rf) 0,18

Tabla 5. Parámetros de Forma Subcuenca Tin Tin

Se debe tener en cuenta que las cuencas redondeadas tienden a presentar un

flujo de agua más rápido en comparación con las cuencas alargadas logrando

la evacuación del agua más rápido (Vich, 1996).

Relieve

La topografía o relieve de una cuenca puede tener más afluencia sobre la

respuesta hidrológica que la forma de la misma (Vich, 1996).

A continuación en la Tabla 6 se sintetizan los parámetros del relieve que

caracterizan a la subcuenca.

Parámetros morfológicos Altitud Mediana 3109 m.s.n.m.

Altitud Media 3306 m.s.n.m. Coeficiente de Masividad 9,515 Coeficiente Ortográfico 31,46

Pendiente Media de la cuenca 13 % Pendiente del cauce principal 6,4 %

Tabla 6. Parámetros Morfológicos de la Subcuenca del río Tin-Tin

De esta manera se determino que en el 50% del área acumulada se encuentra

la mediana de la altitud siendo 3.109 m.s.n.m. para esta subcuenca y la

altitud media 3.306 m.s.n.m.

Con respecto a los parámetros de relieve se concluye que se trata de una

cuenca montañosa con altitudes medias elevadas, el relieve es accidentado ya



que presenta un Coeficiente Orográfico de 31,46 y con pendientes de la cuenca

muy pronunciadas con un promedio de 13% y del cauce principal de 6,4%.

La Curva Hipsométrica está representada en la Figura 2.

Figura 2. Curva Hipsométrica Subcuenca río Tin Tin

Figura 3. Diagrama de bloques con las variaciones altitudinales Subcuenca río Tin Tin.



Red Hidrográfica

Se denomina así al drenaje natural por donde fluyen las aguas del

escurrimiento superficial, subsuperficial y subterráneo. Para su

caracterización, Horton (1945) y otros autores establecieron distintos índices.

Los datos utilizados para la obtención de estos índices se sintetizan en Tablas

7 y 8.

Orden Nº de cauces

% Nº cauces

Longitud (Km)

Relación de Bifurcación

Rb = Nu/Nu+1

Relación de Longitudes Rl =Nu/Nu+1

Promedio de longitud de

cauces (Km)

1 504 71,7 430 3,43 2,22 0,853 2 147 20,9 194 3,87 0,67 1,313 3 38 5,4 129 3,45 0,35 3,405 4 11 1,6 45 5.5 0,18 4,118 5 2 0,3 15 2 0,5 7,7 6 1 0,1 17 16,6

Total 703 100 830 1,181

Tabla 7. Relación de Bifurcación, Relación de Longitudes y Promedio de longitudes de cauces Subcuenca río Tin Tin.

Orden de Cauce Ley de num de On (Nu)

Ley de long de cauces (Lu)

Densidad de drenaje (Dd)

Frecuencia de cursos Fc = Nu/A

1 474,76 853 1,24 1,45 2 224,3 330 0,557 0,423 3 41,06 583 0,372 0,109 4 30,25 129 0,13 0,0316 5 2 40 0,044 0,00576 6 0,048 0,00288

Total de cauces 2,39 2,02

Tabla 8. Ley de Nº de orden, de longitudes de cauces, Densidad de Drenaje y Frecuencia de cursos Subcuenca del río Tin Tin.



La relación de bifurcación (Rb) obtenida en el análisis en cursos de orden 1 a 3

es aproximadamente constante, mientras que para los ordenes 4 y 5 no es

constante, lo que indica que los primeros son corrientes más estables. Según

Strahler (1964), para cuencas donde la estructura geológica no distorsione el

patrón de drenaje, Rb posee un rango de variación de 3.5 a 5.

Al analizar el sistema de drenaje de la subcuenca se observa que los cursos de

primer orden son los de menor longitud y ésta se va incrementando a medida

que crece el orden como lo demuestran los datos de Tablas 7 y 8.

Los datos obtenidos de tanto de Densidad de Drenaje como de Frecuencia de

Cursos nos indican que los ríos de orden 1, 2, y 3 son más numerosos que los

restantes órdenes, indicando de esta manera, su comportamiento como

corrientes torrentosas o torrentes en épocas de lluvia, con arrastre de

materiales.

Según la Clasificación de Smith (1950) y Stralher (1957) en Vich (1996), la

densidad de drenaje para el río Tin-Tin es gruesa, correlacionándose con la

clasificación de Gómez Espigares (2003), la misma es de densidad baja. Al

tener una densidad de drenaje baja y gruesa, la respuesta de la cuenca frente

a una tormenta será lenta, evacuando el agua en más tiempo que otra cuenca

con densidad más alta.



Figura 4. Sistema de red de drenaje Subcuenca del rio Tin Tin

Debido a la gran superficie de la Subcuenca y a la singularidad del relieve, se

determinó que existen diferentes sistemas de drenaje, siendo los más

representativo de zonas montañosas, el sistema dendrítico, como los cursos

que nacen de los cerros Malcante, Tin Tin y cordón El Cajoncillo. El sistema

paralelo se observó en la zona sur de la subcuenca debido a lo homogéneo del

relieve y la menor pendiente, mientras que los sistemas sub-pralelo e invertido

en la zona del Valle del Tin Tin. Se observó en diferentes sectores de la red de

drenaje, los patrones de alineamiento meandrosos, trenzados y anastomosado,

dependiendo de la pendiente de los cursos (Figura 4).

Foto 1. Vista panorámica de las nacientes del río Tin Tin



Referencias Bibliográficas 1. Acreche N. 1993 Planificación y Gestión de la Reserva Natural los Cardones,

Delegación Regional Noroeste de Parque Nacionales. 2. Delegación Regional Noroeste de Parques Nacionales. 2005. Manual de Educación

Ambiental y Conservación de Áreas Protegidas. 3. De Viana M. 1995. Distribución del Cardón (Trichocereus pasacana) ¿Asociación

positiva o dispersión?. Tesis Doctoral. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

4. Garrido, J. L. J. J. Sauad, 1998. Estudio del Impacto Ambiental. Informe final

RPNº33. Tramo Piedra del Molino – Cajoncillo y Cajoncillo a acceso a Tonco. IRNED- UNSa. DVS. Ministerio de la Producción y el Empleo.

5. Gómez Espigares, E. J, 2003. Restauración Hidrológico – Forestal de la Cuenca del

Embalse de Cuevas de Almanzora. Anexo II. Descripción física de la cuenca 6. Horton, R.E. (1945): «Erosional development of streams and their drainage basins;

hydrophysical approach to quantitative morphology». Bulletin of the Geological Society of America, nº 56, pp. 275-370.

7. Mármol, L. 2008. Introducción al Manejo de Cuencas Hidrográficas y Corrección de

Torrentes. Universidad Nacional de Salta. Salta. 8. Nania, L. S. Apuntes de Clase: ¨La cuenca y los procesos hidrológicos”. Asignatura:

Hidrología Superficial y Subterránea. Ingeniería Hidráulica. Universidad de Granada. 2003.

9. Neumann R. 1987 Proyecto de creación del Parque Nacional Los Cardones, provincia

de Salta República Argentina, Administración de Parques Nacionales. 10. Strahler, A.N. (1964): «Quantitative geomorphology of drainage basins and channel

networks». In Chow, V.T. (Ed.): Handbook of applied hydrology. 4-39/4-76. 11. Vich, A. 1996. Aguas Continentales. Formas y Procesos. Hidrografía. Universidad

Nacional de Cuyo. Mendoza. 12. Vich, A. 1999. Aguas Continentales. Formas y Procesos. Manual de Aplicaciones

Practicas. Hidrografía. Universidad Nacional de Cuyo. Mendoza.

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