Download - Cuenca Hidrográfica
HIDROLOGÍA Semestre: 7º Código: HID7304
Prelaciones: Mecánica de los Fluidos - Dca 06305
Prof: Ing. MSc. Emerly Castillo S.
Celular: 0414-4220459
Email: [email protected]
Universidad José Antonio Páez
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
DEFINICIÓN •Unidad del territorio que capta la precipitación, transita el escurrimiento y la escorrentía hasta un punto de salida en el cauce principal. •Superficie del terreno que drena hacia un punto determinado •Superficie total drenada por un cauce y sus afluentes aguas arriba •Área por donde drena la escorrentía superficial hacia un punto determinado. •Espacio del territorio con una relación de interdependencia dinámica entre los componentes del medio natural y el humano cuyas descargas escurren todas hacia un mismo punto predeterminado
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
FÍSICOS •RELIEVE
•RED DE DRENAJE •SUELOS
•COBERTURA SUPERFICIAL •CLIMA •PAISAJE
SOCIO CULTURALES •POBLACIONES
•CORREDORES Y REDES DE SERVICIOS •PAISAJE
ELEMENTOS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA
RELIEVE: formas de la corteza terrestre en
la superficie
Topografía: representación gráfica de la superficie de la tierra , con sus formas y
detalles; tanto naturales como artificiales
Elevación: altura respecto al nivel medio
del mar
Curva de nivel: curva imaginaria que une
puntos de igual elevación con respecto
a un mismo datum
ELEMENTOS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA
Patrón de drenaje: Es la forma cómo se acomodan los canales naturales de escurrimiento en un área
determinada. Determina la eficiencia del drenado de un territorio
Factores de los que depende: Pendiente de las laderas y del área de drenaje Cobertura superficial Resistencia de la litología Características de los suelos Clima Nivel e intensidad de lluvias Estructura Geológica
ELEMENTOS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA
RED DE DRENAJE
Conjunto de canales que conducen la
escorrentía superficial
DENDRÍTICO
ENREJADO
RECTANGULAR
RADIAL
PARALELO
RELIEVE
ELEMENTOS DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA
RED DE DRENAJE
TIPO DE SUELO
COBERTURA SUPERFICIAL
PUNTO DE CONCENTRACIÓN
DIVISORIA O PARTEAGUAS
Determina la Capacidad de infiltración, Volúmenes de escurrimiento superficial,
Nivel de erodabilidad Arrastre de sedimentos
Punto de un cauce donde se concentran todas las aguas
de la cuenca. Es el sitio donde se quiere evaluar o
diseñar una obra hidráulica. Punto más bajo del
recorrido de las aguas
Tipos de coberturas naturales o artificiales que se encuentran en el área de la
cuenca.
A/5
A/6
A/10
A/10
A/6
A/10
A/10
A/15
A/15
A/10
A/15
1
2
3
4
5
6
DIVISORIA O PARTEAGUAS
DIVISORIA O PARTEAGUAS
Línea imaginaria que une los puntos de mayor elevación
(puntos de mayor cota)
Dentro de la divisoria pueden existir picos aislados de cota más
alta que las de la divisoria
Separa la cuenca en estudio de las cuencas vecinas.
Divide la precipitación sobre dos cuencas vecinas, es decir divide
dos sistemas fluviales. Atraviesa el curso de agua sólo
en el punto de salida.
PROPIEDADES SUPERFICIALES DE LA CUENCA HIDROLÓGICA
•Forma (trazado de la divisoria): forma y valor pico de los hidrogramas de crecida •Tamaño (área de la cuenca): caudales máximos y caudales mínimos
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
FACTORES CARACTERÍSTICOS
•Elevación: la precipitación, la temperatura y la humedad del suelo dependen de esta variable. •Elevación media de la cuenca: es un parámetro que puede determinarse de la siguiente manera: •E= ∑ (ai * ei) / A i varía entre 1 y n •ai: área entre curvas de nivel consecutivas. •ei: elevación media entre curvas de nivel consecutivas. •A: área total de la cuenca contribuyente.
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
I II III IV V VI VIII
Curva de nivel
(msnm)
Media , ei (msnm)
Área entre curvas, ai
(Km2) ei*ai
% de área respecto al
total
% de área sobre el
límite inferior
% de área por debajo del
límite superior
200-400 300 6,20 1860 11,23 100 11,23
400-600 500 8,10 4050 14,67 88,77 25,90
600-800 700 18,50 12950 33,52 74,10 59,42
800-1000 900 17,90 16110 32,43 40,58 91,85
1000-1200 1100 4,50 4950 8,15 8,15 100
TOTAL 55,20 39920 100
DETERMINACIÓN DE LA ELEVACIÓN MEDIA DE UNA CUENCA
ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA: 723,19 msnm
Parámetros y Factores Característicos De la cuenca
•A= Area: m2, Km2, has • P= Perímetro: m, Km •Factor de Forma: Ff= a/Lax
a : ancho medio de la cuenca = A/Lax Lax: longitud axial
Ff= A/Lax² Es adimensional. Se asocia a la capacidad que tiene una cuenca para producir crecientes. Una cuenca hipotética circular, es la de mayor eficiencia. Ff: 0,785.
El Ff siempre < 0,785 Cuanto más se acerca al valor de 0.785, mayor es la probabilidad
de generar crecientes.
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
Parámetros y Factores Característicos De la cuenca
•Indice o Coeficiente de compactibilidad:
Kc=P/Pceq= 0,28 P/√A
P: Perímetro de la cuenca en Km Pceq: perímetro de una cuenca circular de área
igual a la de la cuenca en estudio A: área de la cuenca en estudio en Km2
Kc es adimensional. El Kc de una cuenca circular es igual a 1,
Kc >1 siempre.
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
Parámetros y Factores Característicos De la cuenca
•Razón de alargamiento:
Ra=D/Lax= 1,128 √A /Lax
Ra: Razón de alargamiento D: Diámetro de un círculo con igual área de la cuenca en estudio
A: área de la cuenca en estudio en Km2 Lax: longitud axial
Ra es adimensional. En regiones montañosas Ra<0.6
En relieves pronunciados 0.6<Ra<0.8 En zonas planas, poco accidentadas Ra>0.8
FACTORES CARACTERÍSTICOS
• Red de drenaje • Razón de bifurcación
LA CUENCA HIDROGRÁFICA
E levación - msnm
PERFIL LONGITUDINAL DEL CAUCE PRINCIPAL
Método de Taylor - Schwartz
Método Gráfico
FACTORES CARACTERÍSTICOS
•Longitud del cauce principal: es el cauce de mayor longitud dentro de la divisoria •Pendiente media del cauce principal Su estimación estará determinada por la uniformidad del relieve 1. En cuencas con un relieve uniforme, en el cual el perfil longitudinal
del cauce es regular la pendiente media del cauce se estimará como la media aritmética de las pendientes de los tramos que conforman el perfil.
S= (∑ Si)/n i varía entre 1 y n 2. En cuencas donde el relieve no es tan uniforme y el perfil longitudinal
del cauce presenta irregularidades significativas, puede estimarse la pendiente media por el método de Taylor – Schwartz
S: (N/(S₁-⅟2 +S2-⅟2 +S3-⅟2………… Sn-⅟2 )² N: Número de segmentos en los que se divide el cauce, mínimo 5. Si: pendiente del tramo i
S: pendiente media del cauce
FACTORES CARACTERÍSTICOS
•Tiempo de Concentración: es una medida de la respuesta de la cuenca en crecidas y se define como el tiempo que tarda una gota en ir desde el punto más alejado de la cuenca hasta el punto de concentración. • Expresión del Tc: Tcs + Tv Tc: tiempo de concentración Tcs: tiempo de concentración superficial: tiempo que tarda una gota en el recorrido superficial, sin alcanzar al cauce. Tv: tiempo de recorrido hasta el punto de concentración, una vez Alcanzado el cauce: tiempo de recorrido en el cauce
Tcs= ΔL/(M√S) L: longitud del tramo de recorrido superficial M: factor tabulado en función del tipo de cobertura superficial S: pendiente del tramo de recorrido superficial Tv: 0,0195{ (L⁽ 3 ⁾)/ ΔH}⁽0.385⁾ Fórmula de Kirpich L: longitud de recorrido hasta el punto de concentración ΔH: diferencia de cotas entre los puntos considerados.