exposicion hidrologia 1111

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DEFINICIÓNUna cuenca es toda área drenada por una corriente o sistema de corrientes, cuya agua confluye a un punto de salida 

Las cuencas hidrográficas son zonas por las que corren las corrientes de agua hasta desembocar en el mar.

Es decir se trata de áreas afectadas por un sistema de ríos definido a través de rio principal.

Los ríos nacen en los lugares donde las aguas subterráneas salen a la superficie (manantiales) o en las zonas donde se funden los glaciares, la cantidad de agua que transporta un rio no es siempre es la misma, puede depender de muchos factores

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ÁREA DE UNA CUENCA

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Tipos de cuencasCUENCA HIDROGRÁFICA:

Es un área fisiográfica delimitada por una línea divisoria conocida como “parteaguas” que une los puntos de mayor elevación del relieve, en donde fluyen corrientes superficiales de agua que desembocan en ríos, lagos, presas o al mar. Está definida por sistemas topográficos.

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Cuenca hidrológica.Es un área fisiográfica delimitada por un

“parteaguas” que contiene una corriente o un sistema de corrientes hídricas superficiales y toda la estructura hidrogeológica subterránea como una sola unidad. Está definida por la disposición y colocación de las capas geológicas, los límites geológicos de la cuenca pueden ser mayores a los de los topográficos y el agua interceptada en una cuenca puede fluir a otra cuenca vecina.

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Se clasifican en:Cuenca endorreica: aquella en la que el río

o cauce principal desemboca en lagos, lagunas o pequeños cuerpos de agua.

Cuenca exorreica: la que descarga sus aguas en el mar.

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DETERMINACIÓN DE LA CUENCASe determinan el conjunto de entradas y

salidas, de caminos de flujo sobre el suelo o a través de él e incluye sistemas tributarios que eventualmente convergen para convertirse caudal a la salida de la cuenca.

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Elementos de la determinación de la cuenca:

Parteaguas: Es una línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que separa a la cuenca de las cuencas vecinas.Área de la cuenca: Es la superficie, en proyección horizontal, delimitada por el parteaguas.

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Corriente principal: Es la corriente que pasa por la salida de la misma, esta conformada de corrientes tributarias que se determinan de la siguiente manera.Una corriente orden 1, es una sin ramificaciones.Una corriente orden 2, tiene sólo tributarios de primer orden, etc.Dos corrientes de orden 1, forman una de orden 2.Dos corrientes de orden tres forman parte de una de orden 4, etc.Pero por ejemplo, una corriente de orden 2 y una de orden 3, forman una de orden 3.

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Características fisiográficasAnalizando la escorrentía superficial y

estudiando el hidrograma de una cuenca se plantea el análisis de las características físicas de la cuenca que condicionan el hidrograma producido en ellas. Estas características superficiales son la forma, el relieve y distribución hidrográfica.

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CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS

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AREA DE LA CUENCA:

Es la magnitud más importante que define la cuenca. Delimita el volumen total de agua que la cuenca recibe.Para determinar el área de la cuenca es necesario delimitar su contorno. Existe un primer contorno de la cuenca definido por la topografía y que delimitaría la cuenca vertiente por escorrentía superficial, es decir, determina los puntos cuya escorrentía vierte a la cuenca considerada. Para ello se debe determinar la línea límite de la cuenca con las adyacentes localizando en primer lugar los puntos más altos del límite de la cuenca, posteriormente se dibuja el contorno de la cuenca, sabiendo que la escorrentía es siempre perpendicular a las curvas de nivel.

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COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO DE LA CUENCA

Es el coeficiente que permite inferir, mediante el método racional, la

infiltración del agua en el suelo y la relación entre el agua que escurre y la

que se precipita.

Factores que determinan el escurrimiento del cauce principal debido a la

precipitación sobre la cuenca.

Este coeficiente está determinado por las condiciones de la superficie de

la cuenca, dadas por la geología, el tipo y el uso del suelo , el tipo y

densidad de la vegetación, y la existencia de cuerpos de agua, naturales o

construidos por el hombre.

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PENDIENTES HIDRÁULICAS MEDIAS DEL CAUCE PRINCIPAL

Son las pendientes medias determinadas, siempre que sea posible , en doscientos (200) metros o dos (2) veces el ancho del rio ó arroyo, lo que resulte mayor , aguas arriba de cada sección hidráulica considerada, con base en el perfil que determina la pendiente geométrica o hidráulica.Dichas pendientes medias han de ser integradas en plano de pendiente y secciones hidráulicas señalando sus elevaciones para cada sección hidráulica y servirán para determinar la velocidad y el gasto del flujo.Para calcular el índice de pendiente (Ip) y la pendiente media (Im) se utilizan las ecuaciones:Ip = [(HM − Hm) / 1000·L]1/2 Ip =[(HM − Hm) / 100·LR]1/2 Donde HM es la cota más alta del plano, Hm es la cota del punto de la cuenca, L es la longitud del lado mayor del rectángulo equivalente y LR es la longitud del río.

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COEFICIENTES DE RUGOSIDAD

Son los coeficientes que permiten determinar , mediante el método

de manning, la velocidad y el gasto del flujo para cada uno de los

tramos de las secciones hidráulicas consideradas.

Estos coeficientes están determinados por las condiciones del cauce

principal, y en sus casos, de sus llanuras de inundación , dadas por el

tipo, la densidad y la distribución de la vegetación, por las

características de los materiales, que constituyan el cauce y por los

tirantes de agua que se tengan, y han de ser integrados en el plano

de pendiente y secciones hidráulicas.

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Forma de la cuenca: Puede ser más o menos redondeada. El índice que habitualmente define la forma de la cuenca es el índice de capacidad de Gravelius:

Relieve: El relieve es un factor importante en el comportamiento de la cuenca, ya que cuanto mayor son los desniveles en la cuenca, mayor es la velocidad de circulación y menor el tiempo de concentración, lo que implica un aumento del caudal de punta.La forma de cuantificar el relieve de una cuenca es por medio de la curva hipsométrica, en la que se representa en ordenadas alturas de la cuenca, y en abscisas la superficie de la cuenca que está por encima de esa cota. La forma de calcularla se realiza por medio de un plano topográfico con curvas de nivel planimetrado entre cada dos curvas de nivel.

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características físicas

se clasifica en dos tipossegún su impacto en el drenaje:

Las que condicionan el volumen de

escurrimiento como el área y el tipo

de suelo de la cuenca.

Las que condicionan la velocidad

de respuesta como el orden de

corriente, la pendiente, la

sección transversal.

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Para la selección del Número de escurrimiento N, se clasifican los suelos con su

grado de permeabilidad designándose por letras A, B, C y D de acuerdo al uso

y/o vegetación de dicho suelo.

Suelo tipo A. Potencial de escurrimiento bajo. Suelos que tienen altas

capacidades de infiltración cuando están completamente húmedos:

principalmente arenas y gravas muy bien ordenadas. Estos suelos tienen alta

velocidad de transmisión de agua.

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Suelo tipo B. Suelos que tienen capacidades de infiltración moderadas cuando están completamente húmedas: principalmente suelos medianamente profundos y drenados, con textura de sus agregados variando entre moderada y muy fina. Están caracterizadas porque tienen velocidades medias de transmisión de agua.

Suelo tipo C. Suelos que tienen capacidades de infiltración bajas cuando están completamente húmedas principalmente de suelos que contienen una capa que impide el movimiento hacia abajo del agua o suelos con textura fina o moderadamente fina, estos suelos tienen baja transmisión de agua.

Suelo tipo D. Suelos que se expanden significativamente cuando se mojan, arcillas altamente plásticas y ciertos suelos salinos. Estos suelos tienen una velocidad de transmisión de del agua muy baja.

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IMPORTANCIA DE LOS RECURSOS HIDROLOGICOS

Los recursos hidrológicos son de vital importancia para el desarrollo

socioeconómico de México. Sin embargo, la gran diversidad fisiográfica y climática

del país hacen que el agua no esté distribuida regularmente en el país.

En México hay un promedio anual de 780 mm de precipitación pluvial, que corresponde a un volumen de 1 532 millones de m3; en la zona norte y en el altiplano ( 52 % del territorio ) la media anual es inferior a los 500 mm, y en sólo una porción del sureste ( 7 % del territorio ), la precipitación alcanza valores superiores a los 2,000 mm anuales.

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La precipitación ocurre en dos ciclos anuales, el más importante tiene lugar de

mayo a noviembre y concentra el 80% de las lluvias, debido a que en ésta

temporada aparece el mayor número de huracanes y tormentas tropicales; el

segundo ciclo ocurre de noviembre a abril y obedece a invasión de masas de aire

polar (“nortes”) que afectan gran parte del territorio nacional.

La gran diversidad orográfica del país tiene gran influencia en la precipitación, en

especial las sierras Madre Occidental y Oriental sobre el altiplano. La mayor parte

de las lluvias provenientes de los océanos chocan con las serranías y caen en las

vertientes, mientras que en el altiplano y la mesa central del país sólo descargan

las que sobrepasan los macizos montañosos.

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En gran medida, la distribución orográfica y climática origina que la mayor parte del territorio sea de zonas semiáridas y tenga una gran variedad de ecosistemas.

Se considera que el 50 % del escurrimiento anual total se concentra en los ríos más caudalosos ubicados en el sureste del país, y cuya región hidrológica comprende sólo el 20 % de la superficie total del territorio.

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El agua se encuentra disponible en escurrimientos superficiales cuyo volumen promedio se estima en 410,164 millones de m3 anuales. Estos escurrimientos se distribuyen en 320 cuencas hidrológicas, en la vertiente del Pacífico las más importantes son las de los ríos Yaqui, Fuerte, Mezquital, Lerma, Santiago y Balsas, y en la vertiente del Golfo de México las cuencas de los ríos Bravo, Pánuco, Papaloapan, Grijalva y Usumacinta, y la del río Nazas entre las cuencas endorreicas.

Se considera que el volumen medio anual de los ríos en México es de 360 millones de m3 . Cerca del 60 % de este caudal lo aportan siete ríos que drenan el 27 % del territorio, lo que indica una distribución desequilibrada.

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Es un problema grave la distribución del agua debido a que el 80 % de los recursos hídricos se encuentran por debajo de los 500 m sobre el nivel del mar y a un nivel mayor se encuentra asentada más del 70 % de la población total y se desarrolla el 80 % de la actividad industrial. El 55 % de la actividad industrial se encuentra en el Valle de México a más de 2000 m de altitud lo que genera graves problemas de abastecimiento de agua. El agua subterránea es otra fuente importante de este recurso, sobre todo en aquellas regiones donde no existen escurrimientos superficiales considerables. Se ha estimado en 17,406 millones de m3 el promedio de la recarga anual y en 16,395 millones de m3 de extracción, así como en 110,350 millones de m3 el volumen total de almacenamiento.

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Para aprovechar este recurso el país cuenta con un sistema de obras hidráulicas para almacenamiento de 125,000 millones de m3 y en lagos y lagunas 14,000 millones de m3 que en total corresponde al 34 % del escurrimiento anual. Se estima que se pierde por evaporación 9,300 millones de m3 anuales en los cuerpos de almacenamiento del país.

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Las cuencas hidrográficas como generadores de riqueza

Por ejemplo, de la lluvia y suelo, a las plantaciones forestales; de esta madera y el agua de los ríos, a la celulosa, y de su exportación, muchos beneficios para nuestra sociedad (servicios ecosistémicos).

El agua y suelo de las cuencas hidrográficas,

son el soporte de la mayoría de las

actividades productivas que generan riqueza

para nuestra región. Entre ellas están la

generación hidroelétrica, agricultura,

silvicultura e indústria

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