unidad 3 2016 - procesos naturales del ambiente - filosofía y letras - uncuyo
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ALBERTO I. J. VICH
Prof. Titular
FEDERICO BIZZOTTO
Jefe de Trabajos Prácticos
Departamento de Geografía
Facultad de Filosofía y Letras – UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO
Procesos naturales del ambiente:
Hidrografía
UNIDAD III: MORFOLOGIA,
GEOLOGIA Y VEGETACION DE LA
CUENCA
Primer cuatrimestre
2015
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Físico Geográficas: localización, estructura
geológica, cobertura vegetal y relieve.
Hidrometeorológicas: radiación solar,
temperatura, evaporación y precipitación.
CARACTERÍSTICAS MORFOMÉTRICAS
indicadores cuantitativos de los elementos de la
cuenca que, de una manera u otra, influyen en la
magnitud y variabilidad de los procesos
hidrológico.
• Geométricas.
• Distribución de altitudes y pendientes.
• Red de drenaje.
Línea imaginaria, curva, cerrada y fija, que yace sobre
la superficie del terreno e incluye al punto de cierre.
De modo tal, que todo el escurrimiento superficial
producido por una lluvia que precipite en la cuenca por
ella definida, abandone el área en forma de flujo
concentrado por el punto de salida o cierre.
TRAZADO DE LA DIVISORIA DE AGUAS
TRAZADO DE LA DIVISORIA DE AGUAS
La línea divisoria corta ortogonalmente a las curvas
de nivel.
Cuando una divisoria va aumentando su altitud,
corta a las curvas de nivel por su parte convexa.
Cuando la altitud de la divisoria va disminuyendo,
esta corta a las curvas de nivel por su parte
cóncava.
Si se corta el terreno por un plano perpendicular a
la divisoria, la curva que define la intercepción debe
contener los puntos de mayor altitud del terreno
con un gradiente positivo desde aguas abajo hacia
aguas arriba.
Como comprobación, la divisoria nunca debe cortar
un río, arroyo o vaguada, excepto en punto de
salida.
DIVISORIA TOPOGRÁFICA
PUNTO DE CIERRE
DIMENSIONES GEOMÉTRICAS DE LA CUENCA
SUPERFICIE: se refiere a la
parte externa de un cuerpo, que
separa el espacio ocupado por
él y lo delimita del espacio
circundante.
AREA: extensión de una
superficie delimitada por una
divisoria de aguas.
PERÍMETRO: longitud de la
divisoria de aguas.
CUERDA:
ANCHO MEDIO:
PROCEDIMIENTOS PARA DETERMINAR LA
EXTENSION DE LA CUENCA:
grilla pesada
TRAZADO DE LA DIVISORIA DE AGUAS
distancia
en el mapa
distancia
en el
terreno
módulo
de escala
FORMA DE LA CUENCA
La forma de la cuenca afecta los histogramas de
escorrentía y las tasas de flujo máximo. La
mayoría de las cuencas tienden a tener forma de
pera; sin embargo, los controles conducen a
numerosas desviaciones de esta forma.
ÍNDICES MORFOMÉTRICOS DE FORMA
Índice de compacidad (Kc)
Relación de Circularidad (C)
Relación de Elongación (E)
Factor de Forma (Ff)
Índice lemniscata (Le)
ÍNDICE DE COMPACIDAD (Kc)
Relaciona el perímetro de la cuenca Pu con el perímetro de un círculo Pc cuya área Ac es igual a la de la cuenca Au.
Kc = 1 círculo Kc = 1 y 1.25 redonda a ovalo redonda Kc = 1.25 y 1.5 ovalo redonda a ovalo oblonga Kc = 1.5 y 1.75 ovalo oblonga a rectangular - oblonga
RELACIÓN DE CIRCULARIDAD(C)
Cociente entre el área de la cuenca Au y la superficie de un círculo Ac que posee igual perímetro que la unidad de estudio.
Cuando C se aproxima a 1, la forma de la cuenca tiende a un círculo. Para cuencas de primer y segundo orden, que se desarrollan sobre materiales homogéneos, especialmente esquistos y calizas, C varía entre 0,6 a 0,7.
RELACIÓN DE ELONGACIÓN (E)
Cociente entre el diámetro de un círculo de la
misma área de la cuenca D y la mayor longitud
de ella L, paralela al cauce principal.
Si E se aproxima a 1 la forma de
la cuenca tenderá a un círculo.
Las cuencas con valores
próximos a 1 se presentan en
áreas de llanura;
valores entre 0,6<E<0,9 en áreas
de relieve acentuado.
Varía entre 0,6 y 1 para una
amplia variedad de regímenes
climáticos y condiciones
geológicas.
FACTOR DE FORMA (Ff)
El Factor de Forma, permite la comparación de la cuenca,
empleando con distintas formas geométricas simples. Si existiese
completa similitud geométrica entre las diferentes morfología, se
tendría en todos los casos que el factor es igual a una constante,
que toma distintos valores según sea la figura simple de referencia
FACTOR DE FORMA (Ff)
Índice Lemniscata(Le) Mide el grado de aproximación de la forma de la cuenca a la figura geométrica lemniscata; dicha figura posee la forma de una pera. Su función es:
Cuando el parámetro de redondez P, es igual a la unidad la cuenca se aproxima a un círculo. La ecuación 14 no es muy usada. Si se toma como figura de referencia la lemniscata, el grado de aproximación de la cuenca a ella se mide por medio del cociente entre el perímetro de la lemniscata y el de la cuenca.
Curva hipsométrica o curva área
elevación.
Altitud media (Hm)
Pendiente media de la cuenca (Ic)
Coeficiente Orográfico (CO)
Coeficiente de Masividad (CM)
Rectángulo Equivalente
Índice de pendiente (Ip)
PARAMETROS PARA DEFINIR EL RELIEVE DE
UNA CUENCA HIDROGRÁFICA
CURVA HIPSOMETRICA
curva que relaciona el área
de la cuenca y la altura por
encima de un nivel de
referencia.
C. I. = 1275
C. S. = 1300
C. max. = 1424 C.min. = 945
No. fajas = (C.max. – C.min)/6 = (1424 – 945)/6 = 79.8
Faja cota cota area area
No. superior inferior parcial parcial
(m) (m) (km2) (%)
1 1424 1400 0,0210 0,42
2 1400 1300 0,4775 9,62
3 1300 1200 1,7313 34,87
4 1200 1100 1,2902 25,98
5 1100 1000 1,2107 24,38
6 1000 945,0 0,2347 4,73
4,9654 100,00
cota cota parcial acumulada acumulada
(m) (%) (km2) (km2) (%)
1424 100,00 0,0000 0,00
1400 94,99 0,0210 0,0210 0,42
1300 74,11 0,4775 0,4985 10,04
1200 53,24 1,7313 2,2298 44,91
1100 32,36 1,2902 3,5199 70,89
1000 11,48 1,2107 4,7306 95,27
945 0,00 0,2347 4,9654 100,00
Se define como la pendiente
promedio de todas las laderas, y es
considerada uno de los principales
indicadores geométricos(Gutiérrez
Hernández y Gonzales Piedra, 1986)
PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA (Ic)
PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA (Ic)
PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA (Ic)
ALTURA MEDIA (Hm)
ALTURA MEDIA (Hm)
ALTURA MEDIA (Hm)
COEFICIENTE DE MASIVIDAD (CM)
COEFICIENTE OROGRÁFICO (CO)
“Se trata de una transformación puramente
geométrica de la cuenca en un rectángulo de
perímetro, superficie, Índice de compacidad y
repartición altimétrica (hipsométrica) idéntica.”
RECTANGULO EQUIVALENTE
RECTANGULO EQUIVALENTE
Au = 658 km
2 P
u = 142.5 km
DETERMINACIÓN DE LAS
CARACTERÍSTICAS
MORFOMÉTRICAS DE LA RED
DE DRENAJE DE LA CUENCA
HIDROGRÁFICA
RED DE DRENAJE: CONCEPTOS Y DEFINICIONES
Si se idealizan los cursos de agua, que transportan uno o
más tipos de escurrimiento, a través de simples líneas, el
resultado es un diagrama que se denomina red de
escurrimiento, red de drenaje, red de canales o red de
avenamiento (Dasso, 1981).
Se denomina cauce o canal a toda depresión
predominantemente lineal, natural o artificial, que
periódicamente o en forma continua contiene un flujo de
agua; también, es una forma de conexión entre dos cuerpos
de agua. El canal tiene fondos y márgenes definidos.
La red de drenaje, es el resultado de la combinación de
factores climáticos, edáficos, vegetacionales, geológicos y
geomorfológicos. No solo responde a condiciones del
modelado actual, sino que también representa condiciones
antiguas diferentes, sin descontar el efecto antrópico.
a) Patrón Radial b) Patrón Rectangular c) Patrón Trellis
RED DE DRENAJE
a) Patrón dendrítico
b) Patrón paralelo
c) Patrón Trellis
d) Patrón rectangular u ortogonal
RED DE DRENAJE
e) Patrón radial f) Patrón anular g) Red Cribada h) Red consolidada
RED DE DRENAJE
TIPOLOGIA
RED DRENAJE
RED DE DRENAJE: JERARQUIZACION
CLASIFICACIÓN Y JERARQUIZACIÓN
SISTEMA DE HORTON - STRAHLER.
• Todos los canales que se originan en fuentes o
nudos externos, son considerados de primer
orden,
u = 1.
• Cuando dos canales de igual orden se
encuentran en un nudo interno, se forma un canal
de orden u + 1.
• Cuando dos canales de diferentes órdenes se
unen, el segmento inmediatamente aguas abajo
del nudo, prosigue con el de mayor orden de los
dos. Por lo tanto, un canal de orden u + 1, puede
estar formado por mas de un segmento interno.
• El orden de la red, k, está dado por el orden del
segmento que contiene la raíz.
Todos los canales que se originan en
fuentes o nudos externos, son
considerados de primer orden, u = 1.
Cuando dos canales de igual orden
se encuentran en un nudo interno, se
forma un canal de orden u + 1.
Cuando dos canales de diferentes
órdenes se unen, el segmento
inmediatamente aguas abajo del
nudo, prosigue con el de mayor
orden de los dos. Por lo tanto, un
canal de orden u + 1, puede estar
formado por mas de un segmento
interno.
El orden de la red, k, está dado por
el orden del segmento que contiene
la raíz.
RED DE DRENAJE
LEYES QUE DESCRIBEN LA ESTRUCTURA DE LA RED DE DRENAJE
LEY DE NUMERO DE CAUCES
LEY DEL NÚMERO DE
CAUCES
RELACIÓN DE
BIFURCACIÓN
LEY DE NÚMERO DE
ORDEN DE CAUCE
LEY DE NÚMERO DE ORDEN DE CAUCE
LEY DEL NÚMERO DE
CAUCE
LEY DE LONGITUDES
MEDIAS ACUMULADAS Y
RELACIÓN DE LONGITUD
LEY DE ÁREAS
LEY DE LONGITUD LEY DE AREAS
CAUCE
PRINCIPAL
Coeficiente de
Sinuosidad
PENDIENTE CAUCE PRINCIPAL
(Método de Alexeiev)
DENSIDAD DE DRENAJE
( Dd)
CONSTANTE DE MANTENIMIENTO
DE CANAL (CK)
PARAMETROS DE LA RED DE DRENAJE
LONGITD MEDIA DEL
ESC. SUPERFICIAL
FRECUENCIA DE
CANALES (F)
DENSIDAD DE DRENAJE Y FRECUENCIA DE
CANALES EN EL AREA ALUVIONAL DEL GRAN
MENDOZA
DENSIDAD DE DRENAJE Y FRECUENCIA DE
CANALES EN EL AREA ALUVIONAL DEL GRAN
MENDOZA
RÍO, PLANICIE DE INUNDACIÓN Y CORREDOR:
¿Que es un río?
Es una corriente natural de agua que fluye con
continuidad por un cauce
¿Que es una planicie o llanura de inundación?
La llanura de inundación es una franja de tierra
relativamente plana, junto a un río y que sufre los
desborde de la corriente durante las crecidas.
Más sencillamente, una llanura de inundación es una
franja de tierra relativamente plana, junto a un río y
que es ocupada por las aguas durante las crecidas
¿Qué es un corredor fluvial?
Integrado por el cauce fluvial y su planicie de
inundación
UN RÍO ES UN SISTEMA DINÁMICO CON MUCHAS
INTERACCIONES ENTRE EL CUERPO DE AGUA Y
LA TIERRA.
RÍO, PLANICIE DE INUNDACIÓN Y CORREDOR:
conectividad y ecosistema fluvial (cont.)
Los ríos, valles de inundación y nacientes conforman un
complejo ecosistema que incluyen los suelos, biota
(vegetación y fauna) y red de drenaje.
Los corredores cumplen una serie de funciones
ecológicas como la regulación de la escorrentía, el
almacenamiento del agua, la remoción de diverso tipo
de materiales y a la vez proveen un hábitat para diversas
especies acuáticas y terrestres (vegetación y fauna).
Desde los albores de la civilización los ríos han brindado
bienes y servicios la sociedad en su conjunto (sustento
vital, alimento, transporte, recreación y otros) y lo
siguen haciendo de manera creciente en la actualidad,
al punto que la mayor parte de los países del mundo
dependen de estos cuerpos de agua, por lo cual, es
imprescindible una gestión de los mismos así como de
sus cuencas de aporte.
RÍO, PLANICIE DE INUNDACIÓN Y CORREDOR:
conectividad y ecosistema fluvial
INTERRELACIONES ENTRE RÍO Y PLANICIE DE INUNDACIÓN
El ecosistema fluvial está constituido por:
cuenca vertiente
fuente de alimentación
régimen de caudales
morfología y dinámica del cauce
fauna acuática indicadora del funcionamiento o del río
la vegetación de las riberas y llanuras de inundación
determina
configura
determina
VARIACIONES EN LA MORFOLOGÍA DEL CAUCE
DESDE SUS NACIENTES HASTA LA DESEMBOCADURA
tierras altas
aporte desde pendientes
erosión de márgenes
sedimentos decanal gruesos
zona 1"fuente" o
"zona de producción
de sedimentos"
zona 2"zona de
transferencia"
depó sito desedimentosen estuario
zona 3"zona de depósito"
curvatura demeandroscambialateralmente
decarga de sedimentosfinos sobre la planicie deinundación, conacumulación temporalde material
terraplenes ubicadosmuy cerca del río colapsan
PROCESOS FLUVIALES
Sección transversal de un cauce, indicando los
distintos niveles de las aguas
aguas bajas o estiaje;
el nivel que alcanzan las avenidas ordinarias o mas
frecuentes;
el nivel de la llanura de inundación, alcanzado por crecientes
extraordinarias, poco frecuentes, conectada con las terrazas
fluviales o laderas donde se desarrolla una vegetación
típicamente terrestre.
TRAZADO DE LOS CAUCES
L = 1.5 long. valle
L onda = 7 a 11 ancho
r = 2 a 3 ancho
Anastomosado o
trenzado
LLL
a) flujo convergente y divergente en un pozo o rápido.
b) vector de flujo en una curva del meandro, convergente en el pozo del lado
cóncavo de la curva y divergente en el otro.
c) en riberas cohesivas la corriente crea pozos y rápidos en el centro de ella;
cuando las riberas son mas erodibles la erosión lateral y deposición produce
una forma mas sinuosa.
D. tirante medio, en m
W: ancho superficial, en m.
V: velocidad media, en m.s-1.
a, c y e: coeficientes (a.c.e = 1)
b, d y f: exponentes (b+d+f = 1)
pend.media
a b c d e f (%)
VACAS 0,201 0,401 7,138 0,220 0,697 0,379 2,52
CUEVAS 0,171 0,457 9,914 0,132 0,590 0,411 2,45
TUPUNGATO 0,223 0,334 10,945 0,252 0,410 0,414 1,05
MENDOZA 0,174 0,370 13,852 0,252 0,415 0,378 1,00
tirante medio ancho medio velocidad media
GEOMETRÍA HIDRÁULICA
flujo
máximaprofundidad
ancho superficial
perímetromojado
tirante medio
dQcW
bQaD
fQeV
GEOMETRIA HIDRAULICA:
FACTOR GEOLOGICO:
ROCAS: TIPOS
CONSOLIDADAS
NO CONSOLIDADAS
ROCAS:
CARACTERISTICAS
POROSIDAD
PERMEABILIDAD
FACTOR GEOLOGICO:
CONCEPTUALIZACIÓN DEL SISTEMA FÍSICO
Las características topográficas, meteorológicas, geológicas y de suelos interactúan y determinan un
bioma.
Desiertos
Bosques tropicales
la desaparición de la vegetación, incide sobre los
procesos hidrológicos
Calidad del agua: aumento de la turbidez, temperatura y
concentración de contaminantes.
Cantidad de agua: aumento del caudal en períodos
lluviosos y reducción significativa del flujo base en
períodos de estiajes.
Obras: disminución de la capacidad de almacenamiento de
los reservorios y reducción de la vida útil del equipamiento
electromecánico por abrasión.
Fauna y flora: destrucción del hábitat por alteración de las
características físico-químicas del agua. Eliminación de
fuentes de alimentos, quebrando la cadena trófica.
Suelos y topografía: incremento de la erosión del suelo por
agua y viento; pérdida de fertilidad de los suelos;
modificación de cauces, etc.
Clima: aumento de la velocidad del viento, elevando las
pérdidas de agua del suelo; disminución de la humedad
relativa, etc.
LA VEGETACIÓN EJERCE UN CONTROL
SIGNIFICATIVO SOBRE LOS PROCESOS FLUVIALES
Resistencia al flujo, aumentando considerablemente la
rugosidad de la superficie por donde circulan las aguas de
la corrientes, en sus distintos niveles.
Intercepción de los sedimentos en la corriente,
provocando la disminución de la velocidad del agua,
favoreciendo la sedimentación de los materiales
transportados por ella, dando lugar a la formación de
bancos en las orillas.
Interrupción de la corriente, formando pequeñas barreras
de restos vegetales (troncos caídos, detritus, etc) que
disminuyen la pendiente efectiva del lecho y la fuerza de
arrastre de las aguas.
Aumento de la cohesión de las orillas, evitando la
inestabilidad lateral del cauce.
Formación de orillas cóncavas por sedimentación lateral.
RELACIÓN ENTRE LA ESCORRENTÍA SUPERFICIAL Y
LA SUPERFICIE FORESTAL EN UNA CUENCA
tratamiento
erosión
(ton.ha-1
.
año-1)
relación
extrac.total/s.
corte
Todos los árboles han sido talados
y extraído sus raíces
28.53 78
Tala completa 3.66 10
Tala de ¾ de la superficie en la
parte alta de la pendiente
2.06 6
Tala de1/2 de la superficie en la
parte alta de la pendiente
1.14 3
Tala de 1/4de la superficie en la
parte alta de la pendiente
0.75 2
Sin corte 0.35 1
RELACIÓN ENTRE LA TALA DE UN BOSQUE COMERCIAL
DE 30 AÑOS DE ANTIGÜEDAD Y LA EROSIÓN