Cap-05.
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- Words: 1,286
- Pages: 6
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
CAPITULO
05.00.00.
05.01.00.
V
EVALUACION HIDRAULICA DE LA CUENCA
INTRODUCCION.- Dentro del análisis morfológico de las cuencas;
existen
descripción
y
muchas
formas
clasificación
y
en
modelos
cuanto
características
fisiográficas
o
cuenca;
embargo
influencia
sin
características
físicas
la de
una
parámetros cuenca
de
a
sus
de
una
de
las
hidrográfica
sobre la respuesta hidrológica de la misma contribuye considerablemente
al
carácter
hidrológico
de
una
cuenca a formar sus características físicas. Se podría suponer que esta interrelación debería suministrar la base
para
mecanismos
cuantitativos
con
el
fin
de
predecir la respuesta hidrológica a partir de aquellos parámetros físicos que son fáciles de medir. Aunque se han
podido
desarrollar
algunas
relaciones
útiles,
hasta el momento los resultados son más cualitativos que cuantitativos. La dificultad en relacionar las características físicas e hidrológicas de una cuenca se debe a un gran número de factores.
La
determinación
precisa
de
las
características
físicas de una cuenca está limitada por la disponibilidad de mapas que, en general, son de diferentes escalas y están hechos con estándars cartográficos diferentes, de manera que un mismo parámetro puede tener diferentes valores de acuerdo con el mapa del cual se ha obtenido. Para otros parámetros, las
definiciones
son
arbitrarias,
de
modo
que
existe
la
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
posibilidad de que aún no se hayan logrado las definiciones más apropiadas. Finalmente es claro que la relación entre las características físicas que son prácticamente estáticas, de la
cuenca
y
las
características
hidrológicas
altamente
estocásticas, de la misma, debe ser de gran complejidad; por tal razón, establecer las adecuadas relaciones entre ellas aún no ha sido posible [1].
Estas dificultades; sin duda están relacionadas a la falta de información disponible y a la carencia de ciertos
patrones
que
permitan
una
adecuada
clasificación y ordenamiento. Muchos ciencia
de
morfológica;
determinación definidas.
conceptos permiten
exacta
Es
clasificativa muchas
los
decir, de
veces
de
un
la
unos
a
la
modelos
de
en
la
a
la
acercamiento
morfología
pretende
acuerdo
distan
disponibles
otros
en
cuencas
estandarización estudiados sin
tener
que mayor
relación. 05.02.00.
MORFOLOGIA
DE
LA
CUENCA.-
La
teoría
hidrológica,
cuenta hoy con gran variedad de métodos y modelos para determinar
el
tipo
de
cuenca
a
la
cual
pertenece
cierta unidad de estudio y variados son los conceptos y denominaciones empleadas en este propósito. Entre las características de una cuenca tenemos: Su
forma,
altitud,
área,
red
de
perímetro,
drenaje,
pendiente,
orientación;
relieve,
así
como
la
longitud y pendiente del cauce principal, entre otras. 05.02.01.CARACTERISTICAS
FISICAS
DE
LA
FORMA
DE
LA
CUENCA.-
Dentro de análisis hidrológico se han propuesto muchas formas
numéricas
para
describir
las
diferentes
características de una cuenca hidrográfica. 05.02.01.01.-
COEFICIENTE
DE
COMPACIDAD
Kc.-
El
coeficiente de compacidad o Gravelius de una cuenca es el [1] LINSLEY
cociente
JR,RAY, K. "HIDROLOGÍA
PARA
que
existe
INGENIEROS",
P.347
entre
el
perímetro
P
de
la
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
cuenca y el perimetro
D de un círculo que tenga el
mismo área que la cuenca. P Kc = 0.2821 * ─── A
Donde : Kc
:
Coeficiente de compacidad.
P
:
Perímetro de la cuenca.
A
:
Area de la cuenca.
05.02.01.02.- NUMERO DE ORDEN.- R.E. HORTON sugirió la clasificación de cauces de acuerdo al "número de orden de
un
río"
como
una
medida
de
la
ramificación del
cauce principal en una cuenca hidrográfica. Donde un río
de
primer
orden
es
un
tributario
pequeño
sin
ramificaciones; un río de segundo orden es uno que posee únicamente ramificaciones de primer orden y un río
de
tercer
orden
es
uno
que
posee
solamente
ramificaciones de primero y segundo orden. El orden de una cuenca hidrográfica esta dado por el número de orden del cauce principal. El número de orden de la Cuenca "LUCMOS", es de tercer orden. 05.02.01.03.- DENSIDAD DE DRENAJE.- La longitud total de los cauces dentro de una cuenca, dividida por el área total de drenaje, define la "Densidad de Drenaje" o longitud de canales por unidad de área. Una densidad alta refleja una cuenca muy bien drenada que debería responder
relativamente
rápido
al
influjo
de
la
precipitación; una cuenca con baja densidad refleja un área pobremente drenada con respuesta hidrológica muy lenta. En sitios donde
los materiales del suelo son
resistentes a la erosión o muy permeables y donde el relieve es bajo, ocurren densidades de drenaje bajas. Los valores altos de la densidad reflejan generalmente áreas
con
suelos
fácilmente
erosionables
o
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
relativamente impermeables, con pendientes fuertes y escasa cobertura vegetal. L Dd = ─── A Donde : Dd
=
Densidad de drenaje por Km.
L
=
Longitud
total
de
las
corrientes
permanentes e intermitentes en Km. A
=
Area
total
de
la
cuenca
en
Km². DENSIDAD DE DRENAJE DE LA CUENCA DE LUCMOS SERA: Dd = 15.832/23.244 Dd = 0.681 Km/Km²
05.02.01.04.- LONGITUD DE FLUJO DE SUPERFICIE.- Es un parámetro
que
establece
en
forma
aproximada
la
longitud promedio del flujo de superficie (Lo), por medio de la ecuación: 1 Lo = ──── 2*Dd Donde : Lo
=
Longitud media de drenaje.
Dd
=
Densidad de drenaje.
LA LONGITUD DE DRENAJE DE LA SUPERFICIE DE LA CUENCA SERA: Lo = 0734214
05.02.01.05.cuenca
FORMA
hidrográfica
DE
LA
CUENCA.-
afecta
los
La
forma
de
hidrogramas
la de
escorrentía y las tasas de flujo máximo. La mayoría de la cuencas tienden a tener la forma de una pera; sin embargo, los controles geológicos conducen a numerosas desviaciones a partir de esta forma. Horton sugirió un factor adimensional de forma, Rf, como índice de la forma de una cuenca según la ecuación:
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
A Rf = ──── Lb²
Donde : Rf
=
Indice de la forma de la cuenca.
A
=
Area de la cuenca (23.244 Km²).
Lb
=
Longitud
de
la
cuenca
en
línea
recta desde el punto de desagüe hasta el límite de la hoya, cerca de la cabecera del cauce más largo (Lb = 4.842 Km). Este
índice
extensamente
o
como
su
recíproco
indicadores
han
de
la
sido
usados
forma
del
hidrograma unitario. La ecuación anterior no implica necesariamente una suposición especial de la forma de la cuenca. Así tenemos que para un círculo R f=0,79; para un cuadrado, con la salida en el punto medio de uno de los lados, Rf=1; y para el salida
en
una
correspondientes
esquina, para
otras
Rf=0,5. formas
cuadrado con la Los
valores
geométricas
se
pueden deducir fácilmente. ┌────────────┬─────────────────────────────┐ │ CUENCA │ FORMA DE LA CUENCA │ ├────────────┼─────────────────────────────┤ │ │ │ │ LUCMOS │ Rf = 0.9914 │ │ │ │ │ │ Forma de cuadrado con │ │ │ salida en el punto medio │ │ │ de uno de los lados. │ └────────────┴─────────────────────────────┘ 05.02.02.PARAMETROS DE RELIEVE DE LA CUENCA.- Los parámetros de relieve o topografía de una cuenca suelen tener mayor influencia
sobre
la
respuesta
hidrológica
que
los
parámetros físicos de la cuenca; en el presente estudio de tesis consideraremos los siguientes: 05.02.02.01.- PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL.- Este es un
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
parámetro que se obtiene sobre el canal principal de la cuenca y su determinación puede efectuarse mediante diversos sistemas.
05.02.02.02.- POLIGONO DE FRECUENCIAS.- Si se razona de la manera siguiente: Sea P un punto sobre la curva hipsométrica al
cual
le
corresponde
las
coordenadas
(a,z), donde a es el área de la cuenca sobre la cota z, y se divide el valor de a entre el valor total del área de la cuenca A, se obtendrá el porcentaje de área sobre
la
cota
z,
lo
cual
permite
representar
la
frecuencia de áreas. Es decir, que esta curva puede explotarse en forma de frecuencias.
FACULTAD DE INGENIERIA
CAPITULO
05.00.00.
05.01.00.
V
EVALUACION HIDRAULICA DE LA CUENCA
INTRODUCCION.- Dentro del análisis morfológico de las cuencas;
existen
descripción
y
muchas
formas
clasificación
y
en
modelos
cuanto
características
fisiográficas
o
cuenca;
embargo
influencia
sin
características
físicas
la de
una
parámetros cuenca
de
a
sus
de
una
de
las
hidrográfica
sobre la respuesta hidrológica de la misma contribuye considerablemente
al
carácter
hidrológico
de
una
cuenca a formar sus características físicas. Se podría suponer que esta interrelación debería suministrar la base
para
mecanismos
cuantitativos
con
el
fin
de
predecir la respuesta hidrológica a partir de aquellos parámetros físicos que son fáciles de medir. Aunque se han
podido
desarrollar
algunas
relaciones
útiles,
hasta el momento los resultados son más cualitativos que cuantitativos. La dificultad en relacionar las características físicas e hidrológicas de una cuenca se debe a un gran número de factores.
La
determinación
precisa
de
las
características
físicas de una cuenca está limitada por la disponibilidad de mapas que, en general, son de diferentes escalas y están hechos con estándars cartográficos diferentes, de manera que un mismo parámetro puede tener diferentes valores de acuerdo con el mapa del cual se ha obtenido. Para otros parámetros, las
definiciones
son
arbitrarias,
de
modo
que
existe
la
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
posibilidad de que aún no se hayan logrado las definiciones más apropiadas. Finalmente es claro que la relación entre las características físicas que son prácticamente estáticas, de la
cuenca
y
las
características
hidrológicas
altamente
estocásticas, de la misma, debe ser de gran complejidad; por tal razón, establecer las adecuadas relaciones entre ellas aún no ha sido posible [1].
Estas dificultades; sin duda están relacionadas a la falta de información disponible y a la carencia de ciertos
patrones
que
permitan
una
adecuada
clasificación y ordenamiento. Muchos ciencia
de
morfológica;
determinación definidas.
conceptos permiten
exacta
Es
clasificativa muchas
los
decir, de
veces
de
un
la
unos
a
la
modelos
de
en
la
a
la
acercamiento
morfología
pretende
acuerdo
distan
disponibles
otros
en
cuencas
estandarización estudiados sin
tener
que mayor
relación. 05.02.00.
MORFOLOGIA
DE
LA
CUENCA.-
La
teoría
hidrológica,
cuenta hoy con gran variedad de métodos y modelos para determinar
el
tipo
de
cuenca
a
la
cual
pertenece
cierta unidad de estudio y variados son los conceptos y denominaciones empleadas en este propósito. Entre las características de una cuenca tenemos: Su
forma,
altitud,
área,
red
de
perímetro,
drenaje,
pendiente,
orientación;
relieve,
así
como
la
longitud y pendiente del cauce principal, entre otras. 05.02.01.CARACTERISTICAS
FISICAS
DE
LA
FORMA
DE
LA
CUENCA.-
Dentro de análisis hidrológico se han propuesto muchas formas
numéricas
para
describir
las
diferentes
características de una cuenca hidrográfica. 05.02.01.01.-
COEFICIENTE
DE
COMPACIDAD
Kc.-
El
coeficiente de compacidad o Gravelius de una cuenca es el [1] LINSLEY
cociente
JR,RAY, K. "HIDROLOGÍA
PARA
que
existe
INGENIEROS",
P.347
entre
el
perímetro
P
de
la
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
cuenca y el perimetro
D de un círculo que tenga el
mismo área que la cuenca. P Kc = 0.2821 * ─── A
Donde : Kc
:
Coeficiente de compacidad.
P
:
Perímetro de la cuenca.
A
:
Area de la cuenca.
05.02.01.02.- NUMERO DE ORDEN.- R.E. HORTON sugirió la clasificación de cauces de acuerdo al "número de orden de
un
río"
como
una
medida
de
la
ramificación del
cauce principal en una cuenca hidrográfica. Donde un río
de
primer
orden
es
un
tributario
pequeño
sin
ramificaciones; un río de segundo orden es uno que posee únicamente ramificaciones de primer orden y un río
de
tercer
orden
es
uno
que
posee
solamente
ramificaciones de primero y segundo orden. El orden de una cuenca hidrográfica esta dado por el número de orden del cauce principal. El número de orden de la Cuenca "LUCMOS", es de tercer orden. 05.02.01.03.- DENSIDAD DE DRENAJE.- La longitud total de los cauces dentro de una cuenca, dividida por el área total de drenaje, define la "Densidad de Drenaje" o longitud de canales por unidad de área. Una densidad alta refleja una cuenca muy bien drenada que debería responder
relativamente
rápido
al
influjo
de
la
precipitación; una cuenca con baja densidad refleja un área pobremente drenada con respuesta hidrológica muy lenta. En sitios donde
los materiales del suelo son
resistentes a la erosión o muy permeables y donde el relieve es bajo, ocurren densidades de drenaje bajas. Los valores altos de la densidad reflejan generalmente áreas
con
suelos
fácilmente
erosionables
o
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
relativamente impermeables, con pendientes fuertes y escasa cobertura vegetal. L Dd = ─── A Donde : Dd
=
Densidad de drenaje por Km.
L
=
Longitud
total
de
las
corrientes
permanentes e intermitentes en Km. A
=
Area
total
de
la
cuenca
en
Km². DENSIDAD DE DRENAJE DE LA CUENCA DE LUCMOS SERA: Dd = 15.832/23.244 Dd = 0.681 Km/Km²
05.02.01.04.- LONGITUD DE FLUJO DE SUPERFICIE.- Es un parámetro
que
establece
en
forma
aproximada
la
longitud promedio del flujo de superficie (Lo), por medio de la ecuación: 1 Lo = ──── 2*Dd Donde : Lo
=
Longitud media de drenaje.
Dd
=
Densidad de drenaje.
LA LONGITUD DE DRENAJE DE LA SUPERFICIE DE LA CUENCA SERA: Lo = 0734214
05.02.01.05.cuenca
FORMA
hidrográfica
DE
LA
CUENCA.-
afecta
los
La
forma
de
hidrogramas
la de
escorrentía y las tasas de flujo máximo. La mayoría de la cuencas tienden a tener la forma de una pera; sin embargo, los controles geológicos conducen a numerosas desviaciones a partir de esta forma. Horton sugirió un factor adimensional de forma, Rf, como índice de la forma de una cuenca según la ecuación:
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
A Rf = ──── Lb²
Donde : Rf
=
Indice de la forma de la cuenca.
A
=
Area de la cuenca (23.244 Km²).
Lb
=
Longitud
de
la
cuenca
en
línea
recta desde el punto de desagüe hasta el límite de la hoya, cerca de la cabecera del cauce más largo (Lb = 4.842 Km). Este
índice
extensamente
o
como
su
recíproco
indicadores
han
de
la
sido
usados
forma
del
hidrograma unitario. La ecuación anterior no implica necesariamente una suposición especial de la forma de la cuenca. Así tenemos que para un círculo R f=0,79; para un cuadrado, con la salida en el punto medio de uno de los lados, Rf=1; y para el salida
en
una
correspondientes
esquina, para
otras
Rf=0,5. formas
cuadrado con la Los
valores
geométricas
se
pueden deducir fácilmente. ┌────────────┬─────────────────────────────┐ │ CUENCA │ FORMA DE LA CUENCA │ ├────────────┼─────────────────────────────┤ │ │ │ │ LUCMOS │ Rf = 0.9914 │ │ │ │ │ │ Forma de cuadrado con │ │ │ salida en el punto medio │ │ │ de uno de los lados. │ └────────────┴─────────────────────────────┘ 05.02.02.PARAMETROS DE RELIEVE DE LA CUENCA.- Los parámetros de relieve o topografía de una cuenca suelen tener mayor influencia
sobre
la
respuesta
hidrológica
que
los
parámetros físicos de la cuenca; en el presente estudio de tesis consideraremos los siguientes: 05.02.02.01.- PENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPAL.- Este es un
PROY: IRRIGACION “LUCMOS” UNSAAC MWRH CIVIL
FACULTAD DE INGENIERIA
parámetro que se obtiene sobre el canal principal de la cuenca y su determinación puede efectuarse mediante diversos sistemas.
05.02.02.02.- POLIGONO DE FRECUENCIAS.- Si se razona de la manera siguiente: Sea P un punto sobre la curva hipsométrica al
cual
le
corresponde
las
coordenadas
(a,z), donde a es el área de la cuenca sobre la cota z, y se divide el valor de a entre el valor total del área de la cuenca A, se obtendrá el porcentaje de área sobre
la
cota
z,
lo
cual
permite
representar
la
frecuencia de áreas. Es decir, que esta curva puede explotarse en forma de frecuencias.
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