GEOMORFOLOGIADECUENCAS de curso de hidrología

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1. GEOMORFOLOGÍA DE CUENCAS Mtro. Melvin Roger POZO HUILLCA 14/10/2024 1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HUANTA

2. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 2 En las ciencias de la tierra ha sido reconocida la dependencia de la geomorfología en la interacción de la geología, el clima y el movimiento del agua sobre la tierra. Las características físicas de una cuenca forman un conjunto que influye profundamente en el comportamiento hidrológico de dicha zona tanto a nivel de las excitaciones como de las respuestas de la cuenca tomada como un sistema.

3. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 3 CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLÓGICAS DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA Las características geomorfológicas que se van a estudiar en este capítulo son las siguientes: Área longitud de la cuenca y su perímetro Pendiente promedio de la cuenca Curva hipsométrica Histograma de frecuencias altimétricas Altura y elevación promedia Relación de bifurcación de los canales Densidad de drenaje Perfil y pendiente promedia del cauce principal Coeficiente de cubrimiento de bosques.

4. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 4 A REA DE LA CUENCA (A) El área de la cuenca es probablemente la característica geomorfológica más importante para el diseño Está definida como la proyección horizontal de toda el área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural.

5. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 5 El área es un parámetro geomorfológico muy importante. Su importancia radica en las siguientes razones: Es un valor que se utilizará para muchos cálculos en varios modelos hidrológicos. Para una misma región hidrológica o regiones similares, se puede decir que a mayor área mayor caudal medio. Bajo las mismas condiciones hidrológicas, cuencas con áreas mayores producen hidrógrafas con variaciones en el tiempo más suaves y más llanas. Sin embargo, en cuencas grandes, se pueden dar hidrógrafas picudas cuando la precipitación fue intensa y en las cercanías, aguas arriba, de la estación de aforo. El área de las cuencas se relaciona en forma inversa con la relación entre caudales extremos: mínimos/máximos.

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7. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 7 Relaciones entre Qmin /Q max en algunos ríos Río Area Cuenca Km Caudal Mínimo m3 /s Caudal Máximo m3 /s Qmin / Qmax Rhin 160000 500 12000 1/24 Magdalena 16500 84 6090 1/72 Tenche 85.4 0.3 295 1/983 Las relaciones Qmin / Qmax encontradas para algunas estaciones limnigráficas localizadas en el departamento de Antioquia

8. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 8 El área de la cuenca, A, se relaciona con la media de los caudales máximos, Q, así:   C y n son constantes. Al graficar esta relación en papel doblemente logarítmico se obtiene una recta de pendiente n. Según Leopold (1964) n (factor de Leopold) varía entre 0.65 y 0.80 con un valor promedio de 0.75.   Donde : A: área de la cuenca en km2 Q: media de los caudales máximos instantáneos en / s  

9. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 9 Johnston y Cross (1970) consideran que si dos cuencas hidrográficas son hidráulicamente semejantes en todos sus aspectos se cumple la siguiente relación:   Estación Área [Km²] Media de los caudales Máximos [m³/s] Bocatoma 155.20 38.92 Callelarga 657.02 110.64

10. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 10 Evolución regional de los caudales en el conjunto de la cuenca del Amazonas para el periodo 1974-2004 y su relación con factores climáticos https:// hdl.handle.net /20.500.12542/1072

11. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 11 LONGITUD, PERÍMETRO Y ANCHO La longitud, L, de la cuenca puede estar definida como la distancia horizontal del río principal entre un punto aguas abajo (estación de aforo) y otro punto aguas arriba donde la tendencia general del río principal corte la línea de contorno de la cuenca.

12. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 12 El ancho se define como la relación entre el área (A) y la longitud de la cuenca (L) y se designa por la letra W. De forma que: W  

13. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 13 PARÁMETROS DE FORMA DE LA CUENCA Dada la importancia de la configuración de las cuencas, se trata de cuantificar estas características por medio de índices o coeficientes, los cuales relacionan el movimiento del agua y las respuestas de la cuenca a tal movimiento (hidrógrafa). Los factores geológicos, principalmente, son los encargados de moldear la fisiografía de una región y particularmente la forma que tienen las cuencas hidrográficas. Para explicar la forma de la cuenca, se compara con figuras geometrías conocidas como lo son: el circulo, el ovalo, el cuadrado y el rectángulo.

14. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 14 Factores de forma de Horton Las observaciones de un buen número de cuencas reales en todo el mundo permiten establecer la siguiente relación entre el área de la cuenca A y el área de un cuadrado de longitud L, siendo L la longitud del cauce principal:   Despejando el valor de L se tiene: L  

15. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 15 Coeficiente de compacidad o índice de Gravelius Este está definido como la relación entre el perímetro P y el perímetro de un círculo que contenga la misma área A de la cuenca hidrográfica: Donde R es el radio del círculo equivalente en área a la cuenca. Por la forma como fue definido: K≥1 . Obviamente para el caso K = 1, obtenemos una cuenca circular. K  

16. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 16 PARÁMETROS RELATIVOS AL RELIEVE Son muy importantes ya que el relieve de una cuenca puede tener más influencia sobre la respuesta hidrológica que la forma misma de la cuenca. Los parámetros relativos al relieve son : Pendiente promedia de la cuenca Este parámetro es de importancia pues da un índice de la velocidad media de la escorrentía y su poder de arrastre y de la erosión sobre la cuenca.

17. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 17 Los valores se puede construir un histograma de pendientes que permite estimar el valor medio y la desviación estándar del muestreo de las pendientes. Uno de los métodos más representativos para el cálculo es el muestreo aleatorio por medio de una cuadrícula; llevando las intersecciones de la cuadrícula sobre el plano topográfico y calculando la pendiente para todos puntos arbitrariamente escogidos

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19. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 19 Se cuentan los cortes de las curvas de nivel con los ejes horizontal y vertical de la cuadrícula respectivamente y se tiene:     donde: h: es la diferencia de cotas entre curvas de nivel. es el número de cruces de las curvas de nivel con líneas de igual coordenada este. : es el número de cruces de las curvas de nivel con líneas de igual coordenada norte. y : son la pendiente horizontal y vertical de la cuenca respectivamente.  

20. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 20 CURVA HIPSOMÉTRICA Esta curva representa el área drenada variando con la altura de la superficie de la cuenca. La curva hipsométrica se construye llevando al eje de las abscisas los valores de la superficie drenada proyectada en km2 o en porcentaje, obtenida hasta un determinado nivel, el cual se lleva al eje de las ordenadas, generalmente en metros. Normalmente se puede decir que los dos extremos de la curva tienen variaciones abruptas .

21. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 21 HISTOGRAMA DE FRECUENCIAS ALTIMÉTRICAS Es la representación de la superficie, en km2 o en porcentaje, comprendida entre dos niveles, siendo la marca de clase el promedio de las alturas. De esta forma, con diferentes niveles se puede formar el histograma. Este diagrama de barras puede ser obtenido de los mismos datos de la curva hipsométrica.

22. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 22 ALTURA Y ELEVACIÓN PROMEDIA DEL RELIEVE La elevación promedia en una cuenca tiene especial interés en zonas montañosas pues nos puede dar una idea de la climatología de la región, basándonos en un patrón general climático de la zona. La elevación promedia está referida al nivel del mar. Este valor puede ser encontrado usando la curva hipsométrica o el histograma de frecuencias altimétricas. La estimación por una media aritmética ponderada en el caso del histograma, o de la curva hipsométrica calculando el área bajo la curva y dividiéndola por el área total.

23. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 23 Perfil altimétrico del cauce principal y su pendiente promedia El perfil altimétrico es simplemente el gráfico de altura en función de la longitud a lo largo del río principal.

24. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 24 Caracterización de la red de canales La forma en que estén conectados los canales en una cuenca determinada, influye en la respuesta de ésta a un evento de precipitación. Índices de Horton La idea de Horton de cuantificar las propiedades geomorfológicas de una cuenca lo llevó a deducir ciertas relaciones que se conocen como los números o índices de Horton

25. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 25 Relación de bifurcación de los canales de la cuenca Después de optar por un modelo de ordenación de los canales de una cuenca, es posible definir la relación de bifurcación, Rb, como el resultado de dividir el número de canales de un orden dado entre el número de canales del orden inmediatamente superior:  

26. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 26 Después de optar por un modelo de ordenación de los canales de una cuenca, es posible definir la relación de bifurcación, Rb, como el resultado de dividir el número de canales de un orden dado entre el número de canales del orden inmediatamente superior:   donde: K: orden mayor de los canales de la cuenca en estudio n: orden del canal en el cual estamos interesados Nn : número de canales para el orden n

27. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 27 Relación de longitudes de corriente L Relaciona la longitud promedia de las corrientes de orden i ( )a la relación de la longitud de la corriente( )y la longitud promedio de las corrientes de primer orden ( ) así:     La relación de longitud de la corriente se define como el promedio de la longitud de las corrientes de cualquier orden sobre la longitud promedio de las corrientes de orden inmediatamente inferior.

28. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 28 Relación de areas Relaciona el área de las cuencas de orden i ( ), el área de las cuencas de orden 1 ( ) y la relación de área de corrientes ( ) así:     La relación de área de corrientes, es la relación del área promedio de las corrientes de un orden i, sobre el área promedio de las corrientes de orden inmediatamente inferior.  

29. 14/10/2024 Ing. Melvin Roger POZO HUILLCA 29 Densidad de drenaje Está definida como la relación, Dd . entre la longitud total a lo largo de todos los canales de agua de la cuenca en proyección horizontal y la superficie total:   donde: : longitud total de todos los canales de agua en km A :área en km2 :longitud de cada cauce  

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