1. UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
FACULTAD DE INGENIERIA
HIDROLOGÍA
PROFESOR: JIM JAMES RODRÍGUEZ DÍAZ
ING. AMBIENTAL
CANDIDATO A Msc. EN CIENCIAS DEL
AMBIENTE
2. RELACIÓN ENTRE LOS ELEMENTOS FÍSICO-
GEOGRÁFICOS Y LOS ELEMENTOS HIDROLÓGICOS
• Cuenca: Área limitada por el contorno en el interior del cual el agua precipitada escurre
sobre la superficie, se concentra y pasa por un punto determinado del cauce.
• Los factores que intervienen en el estudio de una cuenca son muy diversos:
topografía, geología, edafología, climatología, hidrología, vegetación, etc.
• Los sistemas de drenaje están íntimamente relacionados con los asentamientos
humanos y los desarrollos agrícolas, ganaderos e industriales.
• La red de canales fluviales que recogen el agua superficial y de las vertientes que
tributan en ellos, se conoce como sistema de drenaje. Sus límites están constituidos por
las divisorias de aguas, por lo tanto, la cuenca es la totalidad del área o superficie que
cubre el sistema de drenaje.
• Cada cuenca posee propiedades físicas, químicas y biológicas que dan como resultado un
único conjunto de propiedades hidrológicas. Las características morfométricas y la
estimación de las variables que definen el comportamiento hidrológico de una cuenca
sirven de referencia en la interpretación del paisaje.
3.
4. PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS
Perímetro: El perímetro (P) es la longitud del límite exterior de la cuenca y
depende de la superficie y la forma de la cuenca. Medido por un Curvímetro.
Área de la cuenca, delimitada por la divisoria de aguas. En función de la
superficie pueden clasificarse en:
Área ≤100 km² , cuenca pequeña
100 km2 < Área ≤2000 km² , cuenca mediana
Área > 2000 km² , cuenca grande
SUPERFICIE DE KM² ESCALA
A≤100 1:25.000
100<A≤1.000 1:50.000
1.000<A≤5.000 1:100.000
5.000<A≤10.000 1:250.000
A>10.000 1:500.000
7. LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL.
Cota del punto más alto de la cuenca principal.
Cota del punto más alto de la cuenca (Hmax.)
Cota de sección de control (menor de la cuenca. Hmin.)
8. FORMA DE LA CUENCA:
La cual tiene influencia en el tiempo de
concentración de las aguas al punto de salida y por lo
tanto modifica la configuración del hidrograma. Para
una misma superficie y una misma tormenta, el
hidrograma de salida de una cuenca, Q = f (t),
redondeada es muy diferente al de una cuenca
alargada. Esto nos lleva a definir índices de forma:
El índice de compacidad o de Gravelius:
es la relación entre el perímetro de la cuenca y el de
un círculo de área equivalente. Permite cuantificar la
forma de la cuenca a partir de su formulación:
Ic = P/Po Donde A = Ao = л*r²; Po = 2 л*r
Po= 2(A* л)½
Ic= P/2(A* л)½ = 0.282* P/A½
Donde P representa el perímetro de la
cuenca Po perímetro del círculo y A la superficie. El
índice de compacidad es mayor a uno y valores altos
indican cuencas más alargadas e hidrogramas mas
achatados.
Factor de forma: F= A/L² donde L= longitud de la
cuenca.
F=0.79 Para un circulo.
F=1.00 para un cuadrado, con salida en el punto
medio de sus lados.
F=0.50 para un cuadrado, con salida en un vértice.
9. TIEMPO DE
CONCENTRACIÓN:
Tiempo requerido para
que durante una lluvia o
aguacero uniforme alcance
el estado estacionario
(tiempo de contribución
eficaz de todo el sistema a
la generación de flujo en el
desagüe).
10. PARÁMETROS MORFOLÓGICOS
RELIEVE Y ALTITUD DE LA CUENCA
La influencia del relieve
sobre la respuesta hidrológica de la
cuenca es importante, puesto que a
mayores pendientes corresponden
mayores velocidades del agua en las
corrientes y menor será el tiempo
de concentración de la cuenca.
La Relación de Relieve (Rr)
Esta en función de la longitud de la
cuenca (L) y de la diferencia de
altura entre la salida de la cuenca y
el punto más alto en la divisoria de
la cuenca (h) :
Rr = h/L
11. PARÁMETROS HIDROLÓGICOS
Leyes de Horton (1945) Composición de la
Red de Drenaje
1. Los segmentos que se originan en un
nudo externo son definidos como tramos
de primer orden.
Los segmentos que están unidos a una
fuente (los que no tienen tributarios), son
definidos como de primer orden.
2. Cuando se unen dos corrientes de orden
Ni crean una corriente de orden Ni+1.
3. Cuando a una corriente se le une otra de
menor orden, la primera continúa y
conserva su número de orden.
4. El orden de la cuenca, N, es el de la
corriente de mayor orden.
12.
13. RELACIÓN DE BIFURCACIÓN Y • Horton encontró empíricamente que la
relación de bifurcación RB o relación del
LONGUITUDES número Ni de canales de orden i y el
número Ni+1 de canales de orden i+1, es
relativamente constante de un orden a otro.
Esta es la ley de Horton de números de ríos.
• Rb= Ni/Ni+1; I= 1,2…….., I-1
El valor teórico mínimo para la
relación de bifurcación es 2 y los valores se
localizan típicamente en el rango 3-5
(Strahler, 1964).
• El promedio de longitud de los ríos de cada
orden, Li, puede calcularse midiendo la
longitud de cada una de las corrientes.
Horton propuso la ley de longitudes de río
en la cual las longitudes promedio de ríos
de órdenes sucesivos están relacionados
por medio de la relación de longitud RL.
RL= Li+1/Li
INVESTIGAR: La ley de Relación de Áreas de
corrientes
14. LA DENSIDAD DE DRENAJE Es la relación de la longitud total de
canales en una cuenca con respecto a su área.
Donde Lij es la longitud del río j-ésimo de
orden i.
La densidad de drenaje indica la red de
drenaje por unidad de superficie y suele
utilizarse como complemento de los índices de
pendiente y compacidad a efectos de
escorrentía superficial.
Una densidad alta refleja una cuenca
muy bien drenada que debería responder
relativamente rápido al influjo de la
precipitación, refleja generalmente áreas con
suelos fácilmente erosionables o relativamente
impermeables, con pendientes fuertes y escasa
cobertura vegetal;
una cuenca con baja densidad refleja un
área pobremente drenada con respuesta
hidrológica muy lenta, ocurren en sitios donde
los materiales del suelo son resistentes a la
erosión o muy permeables y donde el relieve
es bajo
15. LA PENDIENTE MEDIA DEL
CAUCE
Se calcula conociendo las cotas
mayor y menor de la cuenca y
la longitud del cauce principal
Lc
Pmc= (Hmayor-Hmenor)/ Lc
16. Medida de la pendiente de una cuenca
Escala 1:25000
Curvas: 1) 620; 2) 600; 3) 580; 4) 560 msnm
1. Medida de la pendiente en sentido vertical
a) Contamos los puntos de intersección de las líneas verticales con
cualquier curva de nivel. En este ejemplo son 22 (sólo las
intersecciones que se encuentran dentro de la cuenca)
b) Medimos la longitud de los tramos verticales de la rejilla dentro
de los límites de la cuenca (en verde en el dibujo). En nuestro
ejemplo, suman Y m, medidos de acuerdo con la escala gráfica a la
que está el mapa.
Aplicamos la siguiente fórmula:
Pvert.= n*e/ Σlvert
Donde: n = número de intersecciones
e =equidistancia entre curvas de nivel (metros)
Σlvert = suma de las longitudes de las verticales de la cuadrícula
(metros)
Con nuestros datos:
Pvert.= 21*20m/Ym
Pvert.= Z
17. MEDIDA DE LA PENDIENTE DE UNA CUENCA
Medida de la pendiente en sentido
horizontal
Hacemos los mismos con las líneas
horizontales. Contamos 6 intersecciones con
las líneas horizontales, y las longitudes de
dichas horizontales suman X m
Phor.= 8*20m/Xm
Phor= W
3. Cálculo de la pendiente de la cuenca
Hacemos simplemente la media de las dos
anteriores ( que en este ejemplo son
curiosamente similares):
Pmed.= (Pvert + Phor)/2
Pmed = (Z+W/2)
Pmed = M
18. CURVA HIPSOMETRICA
Representación gráfica del relieve medio de
la cuenca, construida llevando en el eje de
las abscisas, longitudes proporcionales a las
superficies proyectadas en la cuenca, en km2
o en porcentaje, comprendidas entre curvas
de nivel consecutivas hasta alcanzar la
superficie total, llevando al eje de las
ordenadas la cota de las curvas de nivel
consideradas. (RH=As/Ai= 1 )EQUEILIBRIO
La altura o elevación media tiene
importancia principalmente en zonas
montañosas donde influye en el
escurrimiento y en otros elementos que
también afectan el régimen hidrológico,
como el tipo de precipitación, la
temperatura, etc. Para obtener la elevación
media se aplica un método basado en la
siguiente fórmula:
H= Σ (ci*ai)/A
Siendo: Intervalo entre Cota Área entre % del %de área (ci+ai)
H elevación media de la cuenca curvas de nivel Media curvas Área acumulado
(m) (m) KM² Total
Ci cota media del área i, delimitada por 2
curvas de nivel
ai área i entre curvas de nivel
A área total de la cuenca
19. BIBLIOGRAFÍA
• Segerrer, Carlos, Villodas, Rubén, Hidrología,
Universidad Nacional del Cuyo, Perú, 2007.
• Monsalve Sáenz, Germán, Hidrología en la
ingeniería, Escuela Colombiana de Ingeniería,
Bogotá, 2002.
• http://cgat.webs.upv.es/images/5a.jpg
