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HIDROLOGIA

CUENCA DEL RIO CALUCAN

.

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA

Escuela Profesional de Ingeniería Civil CUENCA HIDROGRAFICA “DEL RIO CALUCAN” CURSO

: HIDROLOGIA

DOCENTE: ING. WALTER MORALES UCHOFEN

ALUMNO : DELGADO VASQUEZ MARCO ANTONIO

CICLO

CICLO: 2012 – I

Lambayeque, OCTUBRE 2012

HIDROLOGIA

CUENCA DEL RIO CALUCAN

CUENCA HIDROGRAFICA DEL RIO CALUCAN

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo estudiaremos las “Características Fisiográficas” de la Cuenca del Río CALUCAN. El estudio de éstos parámetros es importante

porque

nos

permite

apreciar

en

qué

medida

la

geomorfología de la cuenca va a influir en la circulación del agua dentro de ella, en la que se mueven grandes volúmenes de agua, volumen que el hombre debe determinar para el diseño de Obras Hidráulicas, sistemas de captación, almacenamiento y distribución del agua.

El recurso hídrico debe ser aprovechado al máximo, haciendo uso de las técnicas de racionalización, para usarla en épocas de sequía y controlarla adecuadamente en épocas de grandes avenidas, y así evitar daños a la humanidad.

El estudio de la fisiografía permite determinar las características físicas de forma y de relieve de la cuenca. Por lo general los parámetros fisiográficos nos van a indicar cualitativamente su incidencia en el comportamiento de la cuenca frente a una tormenta de lluvia, es decir si la cuenca es susceptible a una máxima avenida que en forma violenta pueda provocar inundaciones.

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OBJETIVOS

 Valiéndose del programa AutoCAD y haciendo uso del mismo delimitar, calcular el área total y las áreas parciales de la cuenca del rió Calcan, además el perímetro y la longitud del cause de dicho rió.  obtener

la

forma,

el

área

y

el

perímetro

de

la

cuenca

determinada.  Obtener las áreas entre cada curva de nivel, graficar el rectángulo equivalente y graficar la curva hipsométrica.  Calcular las longitudes de los cauces de 1° y de los siguientes órdenes y el total de cada uno de ellos.  Realizar una maqueta a escala de la cuenca del río Calucan, donde se pueda apreciar los detalles de dicha cuenca.

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MARCO TEORICO  CUENCA HIDROGRAFICA Es una unidad natural definida por la existencia de la divisoria de las aguas en un territorio dado. Es el área de la superficie terrestre que drena por un único sistema fluvial, sus límites están formados por una divisoria de aguas que la separa de zonas adyacentes a otras cuencas fluviales; el tamaño y forma de estas quedan determinados por las condiciones geológicas del terreno. Las cuencas hidrográficas son unidades morfológicas superficiales, sus límites quedan establecidos por las divisorias geográficas principal de las aguas de las precipitaciones, también conocido como "parte agua"; El parte aguas teóricamente es una línea imaginaria que une los puntos de máximo valor de altura relativo entre dos laderas adyacentes, pero de exposición opuesta, desde la parte más alta de la cuenca hasta su punto de emisión en la zona hipsométrica más baja. Al interior de las cuencas se pueden delimitar sub cuencas o cuencas de orden inferior. Las divisorias que delimitan la sub cuenca se conocen como parte de aguas secundarias.  CUENCA HIDROLOGICA La definición de cuenca hidrológica es más integral que la de cuenca hidrográfica las cuencas hidrológicas son unidades morfológicas integrales

y

además

hidrográfica,

abarcan

de en

incluir su

todo

el

contenido,

concepto toda

hidrogeológica subterránea del acuífero como un todo.

la

de

cuenca

estructura

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Tanto las cuencas hidrográficas, como las cuencas hidrológicas, se pueden subdividir en tres zonas de funcionamiento hídrico principal. 

Zona de cabecera de las cuencas hidrográficas, que garantizan la capacitación inicial de las aguas y el suministro de las mismas a las zonas inferiores durante todo el año.



Zona de cabecera y captación transporta en condiciones de cuencas semiáridas.



Zona de emisión de los acuíferos; las lagunas costeras regulan el funcionamiento de los ecosistemas masivos adyacentes.

 AREA DE DRENAJE (A) Es la superficie, en proyección horizontal, delimitada por la divisoria de aguas. La divisoria de aguas es una línea imaginaria que pasa por los puntos de mayor nivel Topográfico y que separa la cuenca de estudio de otras cuencas vecinas. Debe tenerse en cuenta que esta línea no es en general el contorno real de la cuenca, ya que la influencia de la geología puede hacer que el contorno de aportación de aguas subterráneas y sub superficiales sea distinto del superficial.  FUNCIONES DE LA CUENCA Los proceso de los ecosistemas que describen el intercambio de materia y flujo de energía a través de la vinculación de los elementos estructurales del ecosistema pueden ser vistos como un sistema de componentes

hidrológicos,

funciones son:  Función Hidrológica  Función Ecológica  Función Ambiental  Función Socioeconómica

ecológicos

y

socioeconómicos,

cuyas

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 DELIMITACION DE UNA CUENCA La delimitación se realiza en cada una de las cuencas por medio de una línea llamada divisoria. La delimitación es una operación que se realiza sobre un plano o curvas de nivel de la cuenca determinada, de tal manera que abarque toda el área de terreno cuyas precipitaciones se evacuan por un sistema común de causes de agua; se debe tener en cuenta que las líneas de flujo son perpendiculares a las curvas de nivel del terreno, esta delimitación se hace hasta un punto del curso del río que sirve como emisor de las aguas que caen en la cuenca.



Divisoria: Cordillera o terreno que separa a dos sistemas fluviales. Las precipitaciones que caen en una ladera de la divisoria fluyen a un sistema fluvial mientras las que caen en otra ladera discurría por una cuenca fluvial distinta. UNIDADES HIDROGRAFICAS Y RANGOS AREAS

UNIDAD

N° ORDEN CURSO DE

HIDROGRAFICA

Km2

Has.

Microcuenca

10 – 100

1000 – 10000

1°, 2° y 3°

Subcuenca

100 – 700

10000 – 70000

4° y 5°

Cuenca

700 – 6000

70000 – 600000

6° a más

AGUA

 ORDEN DE LA CUENCA Es un número que refleja el grado de ramificación de la red de drenaje. La clasificación de los cauces de una cuenca se realiza a través de las siguientes premisas:  Los cauces de primer orden son los que no tienen tributarios.  Los cauces de segundo orden se forman en la unión de dos cauces de primer orden y, en general, los cauces de orden n se forman cuando dos cauces de orden n-1 se unen.

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 Cuando un cauce se une con un cauce de orden mayor, el canal resultante hacia aguas abajo retiene el mayor de los órdenes.  El orden de la cuenca es el mismo del su cauce principal a la salida. En la figura puede verse un ejemplo de esta clasificación. En relación al número de orden de los cauces, Hartan (1945) encontró 3 leyes, llamadas Leyes de Hartan: la ley de los números de cauces, la ley de las longitudes de los cauces y la ley de las áreas drenajes a los cauces. Dichas leyes dicen que la relación de bifurcación, la relación de longitud y la relación de áreas permanecen constantes de un orden a otro de una cuenca.

Determinación del orden los cauces de una cuenca  CURVAS CARACTERISTICAS En el estudio de una cuenca es recomendable llevar gráficos que nos permite realizar inferencias sobre su relieve en diversas altitudes en función del trazado de sus curvas de nivel. Entre estas tenemos:

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a. Rectángulo Equivalente Es el gráfico en el cual se logra tener la misma área y perímetro de la cuenca el mismo coeficiente de compacidad y en él las rectas son las curvas de nivel paralelas al lado menor del rectángulo (l). Los lados del rectángulo pueden ser obtenidos mediante las expresiones: 2   1.12   Kc A    (km) L 1  1  1.12  K  c   

2   1.12   Kc A    (km) l 1  1  1.12  K  c   

L

Dónde: A : Área total en km2

l

Kc : Coeficiente de compacidad L: Longitud del lado más grande l: Longitud del lado más pequeño



El coeficiente de Compacidad: Nos permite decir si la

cuenca es alargada, de forma circular o tiende a serlo. Se obtiene de la siguiente expresión: Kc 

P 2 A

 0.28

p A

Dónde: P

: Perímetro en Km.

A

: Área en Km2

Es claro que si Kc se aproxima a uno; la cuenca es de forma circular o tiende a serlo. Pero si Kc>1 entonces la forma de la cuenca es alargada.

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Nota: Para la gráfica del rectángulo equivalente se necesitara en la tabulación la altitud (m.s.n.m.), áreas parciales (área comprendida entre dos curvas de diferente nivel) para que de estas se pueda obtener

las alturas

parciales y acumuladas en el rectángulo

equivalente, como se apreciara en el desarrollo del trabajo. b.

Curva Hipsométrica

Es un gráfico logrado al utilizar un sistema coordenado en el cual, en el eje horizontal va la formación correspondiente al área que queda sobre una altitud expresada en km2 o en porcentaje y en el eje vertical se tabula los valores de las altitudes en m.s.n.m. o en porcentaje. Es una especie de perfil longitudinal promedio de la cuenca. Esta curva caracteriza en cierto modo el relieve de la cuenca, permite apreciar si la cuenca es joven, madura o senil. Para su elaboración se debe conocer las curvas de nivel y áreas parciales comprendidas entre curvas de nivel consecutivas, seleccionadas. La función hipsométrica es una forma conveniente y objetiva de describir la relación entre la propiedad altimétrica de la cuenca en un plano y su elevación.

Tipos de Curvas Hipsométricas

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DESCRIPCIÓN DE LA CUENCA DEL RIO CALUCAN

 UBICACIÓN: Políticamente está ubicada en el departamento de Cajamarca, provincia de chota.  LIMITES: Limita por el norte con la quebrada El Sauce Limita por el sur con el río Las Chontas Limita por el Oeste con las nacientes de las quebradas El Sauce Limita por el Este con el Río Chotano  DESCRIPCION: La cuenca del río Calucan, vierte sus aguas en el Río C, Discurriendo sus aguas en dirección de Oeste a Este La cuenca en estudio tiene un área de 72.162km², (dicha área está en el rango de 10-100 KM² que corresponde la unidad hidrográfica como sub cuenca.) Extendiéndose aproximadamente desde los 1000 m.s.n.m. hasta los 3800m.s.n.m.

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CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS

Las características Fisiográficas nos permiten investigar las respuestas a las precipitaciones producidas en la cuenca.

AREA DE LA DEL RÍO CALUCAN En este trabajo se hace uso del AUTOCAD para el cálculo de ésta área. (Cuyos datos del cálculo, así como de los demás elementos de la cuenca se encuentran en el CD adjunto).

El área de la cuenca en estudio es de: 72.162KM2 Siendo éste un parámetro básico para el cálculo de otros parámetros fisiográficos e Hidrográficos.

ALTITUD MENOR

(m.s.n.m)

ALTITUD MAYOR

(m.s.n.m)

AREA ENTRE CURVA DE NIVEL

(Km2)

menos 1000

1000 1200

0.0000

1200

1400

1.5450

1400

1600

2.2712

1600

1800

3.2377

1800

2000

5.2724

2000

2200

6.7582

2200

2400

8.9410

2400

2600

10.2710

2600

2800

8.5761

2800

3000

6.1177

3000

3200

5.0286

3200

3400

6.7022

3400

3600

5.8913

3600 3800

3800 4000

0.9564 0.0516

0.5411

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

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PERÍMETRO DE LA CUENCA DEL RÍO CALUCAN

Es la longitud del contorno del área y se mide normalmente con un curvímetro. En este caso

y todas las medidas (longitud de los

cauces) se calcularon haciendo uso del AUTOCAD. El perímetro del área de la cuenca en estudio es de: 45.509KM (ver CD adjunto)



INDICE DE COMPACIDAD O GRAVELIUS (Kc)

La forma se define por el coeficiente de compacidad o de Gravelius. Que es la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área.

Kc 

perímetro P  0.28 2 A A

P= Perímetro de la cuenca, Km. A= Área de la cuenca, Km² Si Kc= 1 --- la cuenca se aproxima a la forma circular. Si Kc > 1 --- la cuenca es irregular respecto al círculo. Según nuestra cuenca tenemos: Kc =1.500038991 Este valor indica la susceptibilidad de la cuenca a las inundaciones. En el caso nuestra cuenca cuyo Kc=1.500038991, la cuenca es alargada, por lo que la cuenca estudiada tiene pocas probabilidades de sufrir inundaciones, salvo en el caso de grandes eventos.

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CONCLUSIONES

El área de la cuenca en estudio es de 72.162 Km², lo cual corresponde a la unidad hidrográfica denominada microcuena; y teniendo un perímetro de 45.509KM; datos necesarios para calcular un coeficiente de Compacidad Kc = 1.5000. Lo cual da a entender que la cuenca es alargada por lo que la cuenca estudiada tiene pocas probabilidades de sufrir inundaciones.

 La cuenca es equivalente a un rectángulo, cuyas medidas son: L= 19.1047 y

l = 3.6497 km. Y analizando el gráfico

correspondiente se puede

apreciar que las pendientes en la

cuenca son regularmente constantes lo largo de su cauce.

 En cuanto a la Curva Hipsométrica de la cuenca se aprecia que se trata de una cuenca madura.

 Se obtuvo un orden de 3º grado.

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