Univers Uni vers i dad dad N ac i onal onal F eder der i c o Villarreal Facultad de Ingeniería geográfica, ambiental y ecoturismo
PARAMETROS FISIOGRAFICOS DE LA CUENCA DEL RIO BIABO
INTEGRANTE:: INTEGRANTE MORALES CANO MANUEL CODIGO: 2014 CURSO: HIDROLOGIA I DOCENTE: MG. EDWIN GALARZA ZAPATA TURNO: TB
INTRODUCCIÓN
Para lograr obtener criterios de delimitación de una cuenca hidrográfica, previamente el estudiante debe tener especificado claramente los conceptos básicos de cuencas, así como también sus tipos y características. Una cuenca hidrográfica es el área del terreno donde todas las agua caídas por precipitación escurren y se unen para formar un solo curso de agua, denominándola como curso de agua o río principal. 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. El estudio sistemático de los parámetros físicos de las cuencas es de gran utilidad práctica en la ingeniería de la Hidrología, pues con base en ellos se puede lograr una transferencia de información de un sitio a otro, donde exista poca información: bien sea que fallen datos, bien que haya carencia total de información de registros hidrológicos, si existe cierta semejanza geomorfológica y climática de las zonas en cuestión. En la actualidad, no existe una norma legal específica que contenga metodologías o técnicas de procesamiento para la demarcación y codific ación de cuencas hidrográficas, en cambio se hace mención a la importancia de ella, en la planificación y administración de los recursos naturales como una unidad territorial de integración para su aprovechamiento sostenible, logrando un equilibrio entre nuestro medio ambiente y las actividades del hombre. El proceso de delimitación, es válido si se utiliza tanto en el método tradicional – delimitación Sobre cartas topográficas, así como en el método digital con ingreso directo sobre la pantalla de un ordenador, utilizando algún software SIG como herramienta de digitalización. En el presente informe se desarrollará y determinará los parámetros fisiográficos que caracterizan a la cuenca del Rio Pastaza, el cual se encuentra ubicado en la vertiente hidrográfica del rio Marañón.
OBJETIVOS DEL ESTUDIO -OBJETIVO GENERAL
Determinar los parámetros fisiográficos de la Cuenca del rio Pastaza..
-OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Adquirir conocimiento de las condiciones geográficas d la cuenca del río Pastaza.
Mencionar los aspectos generales de una cuenca hidrográfica y de los parámetros fisiográficos de la cuenca (parámetros de forma, parámetros de relieve y parámetros de la red de drenaje).
Calcular los parámetros fisiográficos de la cuenca del río Pastaza.
GENERALIDADES Nacimiento: vertientes de la Cordillera Sub-Andina Desembocadura: río Ucayali Latitud: 80° 00' 00" S Longitud: 76° 00' 18" W Por su margen derecha el principal afluente es el río Biabo que nace en las vertientes de la Cordillera Sub-Andina, su recorrido es complejo con una tendencia general hacia el norte; igualmente la red de drenaje es bastante compleja sin un patrón definido y con ausencia de importantes lagunas. Desemboca por la margen derecha del río Huallaga a la altura de San Rafael. Tiene 387 Km de longitud con sectores tan anchos como 380 m y sectores tan estrechos como 30 m. Su cuenca tiene una extensión de 692,246 ha y representa el 13.73 % de la extensión de la Región. Se halla ubicados en los departamentos de San Martín y Loreto formando parte de las unidades morfoestructurales conocidas como Faja Subandina y Llanura Amazónica entre los ríos Huallaga y Ucayali. Las elevaciones máximas alcanzan 2 108 msnm y las mínimas108 msnm. El relieve existente permite delinear cadenas longitudinales abruptas y depresiones intramontañosas por donde discurre el río Biabo en el sector occidental y al oriente los ríos Pisqui y Pauya sobre una llanura que se extiende hasta su desembocadura al río Ucayali.
MARCO TEORICO Cuenca Hidrográfica Es el espacio de territorio delimitado por la línea divisoria de las aguas, conformado por un sistema hídrico que conducen sus aguas a un río principal, a un río muy grande, a un lago o a un mar. Este es un ámbito tridimensional que integra las interacciones entre la cobertura sobre el terreno, las profundidades del suelo y el entorno de la línea divisoria de las aguas. En la cuenca hidrográfica se encuentran los recursos naturales y la infraestructura creada por las personas, en las cuales desarrollan sus actividades económicas y sociales generando diferentes efectos favorables y no favorables para el bienestar humano. No existe ningún punto de la tierra que no pertenezca a una cuenca hidrográfica.
Tipos de cuencas Existen tres tipos de cuencas:
Exorreicas
Las aguas llegan a desaguar en los océanos cada uno de manera independiente o a través de un colector común. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamérica.
Endorreicas
Cuando los ríos no tienen salida hacia los mares, terminan perdiéndose en la parte continental ejemplo el lago Titicaca.
Arreicas
Ocurre cuando a pesar de existir un cauce que permite la llegada de las aguas del rio hacia el mar estas no llegan por que se filtran o evaporan en el trayecto. También son frecuentes en áreas del desierto del Sáhara y en muchas otras partes.
FUNCIONES DE LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS -Función hidrológica: Captación de agua de las diferentes fuentes de precipitación para formar el escurrimiento de manantiales, ríos y arroyos. Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y tiempos de duración. Descarga del agua como escurrimiento.
-Función ecológica Provee diversidad de sitios y rutas a lo largo de la cual se llevan a cabo interacciones entre las características de calidad física y química del agua. Provee
de hábitat para
la
flora
y fauna que
constituyen
los
elementos
biológicos
del ecosistema y tienen interacciones entre las características físicas y biológicas del agua.
-Función ambiental
-
Constituyen sumideros de CO2. Alberga bancos de germoplasma. Regula la recarga hídrica y los ciclos biogeoquímicos. Conserva la biodiversidad. Mantiene la integridad y la diversidad de los suelos.
Función socioeconómica
-
Suministra recursos naturales para el desarrollo de actividades productivas que dan sustento a la población.
-
Provee de un espacio para el desarrollo social y cultural de la sociedad.
División de la cuenca: -Subcuenca Es toda área que desarrolla su drenaje directamente al curso principal de la cuenca.
-Micro cuenca Es toda área que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de una subcuenta.
-Quebradas Es toda área que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de un micro cuenca.
LOS COMPONENTES DE LA CUENCA Los componentes principales que determinan el funcionamiento de una cuenca son los elementos naturales y los de generación antrópica. Dentro de los naturales tenemos los componentes bióticos como el hombre, la flora y la fauna; y los componentes abióticos como el agua, el suelo, el aire, los minerales, la energía y el clima. Los elementos de generación antrópica, o generados por el hombre, pueden ser de carácter socioeconómico y jurídico-institucional.
LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS DEL PERÚ El Perú cuenta con un territorio que abarca sólo el 0,87% de la superficie continental del planeta pero al que le corresponde casi el 5% de las aguas dulces del planeta. Esto, que sin duda constituye una ventaja en términos de recurso, se enfrenta a la realidad que nos dice que las aguas superficiales del Perú se distribuyen de desigual forma en nuestro territorio. El relieve del Perú es como gran cuenca que permite que cualquier gota de agua que drene su territorio lo haga únicamente en tres posibles direcciones: hacia el Océano Pacífico, hacia el Océano Atlántico o hacia el lago Titicaca. Es por esta razón que hablamos de tres grandes conjuntos hidrográficos: la vertiente del Pacífico, la cuenca del Amazonas y la hoya del Titicaca. Cada una de ellas con características distintas.
PARÁMETROS FISIOGRÁFICOS Son elementos o índices morfométricos que permiten definir las características de una cuenca en forma cuantitativa a efectos de compararse con otras cuencas o para apoyo de los estudios hidrológicos regionales.
PARÁMETROS GENERALES DE LA CUENCA Los parámetros generales que caracterizan a una cuenca hidrográfica son los siguientes.
-Área de la cuenca (Km2) El área (A) de la cuenca se estima a través de la sumatoria de las áreas comprendidas entre las
curvas de nivel y los límites de la cuenca. Esta suma será igual al área de la cuenca en proyección horizontal.
-Perímetro de la cuenca (Km) Es la longitud que corresponde a la medición del contorno de la cuenca siguiendo la divisoria de aguas. Esta característica tiene influencia en el tiempo de concentración de la cuenca, que es el tiempo de duración necesaria para que una gota de agua que cae en el punto más alejado de aquella, llegue a la salida o desembocadura.
Parámetros de Forma La forma de una cuenca es determinante de su comportamiento hidrológico (cuencas con la misma área pero de diferentes formas presentan diferentes respuestas hidrológicas – hidrogramas diferentes por tanto- ante una lámina precipitada de igual magnitud y desarrollo), de ahí que algunos parámetros traten de cuantificar las características morfológicas por medio de índices o coeficientes.
Coeficiente de Gravelius Permite evaluar la uniformidad o irregularidad del contorno de la cuenca con respecto a un círculo, y se define como el cociente entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área.
Indice de compacidad K=0. 2 8 SupefPeriiciemdeetrola cuenca Rectángulo equivalente Asimila la superficie y el perímetro de la cuenca a un rectángulo equivalente En el caso de dos cuencas con rectángulos equivalentes similares, se admite que poseen un comportamiento hidrológico análogo siempre que posean igual clima y que el tipo y la distribución de sus suelos, de su vegetación y de su red de drenaje sean comparables (Martínez et al, 1996).
= 4 + ( 4 ) 2 = 4 ( 4 ) 2 Coeficiente de Horton La clasificación (orden) de la cuenca hidrográfica es función del número de orden o medida de la ramificación del cauce principal.
Ancho medio
∆= Á í á
Factor de forma
== Á í á Parámetros de Relieve Son de gran importancia puesto que el relieve de una cuenca tiene más influencia sobre la respuesta hidrológica que su forma; con carácter general podemos decir que a mayor relieve o pendiente la generación de escorrentía se produce en lapsos de tiempo menores.
Pendiente media del cauce principal Es la relación que se obtiene al restar la altitud mayor (aguas arriba) y la altura menor y dividirla entre la longitud en metros entre ambos puntos.
= 1000 Pendiente media de la cuenca Este parámetro de relieve es importante debido a su relación con el comportamiento hidráulico de drenaje de la cuenca. Para la estimación se ha empleado el sistema del “Rectángulo Equivalente”.
Desnivdelel totalrectangul de la ocuenca Pendiente media de la cuenca =100 x Lado menor equivalente Curva Hipsométrica Utilizada para representar gráficamente cotas de terreno en función de las superficies que encierran. Para su trazado se debe tener en cuenta que sobre la sección de control (altitud mínima de la cuenca), se tiene el cien por ciento de su superficie. Si se ubica en el punto más alto de la cuenca y se calcula a partir de cada curva de nivel, las áreas acumuladas por encima de ellas, se puede construir la curva hipsométrica, en general, tanto las alturas como las superficies son definidas en términos porcentuales.
Altitud Media Representa la altura media de la cuenca y es un valor muy importante para los estudios de análisis hídricos. Se obtiene mediante:
dos curvas Altitud media de la cuencaHm= ∑al turamedia entre
Índice de pendiente de la cuenca Es el valor medio de las pendientes, correspondientes a las áreas elementales; es un parámetro importante en los análisis hidrológicos porque tienen una relación directa con el escurrimiento superficial será más rápido o más lento respectivamente, es necesario elaborar previamente un rectángulo equivalente allí se deduce parte de su fórmula.
= × −× √ 1
“n”: Número de curvas de nivel existente en el rectángulo, incluidos los extremos.
Bi: Fracción de la superficie total de la Cuenca comprendida entre las cotas
L: Longitud del lado mayor del rectángulo Equivalente (metros)
a1, a2,…, an: Cotas de las “n” curvas de nivel consideradas.
−
PARÁMETROS DE LA RED DE DRENAJE La red hidrográfica corresponde al drenaje natural, permanente o temporal, por el que fluyen las aguas de los escurrimientos superficiales, hipodérmicos y subterráneos de la cuenca. La red de drenaje es, probablemente, uno de los factores más importantes a la hora de definir un territorio. De ella se puede obtener información en lo que concierne a la roca madre y a los materiales del suelo, a la morfología y a la cantidad de agua que circula, entre otros. Diversos autores coinciden en afirmar que mientras mayor sea el grado de bifurcación del sistema de drenaje de una cuenca, es decir, entre más corrientes tributarias presente, más rápida será la respuesta de la cuenca frente a una tormenta, evacuando el agua en menos tiempo. En efecto, al presentar una densa red de drenaje, una gota de lluvia deberá recorrer una longitud de ladera pequeña, realizando la mayor parte del recorrido a lo largo de los cauces, donde la velocidad del escurrimiento es mayor.
Densidad de drenaje Representa la longitud media de la red hidrográfica por kilómetro cuadrado, mientras mayor sea este valor, mayor será el tiempo de concentración amortiguando las crecidas.
s cursosde ladecuencaKm2 agua de la cuencaKm Densidad de drenaje = suma de todosArealototal CLASIFICACIÓN DE LA RED DE DRENAJE Grado de ramificación La clasificación (orden) de la cuenca hidrográfica es función del número de orden o medida de la ramificación del cauce principal. La clasificación por el método de “Horton” es la más usada.
Frecuencia de ríos (fr) Número total de ríos de una cuenca sobre el área total de una cuenca.
í= Á Extensión media de escurrimiento superficial (es) Distancia media que el agua debería escurrir sobre la cuenca para llegar a un cauce y se estima por la relación que existe entre la relación el área y el cuádruple de la longitud de todos los cauces de la cuenca.
Á = 4 . Coeficiente de torrencialidad (ct) Es la relación entre el número de cursos de agua de primer orden y la superficie de la Cuenca.
.= ° . Coeficiente de masividad (cm) Es la relación entre la altura media de la cuenca y el área de la cuenca.
= Á
METODOLOGIA Para la realizar los presentes análisis, resultados y mapas, se trabajó con base de datos digitales, cartas nacionales, fundamentos bibliográficos y programas digitales para diseñar como editar relieves, geomorfologías, etc. en ese caso usamos el programa ARCGIS 10 y el MICROSOFT EXCEL.
PARA REALIZAR NUESTRO PRIMER MAPA DE CURVAS DE NIVEL
Se utilizó información digitalizada de la cuenca del río Pastaza como son sus curvas de nivel de 400 en 400, dándole diseño y atributos.
PARA REALIZAR NUESTRO SEGUNDO MAPA DE RED HIDROGRAFICA
Se utilizó información digitalizada de la cuenca del río Pastaza, diseñando la delimitación de cuencas como los procesos establecidos, completando la red hidrográfica: orden de ríos con ello encontrar nuestro río principal, esto diseño en el programa ARCGIS 10.1.
PARA REALIZAR NUESTRO TERCER MAPA FISIOGRAFICO
Se utilizó información digitalizada de la cuenca del río Pastaza, diseñando la áreas parciales con la herramienta editor para así con ayuda del Excel poder realizas los parámetros fisiográficos, como los cuadros, etc.
CALCULO DE LOS PARAMETROS FISIOGRAFICOS Parámetros generales Luego de delimitar la cuenca del rio Pastaza, haciendo uso del Programa Arcgis 10.1 y sus respectivas herramientas, se determinó el área total y el perímetro, así como la longitud de la cuenca mencionada anteriormente,etc. encontrándose los siguientes valores.
PARÁMETROS GENERALES Área Total (km2) Perímetro (Km.) Longitud de la cuenca (km.) Longitud del Cauce Principal (L p)
RESULTADO 6780.90 557.40 149.22 153.30
Cota Incial Cauce Principal
800.00
Cota Final Cauce Principal
239.90
Longitud Total de Cauces L t Ancho de cuenca (w):
3645.00 45.44
PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS PARÁMETROS GEOMORFOLICOS DE UNA CUENCA
RESULTADO
Factor de forma de una Cuenca (F):
0.29
Relación de elongación (R):
0.62
Relación de circularidad (Rc):
0.27
Índice de Compacidad o Índice de Gravelious (K):
1.90
RECTÁNGULO EQUIVALENTE
Nº ORDEN
COTA MIN COTA
MAX
Área Parcial (km 2)
lm (Km)
Li= Ai / lm (Km)
1
500
750
1066.14
26.9
39.63
2
750
1000
646.59
26.9
24.04
3
1000
1250
2284.43
26.9
84.92
4
1250
1500
2278.96
26.9
84.72
5
1500
1750
295.43
26.9
10.98
6
1750
2000
172.33
26.9
6.41
7
2000
2250
36.93
26.9
1.37
8
2250
2439
3.76
26.9
0.14
TOTAL
6784.57
LM
252.21
2439 m.s.n.m. A8 L=0.14 lm = 26.9 2250 m.s.n.m.
LM= 252.21
1000 m.s.n.m. lm = 26.9 750 m.s.n.m.
L= 24.04
A2 lm = 26.9 L= 39.63
500 m.s.n.m
Dónde: LM= Lm=
18.14 5.58
PARÁMETROS DE RELIEVE
A1
Nº
CUADRO PARA EL CÁLCULO DE PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA RANGO PENDIENTE NÚMERO DE PROMEDIO x PROMEDIO INFERIOR SUPERIOR OCURRENCIA OCURRENCIA
1
0
5
2.5
7737
19342.5
2
5
12
8.5
5057
42984.5
3
12
18
15.0
4800
72000
4
18
24
21.0
1687
35427
5
24
32
28.0
487
13636
6
32
44
38.0
62
2356
7
44
100
121.0
12
1452 19842
-Pendiente media de la Cuenca: -Pendiente media del cauce principal:
9.43
% 0.37
187198
%
CURVA HIPSOMÉTRICA Y POLÍGONO DE FRECUENCIA DE ALTITUDES Curvas características de una cuenca
CUADRO DE ÁREAS ENTRE CURVAS DE NIVEL rea Área que Porcentaje Porcetaje Área Parcial COTA Acumulada queda sobre de area de área MAX (km2) 2 la superficie entre C.N. sobre C.N. (km )
Nº ORDEN
COTA MIN
1
500
750
1066.14
1066.14
6784.57
15.71%
100.00%
2
750
1000
646.59
1712.72
5718.43
9.53%
84.29%
3
1000
1250
2284.43
3997.16
5071.84
33.67%
74.76%
4
1250
1500
2278.96
6276.12
2787.41
33.59%
41.08%
5
1500
1750
295.43
6571.54
508.45
4.35%
7.49%
6
1750
2000
172.33
6743.88
213.02
2.54%
3.14%
7
2000
2250
36.93
6780.80
40.69
0.54%
0.60%
8
2250
2439
3.76
6784.57
3.76
0.06%
0.06%
6784.57
Curva de frecuencia de altitudes:
100%
ALTITUDES CARACTERÍSTICAS Altitud Media de la Cuenca
Nº ORDEN
COTA MIN
Área Parcial (km )
Altitud
Superficie x Altitud
1
500
750
1066.14
625
666335.1
2
750
1000
646.59
875
565765.1
3
1000
1250
2284.43
1125
2569984.9
4
1250
1500
2278.96
1375
3133570.2
5
1500
1750
295.43
1625
480069.0
6
1750
2000
172.33
1875
323123.4
7
2000
2250
36.93
2125
78472.8
8
2250
2439
3.76
2344.5
8818.2
COTA
MAX
Total
2
2617.93
-Altitud media de la Cuenca: 1469.50 m.s.n.m. -Altitud más frecuente: 1375.00 m.s.n.m. -Altitud de Frecuencia media (Em): 1153.52 m.s.n.m.
e: Elevación media entre dos contornos a: Área entre contornos A: Área total
INDICE DE PENDIENTE
7826138.8
CURVAS DE NIVEL COTA MIN
COTA MAX
Dif.Cotas (2)
Superficie km2 (3)
(2)*(3)
Raíz de ((2)*(3))
500
750
250.00
1066.14
266534.0
516.3
750
1000
250.00
646.59
161647.2
402.1
1000
1250
250.00
2284.43
571107.8
755.7
1250
1500
250.00
2278.96
569740.0
754.8
1500
1750
250.00
295.43
73856.8
271.8
1750
2000
250.00
172.33
43083.1
207.6
2000
2250
250.00
36.93
9232.1
96.1
2250
2439
189.00
3.76
710.9
26.7
TOTAL
6784.6
3030.9
PARÁMETROS DE LA RED HIDROGRÁFICA Densidad de drenaje (D d):
0.54
Lt: Longitud total de Cauces A: Área de la cuenca
Constantes de estabilidad del Río (C):
1.86
Densidad de corriente (D c) o Densidad hidrográfica (D h):
0.37
δ: Coeficiente Adimensional = 0,694
CONCLUSIONES
-
Los parámetros de forma, de relieve y de la red de drenaje nos proporciona información sobre la incidencia de la escorrentía sobre el territorio o superficie
de acuerdo a las condiciones geográficas (relieve) y con el determinado tiempo de concentración de la red de drenaje del afluente principal y sus afluentes. -
El estudio sistemático de sus parámetros físicos es de gran utilidad práctica en la Hidrología, pues con base en ellos se puede lograr una transferencia de información de un sitio a otro, donde pudiera existir poca información (datos incompletos, carencia total de información de registros hidrológicos), si se estableciera que existe cierta semejanza geomorfológica y climática de las zonas en cuestión.
BIBLIOGRAFIA
file:///C:/Users/user/Downloads/hidro_monCalAgua_amazonica.pdf https://centroderecursos.cultura.pe/sites/default/files/rb/pdf/Evaluacion%20hidr ologica%20de%20las%20cuencas%20amazonicas%20peruanas.pdf http://mapasamerica.dices.net/peru/mapa.php?nombre=RioPastaza&id=57059 http://www.deperu.com/sitios-naturales/cuencas-y-rios/cuencas-de-los-riostigre-y-pastaza-209 PRIMER CURSO NACIONAL DE RECURSOS HIDRICOS, GUIA DE PRACTICA DE RECUSOS HIDRICOS. AUTOR: Dr. Walter Gómez Lora, PERU-1987. OFICINA NACIONAL DE EVALUACION DE RECURSOS NATURALES – “Guia Explicativa del Mapa Ecológico del Perú” Diciembre 1976.
UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA – “ArcGIS 10.1 Practicas paso a paso”.
ANEXOS
Mapa de pendientes Mapa de parámetros fisiográficos de la cuenca Mapa de curvas de nivel Mapa de curva hipsométrica Mapa de orden de ríos