UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

INGENIERIA CIVIL

TEMA:

CUENCA HIDROGRAFICA RIO EL ZONTEMUNICIPIO DE CHILTIUPAN- DEPARTAMENTO DE L LIBERTAD

CATEDRATICO: ING. EDGAR GAVIDIA PAREDES

MATERIA: HIDROLOGIA

PRESENTAN: MILADYS SARAI TORRES CASTROBLANCA ELIZABETH MOLINA HERNANDEZ

MARIO ERNESTO ORANTES CHINCHILLAGERSON CARLOS MARTINEZ CUBIAS

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INTRODUCCION

El presente reporte contiene una descripción general de la zona de la cuenca del río El Zonte ubicada en el departamento de La Libertad municipio de Chiltiupan, en lo que respecta a su ubicación, vegetación, ríos y quebradas y otras características de interés.

Se darán a conocer aspectos muy importantes de la cuenca, como lo son los elementos que definen el comportamiento hidrológico de la misma, entre los cuales están los que condicionan el volumen de escurrimiento, como lo son el área y el tipo de suelo en la cuenca, hasta las que condicionan la velocidad de respuesta, entre las que se encuentran el orden de las corrientes, la pendiente, su sección transversal, entre otros. Además se realizara el trazado de su parteaguas, la definición del cauce de agua más largo, el establecimiento del tipo y forma de la cuenca, densidad y clasificación de corrientes y muchas otras características que están ligadas a la región donde se encuentra la cuenca.

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OBJETIVO GENERAL

Determinar las características físicas y de comparación respectivas a la cuenca conformada por el río El Zonte y sus afluentes tributarios, a través de los datos obtenidos mediante el estudio del plano cartográfico de la zona, para luego efectuar un análisis e interpretación de dichas características.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar el tipo y la forma de la cuenca y poder interpretar su significado e importancia.

Aprender a trazar el Parteaguas con base a las curvas de nivel así como el entender su significado, ya que es la característica básica para la determinación de los diversos parámetros de la cuenca.

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DATOS GENERALES DE LA ZONA

“CUENCA HIDROGRAFICA1

Es el territorio o espacio de terreno, limitado por cerros, partes elevadas y montañas de los cuales se configura una red de drenaje superficial, que en presencia de la precipitación o lluvias, forma el escurrimiento de un río, para conducir sus aguas a un río más grande y posteriormente a un lago o mar.

La cuenca hidrográfica se define como la unidad territorial natural que capta la precipitación, y es por donde transita el escurrimiento hasta un punto de salida en el cauce principal o sea es un área delimitada por una divisoria topográfica denominada parte-agua que drena a un cauce común.

La cuenca hidrográfica es un territorio definido por la línea divisoria de las aguas en la cual se desarrolla un sistema hídrico superficial, formando una red de cursos de agua que concentran caudales hasta formar un río principal que lleva sus aguas a un lago o mar. Todo punto de la tierra está dentro de una cuenca.

Físicamente, la cuenca representa una fuente natural de captación y concentración de agua superficial y por lo tanto tiene una connotación esencialmente volumétrica e hidrológica. Al mismo tiempo la cuenca, y sobre todo el agua captada por la misma, es una fuente de vida para el hombre aunque también de riesgo cuando ocurren fenómenos naturales extremos como sequías o inundaciones o el agua se contamina.”

Una cuenca hidrográfica puede dividirse de diferentes maneras. Atendiendo el grado de concentración de la red de drenaje, define unidades menores como sub- cuencas, micro-cuencas y quebradas.

Sub-cuencaEs un área que desarrolla su drenaje directamente al curso principal de la cuenca. Varias sub-cuencas conforman una cuenca.

Micro-cuencaEs un área que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de una sub-cuenca.

Quebrada Es un área que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de una micro-cuenca.

La importancia de las cuencas hidrográficas radica en que los recursos de agua continentales son un componente esencial y una parte imprescindible de todos los ecosistemas terrestres.

El ambiente del agua se caracteriza por el ciclo hidrológico, que incluye situaciones extremas como inundaciones y sequías.

1 CLASIFICACION DE RIOS POR CUENCAS HIDROGRAFICAS DE EL SALVADOR, C.A. – Ing. Bernardo Napoleón Romero Paz. Ministerio de Agricultura y Ganadería. Junio de 2012

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Tipos de cuencasPor el sistema de drenaje y su conducción final, las cuencas hidrográficas pueden ser clasificadas en:

Exorreicas: Drenan sus aguas al mar o al océano.

Endorreicas: Desembocan en lagos, lagunas o salares que no tienen comunicación fluvial al mar.

Arreicas: Las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes de encauzarse en una red de drenaje. Los arroyos, aguadas y cañadones de la meseta patagónica central pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningún río u otro cuerpo hidrográfico de importancia. También son frecuentes en áreas del desierto del Sáhara y en muchas otras partes.

Tipos de ríosLos ríos pueden ser clasificados desde diversos puntos de vista, entre los que se destacan:

Según Período de Actividad, en ríos perennes, estacionales, transitorios, o alóctonos.

Según su Geometría o Morfología, pueden clasificarse un río o un determinado trecho, en las siguientes categorías: rectilíneo, sinuoso, meándrico, anastomosado, con islas, en estuarios, en pantanos o manglares, en deltas.

Según su Edad, se clasifica en: ríos jóvenes, maduros o viejos.

Según su Condición de Estabilidad, puede considerarse un tramo de cauce con estabilidad estática, dinámica, con inestabilidad dinámica, o con estabilidad morfológica.

Sus Tramos pueden ser clasificados como de: alta montaña, montaña, falda de montaña, intermedio, y de planicie

Según su Grados de Libertad, puede clasificarse como teniendo uno, dos o tres grados de libertad.

Según el Material de las Márgenes y del Fondo, pueden considerarse como materiales cohesivos, no cohesivos, acorazados, bien graduados o con granulometría extendida, mal graduados o con granulometría uniforme.

Según las Condiciones del Transporte Sólido, puede considerarse: estable, erosionable y depositante, y subclases dependiendo del modo de transporte del sedimento, ya sea en la capa de fondo, mixto o en suspensión.

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CONTEXTO REGIONAL Y ACTUALDEFINICIÓN Y JERARQUIZACIÓN DE LAS ÁREAS DE ESTUDIO

a) Definición de DepartamentoEs cada una de las partes en las que se divide un territorio. En el caso de El Salvador, éste está dividido en 14 departamentos. Uno de ellos, el Departamento de La Libertad, será el área de influencia, a escala regional, ya que es en éste donde se ubica el Río El Zonte.

b) Definición de MunicipioLos Departamentos actuales son divisiones ficticias, herencia del pasado, que agrupan espacios desintegrados, favoreciendo el aislamiento geográfico y económico de esas zonas. Es una circunscripción geográfica- administrativa basada o regida por un ayuntamiento o gobierno determinado.

MUNICIPIO DE CHILTIUPAN2 Coordenadas: 13°35 00″N′89°28 00″O′

“Chiltiupán es un municipio del departamento de La Libertad, El Salvador. Tiene una población estimada de 11 796 habitantes para el año 2013.

Chiltiupán es un pueblo precolombino, y se estima que fue un importante centro religioso. Perteneció al curato de Ateos en 1770, y en 1785 al Partido de Opico. Antonio Gutiérrez y Ulloa, Intendente de San Salvador, en un informe del año 1807 estableció que "Chiltiupán era Pueblo de indios. Benefician bálsamo y cosechan cacao, todo en corta cantidad, sin bondad en estas labores ni economía en aquel ramo, siembran muy pocos maíces y por consiguiente este pueblo como los demás de la Costa (del Bálsamo) están en extrema miseria y despoblados".

Para el año 1835 fue parte del departamento de San Salvador. Tras ser parte sucesivamente de Cuscatlán, y nuevamente a San Salvador, en 1865 pasó definitivamente a La Libertad.

El municipio cubre un área de 96,66 km², y la cabecera tiene una altitud de 725 msnm. Las fiestas patronales se celebran en el mes de abril en honor a san Marcos el Evangelista.3 El topónimo nahuat Chilticteupan o Chiltiktiupan significa "El templo rojo", "Santuario rojo", o "La ciudad de dios".

2 http://es.wikipedia.org/wiki/Chiltiup%C3%A1n

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DELIMITACION DE LA CUENCA HIDROGRAFICA

Río El Zonte (Hidrografía)Departamento: La Libertad, Municipio: ChiltiupánLatitud: 13.4958 Longitud: -89.4417

CARACTERISTICAS MORFOMETRICAS Y FISIOGRAFICAS DE LA CUENCAEl parteaguas es la línea imaginaria que divide la parte más alta de las cuencas de manera que las aguas de lluvia que caen se reparten en una u otra cuenca. De esa forma la cuenca sólo tiene una salida por donde pasa el cauce principal de la misma. Los demás cursos de agua desembocan en el cauce principal y se denominan tributarios. Las cuencas formadas por el cauce tributario son cuencas tributarias o subcuencas. Entre mayor densidad de tributarios una cuenca responde más rápido a una precipitación o tormenta. De hecho una de las formas como se distingue una cuenca es por el orden de tributarios que la conforman.

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 dos cauces de primer orden y, en general, los cauces de orden n se forman cuando dos cauces de orden n-1 se unen.•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.

Un indicador del grado de bifurcación es el orden de corriente. Una corriente de orden 1 significa que no tiene tributarios, una corriente de orden 2, está formada por dos corrientes de orden 1; y así sucesivamente.

El Orden de la Cuenca del Rio El Zonte es: Orden 3

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ÁREA Es la magnitud más importante que define la cuenca. Delimita el volumen total de agua que la cuenca recibe en cada.

Área de la cuenca Rio El Zonte: 30.44 km²

PERIMETRO (P)Es la longitud del límite exterior de la cuenca y depende de la superficie y la forma de la cuenca.

Perímetro de la cuenca Rio El Zonte: 42.85 km

PARAMETROS ASOCIADOS A LA LONGITUDLongitud de la cuenca. Es la longitud de una línea recta con dirección “paralela” al cauce principal.

Longitud del cauce principal. Es la distancia entre la desembocadura y el nacimiento.

Longitud máxima (Lm) o recorrido principal de la cuenca. Es la distancia entre el punto de desagüe y el punto más alejado de la cuenca siguiendo la dirección de drenaje. El recorrido principal, es la máxima distancia recorrida por el flujo de agua dentro de la cuenca.

Longitud del Cauce Principal del Rio El Zonte: 20.35 km

FORMA DE LA CUENCA Es la configuración geométrica de la cuenca tal como está proyectada sobre el plano horizontal. La forma incide en el tiempo de respuesta de la cuenca, es decir, al tiempo de recorrido de las aguas a través de la red de drenaje.

Para determinar la forma de una cuenca se utilizan varios índices asociados a la relación área-perímetro. Siendo los más comunes:

Índice o coeficiente de compacidad (Kc). Se debe a Gravelius y es la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de igual área que la cuenca, a través de la siguiente expresión:

Donde P es el perímetro de la cuenca y A es el área.Cuanto más irregular sea la cuenca, mayor será su coeficiente de compacidad. Una cuenca circular tendrá un coeficiente de compacidad mínimo, igual a 1.

Coeficiente de compacidad del Rio El Zonte: 2.2

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Factor de forma (Kf) fue definido por Horton, como el cociente entre la superficie de la cuenca y el cuadrado de su longitud (Una cuenca con un factor de forma bajo estas menos sujetas crecidas que una de misma área y mayor factor de forma):

Donde L es el recorrido principal de la cuenca, B es el ancho medio es de la división del área de la cuenca entre la longitud del cauce principal y A es el área de la cuenca.

Factor de forma del Rio El Zonte: 0.074

PARAMETROS RELATIVOS A LA RED HIDROGRAFICASe denomina red hidrográfica al drenaje natural, permanente o temporal, por el que fluyen las aguas de los escurrimientos superficiales o subterráneos. La red hidrográfica superficial se analiza a través del siguiente:

Densidad de drenaje, Horton (1945) definió la densidad de drenaje de una cuenca como el cociente entre la longitud total de los canales de flujo pertenecientes a su red de drenaje y la superficie de la cuenca:

Dónde:D = densidad de drenaje (Km-1)∑Li = suma de las longitudes de los cursos que se integran en la cuenca (Km) A = superficie de la cuenca (Km2)

Densidad de drenaje de la Cuenca del Rio El Zonte: 0.53 KmKm2

Frecuencia de drenaje, se define como el número de cauces de cualquier orden entre la superficie de la cuenca, utilizando la siguiente

Formula:

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Al obtener en número de cauces por Km2, establece la mayor o menor posibilidad de que cualquier gota de agua encuentre un cauce mayor o menor tiempo.

Frecuencia de drenaje de la Cuenca del Rio El Zonte: 0.39 ríos/km

PENDIENTE DE LA CUENCATiene una gran importancia para el cálculo del índice de peligro de avenidas súbitas, a través de la velocidad del flujo de agua, influye en el tiempo de respuesta de la cuenca, el método más antiguo es a través de la siguiente formula:

S = (Δh * Lcn / A)

Donde S es la pendiente media de la cuenca, Δh la equidistancia entre curvas de nivel, Lcn la longitud de todas las curvas de nivel y A: el área total de la cuenca.

Otra forma seria:

S = (2H / P)

Donde H (diferencia de elevación máxima medida entre el punto más alto del límite de la cuenca y la desembocadura del río principales la citada diferencia de cota y P el perímetro de la cuenca. También se tiene los métodos de Alvord, Horton y Nash.

Pendiente de la cuenca: 4.2% Pendiente del cauce principal: 5.6%

ALTURAS CARACTERISTICASLa altitud media (Hm), una forma de cálculo es considerando:

ci: cota media del área i, delimitada por dos curvas de nivelai: área i entre curvas de nivel A: área total de la cuenca, la altitud es determinante de la temperatura y la precipitación.

Altitud media del Rio El Zonte: 0.91 Km

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Fórmula racional

La fórmula racional es posiblemente el método más antiguo de la relación lluvia- escurrimiento. Su origen se remonta a 1851 o 1889, de acuerdo con diversos autores. Este método toma en cuenta, además del área de la cuenca, la altura o intensidad de la precipitación y es hoy en día muy utilizado, particularmente en el diseño de drenajes urbanos.

En una cuenca no impermeable, solo una parte de la lluvia con intensidad i escurre directamente hasta la salida. Si se acepta que durante la lluvia, o al menos una vez que se ha establecido el gasto de equilibrio, no cambia la capacidad de infiltración en la cuenca, se puede escribir la llamada formula racional:

Donde C es un coeficiente de escurrimiento, que representa la fracción de la lluvia que escurre en forma directa, y QP es el gasto máximo posible que puede producirse con una lluvia de intensidad i en una cuenca de área Ac y coeficiente de escurrimiento C. El coeficiente de escurrimiento varía entre 0 y 1 y varía apreciablemente de una cuenca a otra y de una tormenta a otra debido a las condiciones de humedad iniciales.

Zona de Interés: Bosque húmedo subtropical, transición a tropical. Características del terreno.Terreno en planicie Suelo Arcilloso Cultivos Anuales Granos Básicos

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En base a las características del terreno se tomó del libro Fundamentos de Hidrología de superficies el máximo valor posible del coeficiente de escurrimiento.

Q= Ci A

Dónde:C = Factor de escorrentíai = intensidad de precipitaciónA= Área de la cuenca

Q = (0.17) (0.000055 m/s) (108500000 m2) Q = 1011.40 m3/s

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Método de los Polígonos de Thiessen3

“Este método para determinar la lluvia media en una zona, se aplica cuando se sabe que las medidas de precipitación en los diferentes pluviómetros sufren variaciones, teniendo además el condicionante que la cuenca es de topografía suave o en lo posible plana.El procedimiento para el cálculo es el siguiente:1. Se unen los pluviómetros adyacentes con líneas rectas.2. Se trazan mediatrices a las líneas que unen los pluviómetros. Recordar que una mediatriz es una línea recta perpendicular a un segmento de recta y que parte de su punto medio. Como las figuras formadas son triángulos, las mediatrices se encuentran en un punto dentro del mismo, ver Figura 19.3. Se prolongan las mediatrices hasta el límite de la cuenca.4. Se calcula el área formada por las mediatrices para cada pluviómetro.Comenzaremos con el trazado de las mediatrices (líneas en color rojo) para la cuenca mostrada en la Figura 19, prolongándolas hasta los límites de la misma.

Se observa que cada pluviómetro queda con un área de influencia dentro de la cuenca. El siguiente paso es medir el área asociada a cada pluviómetro y determinar el ponderador de área para encontrar la precipitación media. Ver Tabla 11. Retomando los mismos valores de precipitación, tenemos:

Tabla de precipitación por Polígonos de Thiessen

El ponderador de área se calcula como el cociente entre el área de asociada a cada pluviómetro y el área total, por esto su suma da 1. La precipitación ponderada, se obtiene al multiplicar la precipitación medida en cada pluviómetro y al factor ponderador de área. Para el ejemplo, se

3http://datateca.unad.edu.co/contenidos/30172/MODULO%20HIDROLOGIA/leccin_28_mtodo_de_poligono_de_thiessen_y_de_isoyetas.html

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obtuvo un valor de precipitación ponderada de 1351.747 mm, valor que está cercano al obtenido por el método del promedio aritmético.”

Método de las Isoyetas4

“El método de los polígonos de Thiessen se aplica con mayor precisión a zonas con topografía suave o plana. En este sentido no tiene en cuenta las variaciones producidas por la orografía local, es decir los sistemas montañosos y valles que lo conforman, ya vimos que hay lluvias definidas por accidentes orográficos. Cuando se cuentan con regiones montañosas, se aplica el método de las Isoyetas, es importante decir que una Isoyetas es una línea curva que une los puntos que tienen igual valor de precipitación, en este sentido es análoga a las curvas de nivel.El procedimiento para el cálculo es el siguiente:1. Por facilidad se puede partir de los triángulos construidos en el método de los polígonos de Thiessen. Se debe tener en cuenta el valor de precipitación de cada uno de los pluviómetros.2. Se asume que la precipitación varía en forma lineal entre uno y otro pluviómetro, es decir sobre la línea que los une se puede trazar a intervalos regulares la curva que hace falta.3. Se grafican las Isoyetas.4. Se calcula el área formada por dos Isoyetas consecutivas ver Figura 20.

En la figura anterior se muestran los valores de precipitación (entre paréntesis) de cada pluviómetro y las respectivas Isoyetas. Lo que se hace a continuación es muy similar al caso anterior, se calcula el área entre dos Isoyetas consecutivas y el ponderado de área. Para obtener la precipitación media de la cuenca, se multiplica el factor ponderador por la Isoyetas promedia, que es la Isoyetas promedia de las dos consecutivas a las cuales se les determina.”

4 http://datateca.unad.edu.co/contenidos/30172/MODULO%20HIDROLOGIA/leccin_28_mtodo_de_poligono_de_thiessen_y_de_isoyetas.html

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ANEXOS

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CUENCA DEL RIO EL ZONTE

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DATOS DE INTENSIDADES

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MAPA DE USO DE SUELOS

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CUADRANTE

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