UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERÍAGEOLÓGICA, MINAS, METALÚRGICA, GEOGRAFICA Y CIVIL

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

NOMBRE: SALAZAR CENTENO LUIS ALBERTO

PROFESOR: JORGE GASTELO

CURSO: HIDROLOGIA

AÑO 2015INDICE

Introducción………………………………………………………………………………..…..……………..….………….3

Cuenca………………………………………………………………………………………………………………….…………4

partes de una cuenca…………………………………………………………………………………….….….…………4

funciones de las cuencas ………………………………………………………………………………..…..…………4

cuenca de trabajo ……………………………………………………………………………………….…….……………6

Índice de compacidad. …………………………………………………………………………………..….……….……7

pendiente media…………………………..…………………………………………………………….…….…….………8

Pendiente rio principal……………………………………………………………….………….……..……..………..8

Método de la media aritmética……………………………………………………………………………….………9

Método de los polígonos de thiessen……………………………………………….…………………..………18

método de las curvas isohietas…………………………………………………………….……………..…………20

Bibliografía………………………………………………………………………………………..…………………….………23

INTRODUCCION

Las cuencas son sistemas naturales de gran importancia en el sistema global hidrológico para el desarrollo de la vida humana y planetaria, es muy importante mantener precauciones y seguir normas para la protección y mantenimiento de estos sistemas naturales.

Es necesario conocer todo lo relacionado a cuencas hidrológicas y en el presente trabajo se conocen las generalidades de la cuenca, su definición, sus elementos que la determinan, las partes de la cuenca, sus principales funciones hidrológicas y una práctica realizada en la cuenca de San Roque donde se determinó su área, su perímetro, longitud, la divisoria, cauces, parte agua, micro cuencas, etc.

Las cuencas conllevan un desarrollo socioeconómico, y cultural por tanto es necesario conocer desde su punto de partida hasta su cierre, y cada una de sus generalidades para su protección.

CUENCA

La cuenca es un sistema dinámico con componentes físicos tales como el agua, el aire, el suelo, subsuelo, el clima y los minerales; biológicos como la flora y la fauna; antropogénicos como los socioeconómicos, culturales e institucionales. Todos estos componentes están interrelacionados y en un determinado equilibrio, de manera que al afectar uno de ellos, se produce un desbalance en el sistema que de acuerdo a la capacidad de carga del mismo tiende a recuperar nuevamente el balance o a producir una nueva condición pero deteriorada. Además, siendo la cuenca un sistema dinámico presenta innumerables cambios en el tiempo, en donde los de origen antropogénico reflejan la cultura de la sociedad que la habita. Por lo que, una cuenca hidrográfica es una unidad natural adecuada para la coordinación de procesos de manejo diseñados para asegurar el desarrollo sustentable.

Partes de una cuenca

LA PARTE ALTA O ZONA DE RECARGA: zona donde nace el rio, presenta la topografía más pronunciada, se produce la mayor infiltración de agua de lluvia y/o neblina, ésta se infiltra en el suelo.LA PARTE MEDIA: Es la zona más extensa y permite realizar algunas actividades agrícolas bajo control, utilizando técnicas de conservación de suelo como curvas a nivel, terrazas individuales, barreras vivas y muertas y acequias de laderas; el uso de estas técnicas es necesario ya que estas zonas presentan niveles de pendiente que favorecen la perdida de suelo por escurrimiento superficiales, lo cual contribuye a su deterioro cuando el suelo está desprotegido. LA PARTE BAJA: Es la de mayor extensión y de drenaje porque recoge toda el agua de la parte alta y media de la cuenca. Son áreas más planas, de importancia para las actividades agrícolas, ganaderas; industrias y construcción de viviendas.

FUNCIONES DE LAS CUENCAS HIDROLOGICA

Función Hidrológica:

Territorio del ciclo hidrológico. Captación de agua de la 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 la sociedad.

Servicios Ambientales del Flujo Hidrológico:

Sus ríos y quebradas nos brindan agua para el consumo humano. Suministro de agua potable. Riego de los cultivos agrícolas. Agua en la industria y el comercio. Agua en generación de energía eléctrica. Hábitat para diferentes especies.

Fuente de alimentación.

Cuenca de Trabajo

Nuestro estudio se hizo partiendo del rio JATUNPAUSA, escogiendo la cuenca de AREQUIPA a través de la esquematización de ella, partiendo de un punto de intersección de cierre, se trazo la divisoria de aguas de la cuenca y sus cauces obteniendo las micro cuencas, La pendiente, la divisoria de aguas que separa la cuenca de las cuencas vecinas.

LUGAR:

PAIS: PERU

DEPARTAMENTO: AREQUIPA (16.35°S 71.57°W 2518 msnm)

El clima de Arequipa es templado, desértico y con amplitud térmica moderada.

La media anual de temperatura máxima y mínima (periodo 1950-1991) es 22.2°C y 7.0°C, respectivamente.

La precipitación media acumulada anual para el periodo 1950-1991 es 95.3 mm.

Características de la cuenca

Área de la cuenca (km2)=126 Km2

Perímetro de la cuenca (km)=52.6 Km.

Longitud del río principal= 22.427km

Longitud de los ríos :85.148km

altura mínima: 3406 msnm.

Altura máxima 5784 msnm.

ÍNDICE DE COMPACIDAD.

También denominado coeficiente de compacidad o de Graveliús, definida como la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de un círculo de área equivalente.

INDICE DE COMPACIDAD

FACTOR DE FORMA

A: área de la cuenca (km2).

Lb: longitud de la cuenca, medida desde la salida hasta el límite, cerca de la cabecera del cauce principal, a lo largo de una línea recta.

PENDIENTE MEDIA

La pendiente media constituye un elemento importante en el efecto del agua al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere y la erosión que produce.

La pendiente media es igual al desnivel entre los extremos de la corriente dividido entre su longitud medida en planta.

PENDIENTE DEL RÍO PRINCIPAL

En general, la pendiente de un tramo de río se considera como el desnivel entre los extremos del tramo, dividido por la longitud horizontal de dicho tramo, de manera que:

RECTANGULO EQUIVALENTE

Este parámetro geomorfológico es muy importante, porque expresa el comportamiento hidrológico de una cuenca, mediante un rectángulo de igual área, el mismo perímetro, igual coeficiente de compacidad e idéntica variación hipsométrica. En otras palabras, se dice que es una expresión que relaciona el perímetro y el área de una cuenca tratando de reducirla a las dimensiones de un rectángulo.

L = 19.99 km;

l = 6.310km.

Cota(msnm) (km2)ai Cod Ancho (m) ci3400-3550 17.26 A1 2.7353550-4050 45.65 A2 7.2344050-4550 47.89 A3 7.5894550-5050 9.47 A4 15005050-5784 5 A5 792

DRENAJE DE LA CUENCA

DENSIDAD DE CORRIENTE

=

DENSIDAD DE DRENAJE

=

Ls: longitud total de las Corrientes

A: área de la cuenca

FIGURA DE LA CUENCA

CURVA HIPSOMÉTRICA DE LA CUENCA

Es la representación gráfica del relieve de una cuenca. Representa la variación de la elevación de los varios terrenos de la cuenca con referencia al nivel medio del mar. Esta variación puede ser indicada por medio de un gráfico que muestre el porcentaje de área de drenaje que existe por encima o por debajo de varias elevaciones. Dicho gráfico se puede determinar por el método de las cuadriculas del inciso anterior o planimetrando las áreas entre curvas de nivel.

Se define como curva hipsométrica la 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 las curvas de nivel consecutivas hasta alcanzar la superficie total, llevando al eje de las ordenadas la cota de las curvas de nivel consideradas.

Donde

ai : sumatoria de las áreas entre curvas de nivel;

ci : altura media entre curvas de nivel

A : área total de la cuenca.

Alternativamente a la fórmula anterior se aplica el uso de la gráfica de curva hipsométrica, como si se dividiera el volumen total del relieve de la cuenca sobre su superficie proyectada, ingresando por el eje que representa el área con el valor correspondiente al 50% y leyendo el valor de cota correspondiente.

cota Area Parciales Areas Parciales (%) Area Acumulada(%)3400-3550 17.3 13.8 100.03550-4050 45.7 36.4 86.24050-4550 47.9 38.2 49.84550-5050 9.5 7.6 11.65050-5784 5 4.0 4.0

125 100.0

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.03400

3900

4400

4900

5400

5900

CURVA HIPSOMETRICA

POLÍGONO DE FRECUENCIAS DE UNA CUENCA

El polígono de frecuencias es un gráfico de barras de las áreas parciales (%) con respecto a las altitudes (msnm) que las encierran. Representa la variación de las áreas parciales comprendidas entre determinadas curvas de nivel consecutivas. De este polígono es posible encontrar el área parcial más frecuente.Con los datos de áreas parciales (%), del Cuadro anterior, se ha elaborado el polígono de frecuencias que se presenta en la figura siguiente:

3400

3550

4050

4550

5050

5784

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0

POLIGONO DE FRECUENCIA

POLIGONO DE FRECUENCIA

PRECIPITACIONESPrecipitación es cualquier agua meteórica recogida sobre la superficie terrestre. Esto incluye básicamente: lluvia, nieve y granizo. (También rocío y escarcha que en algunas regiones constituyen una parte pequeña pero apreciable de la precipitación total) La precipitación es una parte importante del ciclo hidrológico y es responsable por depositar agua en el planeta. La precipitación es generada por las nubes, cuando alcanzan un punto de saturación; en este punto las gotas de agua (o pedazos de hielo) se forman, que caen a la Tierra por gravedad. Las precipitaciones se definen como cualquier agua que proviene de la humedad atmosférica y que cae a la superficie terrestre, principalmente en estado líquido (lluvia) y sólido (nieve o granizo). Éstas representan el elemento más importante del ciclo hidrológico, siendo su unidad de medición el milímetro. En este contexto, las precipitaciones son la principal entrada de agua en una cuenca. Su importancia radica en ser la forma de suministro natural de agua a los ecosistemas, condicionando la vida de los organismos y el desarrollo de las actividades humanas (agrícolas, económicas, industriales, etc.). Es por ello que es muy importante su conocimiento y estudio, tanto para su cuantificación del recurso como para la utilización en la prevención de avenidas, diseños de obras públicas, estudios de erosión, etc. Clasificación Morfológica Puesto que las condiciones atmosféricas varían mucho geográfica y estacionalmente, son posibles diferentes formas de precipitación. Las más comunes son la lluvia y nieve. Según la apariencia de los elementos, la precipitación se clasifica en: a) Lluvia: se define como una precipitación de agua líquida que llega al suelo, con gotas de diámetro entre 0.5 y 5 milímetros. b) Llovizna: Riego tenue de gotitas pequeñas, de diámetro menor que 0.5 milímetros, muy denso o compacto. Se puede considerar débil, moderada o fuerte dependiendo de la visibilidad. c) Neblina o garúa: llovizna mucho más tenue aún. d) Nieve: la nieve se forma de cristales de hielo cuando el vapor de agua se congela en diminutas partículas sólidas en niveles donde las temperaturas son muy inferiores a 0º C. Los cristales de hielo se van uniendo para formar los copos de nieve. Cuando los copos de nieve tienen suficiente peso, caen al suelo. Su tamaño, forma y concentración depende de la temperatura de donde se formen y por donde pasan y tienen una gran variedad de formas, pero todos tienen la característica de ser hexagonales, con un motivo único que no se repite. La nieve es transparente, aunque las reflexiones de los muchos lados de sus cristales hacen que parezca blanca. e) Aguanieve: Nieve fundente o mezcla de nieve y lluvia. f) Lluvia helada: Se produce cuando la temperatura en el nivel de las nubes son negativas y las gotas de lluvia están sobre enfriadas. La lluvia se congela al llegar a la superficie y chocar con los objetos. g) Agujas de hielo: Delgadas barritas o pequeñas chapas de hielo muy livianas que flotan. h) Granizo: se forma cuando las gotas de agua sobre enfriadas circulan en una zona de corrientes ascendentes en el interior de un cumulonimbos. El granizo cae de la nube como precipitación sólida de terrones de hielo duro, redondeados o irregulares, cuando adquiere demasiado peso para que las corrientes ascendentes lo mantengan en el aire. Es tal vez la forma más destructiva de precipitación, pueden provocar daños materiales por miles de millones de dólares cada año. En el año 1986, una tormenta de granizo sobre Bangladesh con piedras de más de un kilo de peso, mató a 92 personas. Los signos que pueden indicarnos si una tormenta será de granizo pueden ser un tono verdoso de la base de la nube o el color blanquecino de la lluvia.

MEDICIÓN DE LAS PRECIPITACIONES

El volumen total de las precipitaciones que llegan al suelo durante un período determinado se expresa en función del nivel que alcanzarían sobre una proyección horizontal de la superficie terrestre, una vez se hayan fundido todas las precipitaciones caídas en forma de nieve o hielo. Las nevadas se miden también en función del espesor de la nieve fresca que cubre una superficie plana y horizontal. El objetivo principal de cualquier método de medición de las precipitaciones es obtener muestras representativas de la precipitación en la zona a que se refiera la medición. En hidrología, es fundamental medir el valor exacto de las precipitaciones. Por lo tanto, es muy importante que se tenga en cuenta la elección del emplazamiento y la forma y exposición del pluviómetro; además, deben tomarse medidas para impedir las pérdidas por evaporación, efectos del viento y salpicaduras.

IMPORTANCIA DE LAS PRECIPITACIONES EN LA INGENIERÍA

Muchas obras de ingeniería civil son profundamente influenciadas por factores climáticos, entre los que se destaca por su importancia las precipitaciones pluviales. En efecto, un correcto dimensionamiento del drenaje garantizarla la vida útil de una carretera, una vía férrea, un aeropuerto. El conocimiento de las precipitaciones pluviales extremas y el consecuente dimensionamiento adecuado de los vertederos de las represas garantizará su seguridad y la seguridad de las poblaciones y demás estructuras que se sitúan aguas abajo de la misma. El conocimiento de las lluvias intensas, de corta duración, es muy importante para dimensionar el drenaje urbano, y así evitar inundaciones en los centros poblados.

PRECIPITACIÓN PROMEDIO

sobre la cuenca para una tormenta dada Es usual en los estudios hidrológicos la determinación del volumen de agua precipitado sobre un área dada, el cual puede determinarse para una tormenta o para una sucesión de tormentas caídas en un período de duración fija, como puede ser un mes, un trimestre (coincidente con una estación climática) o un año. En todos los casos lo que se calcula es la lluvia media y para ello se utilizan comúnmente tres métodos: Media aritmética, Polígonos de Thiessen e Isohietas

DATOS DE NUESTRA CUENCA SERAN TOMADAS DE LA PAGINA DE INTERNET *

El clima de Arequipa es templado, desértico y con amplitud térmica moderada.La media anual de temperatura máxima y mínima (periodo 1950-1991) es 22.2°C y 7.0°C, respectivamente.La precipitación media acumulada anual para el periodo 1950-1991 es 95.3 mm.

MÉTODO DE LA MEDIA ARITMÉTICA

=58mm

n: número de estaciones utilizadas.

Pi : `precipitaciones

MÉTODO DE LOS POLÍGONOS DE THIESSEN

Dónde:

P: lluvia media sobre la cuenca, en mm;

n PI1 202 463 504 705 826 80

Pi : lluvia en la estación i, en mm;

Ai : área del polígono correspondiente a la estación i, en Km2

A : área total de la cuenca, en km2;

n : número de estaciones pluviométricas y pluviográficas

TRAZADO DE LA LINEAS

OBTENIDAS POR EL TRAZADO DE LA MEDIATRIZ Y ELIMINANDO LOS TRIANGULOS OBTENIENDO LOS POLIGONOS.

FIGURA DE LAS AREAS

ESTACION Lluvia

(Pi)mm

Área de la estación

(Ai) Km2

Pi*Ai

P1 20 17.30 346

P2 46 23.46 1079.16

P3 50 11 550

P4 70 21.21 1484.7

P5 85 18.6 1581

P6 80 33.23 2658.4

^ mm.

MÉTODO DE LAS CURVAS ISOHIETAS

EN NUESTRO TRABAJO:

TRAZADO DE CURVAS HISOYETAS RESPETANDO LAS CURVAS DE NIVEL

CURVAS ISOHIETAS

ISOHIETAS LLUVIA

(PI)mm

AREA ENTRE ISOHIETAS (Ai) Km2

Ai*Pi

(mm*Km2)

0-30 15 9.68 145.2

30-40 35 10.7 374.5

40-30 45 17.74 798.3

50-60 55 18.5 1017.5

60-70 65 30.62 1990.3

70-80 75 20.2 1515

80-100 90 18.56 1670.4

^ ; =59mm

BIBLIOGRAFIA:

http://www.met.igp.gob.pe/clima/HTML/arequipa.html *

http://www.indeci.gob.pe/sectores/reuniones/2013/14%20feb/senamhi.pdf

· Aparicio F. (1993) Fundamentos de Hidrología de Superficie, Editorial LIMUSA, México.

· Chereque W. (1989) Hidrología para Estudiantes de Ingeniería Civil, CONCYTEC, Lima – Perú.

· Ven Te Chow, (2000) Hidrología Aplicada. Editorial Mc Graw Hill (Colombia).

· Villon (2002) Hidrología, Editorial Villon, Lima - Perú