CARACTERIZACIÓN DE LAS CUENCAS

CONCEPTOS BASICOS SOBRE CUENCAS

Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia que caen sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida. La definición anterior se refiere a una cuenca superficial (cuenca hidrográfica); asociada a cada una de éstas existe también una cuenca de agua subterránea.

CONCEPTOS BASICOS SOBRE CUENCAS Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos tipos de de cuencas: endorreicas y exorreicas. Las endorreicas el punto de salida esta dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago; en las exorreicas su punto de salida esta en los límites de las cuencas y está en otra corriente o mar. El parteaguas es una línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas.

TIPOS DE CUENCAS

CUENCA

¿Cómo delimitar la cuenca? PARTEAGUAS • Levantamiento topográfico del parteaguas • Cartas topográficas (a mano, en escritorio) • Software especial (por ejemplo SWAT), el cual requiere como alimento el Modelo Dígital de Elevación (MDE; sito INEGI o bien comprar las vectoriales de INEGI y convertirlo a GRID o TIN) http://www.inegi.org.mx/inegi/default.aspx

¿cómo elegir cual será la “salida” de nuestra cuenca? • Porqué la queremos ver hasta que desemboque a un río de mayor importancia (por ejemplo río de la Sierra desembocando al Grijalva) • Porqué la queremos ver hasta que desemboque al mar o a una laguna • Porqué nuestro interés es una población X. Por ejemplo, El río Coatán hasta la ciudad de Tapachula o hasta una estación de aforo

Cómo se delimitan las cuencas hidrográficas?

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 1. AREA DE LA CUENCA

Tamaño de la cuenca (km2) < 25

Descripción

25 a 250

pequeña

250 a 500

Intermedia-pequeña

500 a 2,500

Intermedia-grande

2,500 a 5,000

grande

>5,000

Muy grande

Muy pequeña

EJEMPLOS DE CUENCAS • Cuenca del Río Yaqui = 11, 792 Km2 (La Presa Alvaro Obregón está sobre este río) • Cuenca de Malacatepec-El Salitre (RH 18Balsas,Subcuenca del R. Cutzamala)= 158.7 Km2

Rio Chapingo • RH-26 Cuenca del Río Panuco • Cuenca del R. Moctezuma • Cuenca del Lago de Texcoco = 2076 Km2 Cuenca del R. Chapingo = 17.5 Km2

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 2. FORMA DE LA CUENCA 2.1.índice de Gravelius o coficiente de compacidad, Kc

P

P Kc = = 0.28 1/ 2 2π r A Cuando Kc es cercano a 1.0 indica que la forma es casi una circuferencia. Kc mayores que 1.0 indica menor circular la cuenca. Cuencas con Kc cercano a 1.0 tienen más problemas de crecientes (gastos muy grandes, inundaciones).

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 2. FORMA DE LA CUENCA 2.2.Factor de forma (Kf)

B Kf = ; La

A B= La

A Kf = 2 La B = Ancho medio La = Longitud axial de la cuenca (medido sobre el cauce más largo desde la cabecera hasta la salida de la cuenca). A= Área de la cuenca Suponga dos cuencas de la misma Área. La que tiene factor de forma más alto tiene más problemas de crecientes.

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES 3.1. Orden de las corrientes de agua: El orden de la cuenca esta dado por el orden del cauce principal •

corrientes de primer orden: pequeños canales que no tienen tributrario

• Corrientes de segundo orden: dos corrientes de primer orden se unen • Corrientes de tercer orden: dos corrientes de seguno orden de unen • Corrientes de orden n+1 : dos corrientes de orden n se unen Entre más alto es el orden de la cuenca, indica un drenaje más eficiente que desalojará rápidamente el agua.

ORDEN DE CORRIENTES

Fuente: Campos Aranda, 1998

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES 3.2. Relación de bifurcación: es la relación entre el número de corrientes de cualquier orden u (Nu) y el número de corrientes en el siguiente orden superior u+1 (Nu+1):

Nu Rbu = N u +1 El valor mínimo teóricamente posible para Rb es 2.0. Aunque en la realidad el valor promedio es del orden de 3.5

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES 3.3. Densidad de drenaje: es la relación entre la longitud total de las corrientes de agua de la cuenca y su área total

L Dd = A

km = 2 km

Cuencas con drenaje pobre: Dd alrededor de 0.5 km/km2; Cuencas bien drenadas: Dd alrededor de 3.5 km/km2;

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES 3.4. Densidad de corrientes: es la relación entre el número total de corrientes en la cuenca y su área total

Nc Dc = A Valores altos, cuencas bien drenadas.

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-MORFOMETRÍA 3. SISTEMA DE DRENAJE O SISTEMA DE CORRIENTES SUPERFICIALES 3.4. Sinuosidad de las corrientes de agua: es la relación entre la longitud del río principal a lo largo de su cauce y la longitud del valle medido en línea curva o recta

L S= Lv Un valor de S menor o igual a 1.25 indica baja sinuosidad. Entre más sinuosos las velocidades en el cauce son menores.

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-RELIEVE II. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 2.1. Pendiente media con Criterio de Alvord

D Sc =   L  A D= equidistancia de curvas de nivel A = Area de la cuenca L = longitud total de las curvas de nivel de equidistancia D Se recomienda equidistancias de p.ej. 100 m, ya que medirá menos L

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-RELIEVE II. PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA 2.2. Pendiente media con Criterio de Horton (colocar o dibujar una malla cuadriculada sobre la cuenca)

 Nx   D S x =   Lx 

 Ny S y =   Ly

  D  

Sx + Sy Sc = 2

D= equidistancia de curvas de nivel (se recomienda D =100 m) Lx = Longitud de las cuadrículas sobre la cuenca sobre eje X Nx = Número de intersecciones o tangencias de las curvas de nivel de equidistancia D al eje x Sx = Pendiente de la cuenca en la dirección X Sc = Pendiente media de la cuenca

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-RELIEVE III. PENDIENTE DEL CAUCE

H S= L H = Desnivel en el cauce principal L = Longitud total del cauce principal Sc = Pendiente del cauce

NOTA: Incluso se puede dibujar el perfil del cauce, L vs. H

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-RELIEVE III. PENDIENTE DEL CAUCE También se pudiera eliminar el primer 15% (parte montañosa) y eliminar el último 10% (parte plana) y en ese tramo calcular la pendiente del cauce para así eliminar sesgos. Se sugiere realizar un perfil del cauce (Distancia vs. elevación)

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA Caracterización de relieve según Heras Pendiente en %

Tipo de terreno

2

Llano

5

Suave

10

Accidentado medio

15

Accidentado

25

Fuerte Accidentado

50 > 50

Escarpado Muy escapado

CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA PARÁMETROS FÍSICOS-RELIEVE IV. CURVA HIPSÓMETRICA: esta curva es una fotografía del relieve de la cuenca, la cual representa gráficamente las elevaciones del terreno en función de las superficies correspondientes acumuladas Dicha curva se construye determinando con un planímetro (o AUTOCAD!) el área entre curvas de nivel. VI. ELEVACIÓN MEDIA DE LA CUENCA Con una malla de apróx. 100 cuadros, se toma la elevación de c/u de los vértices y el promedio de esas elevaciones es la elevación media VII. ELEVACIÓN MEDIANA DE LA CUENCA Corresponde al 50% del area leída en la curva hipsómetrica

¿De qué depende el escurrimiento superficial?

• Características fisiográficas de la cuenca • Textura del suelo • Uso del suelo • Condiciones meteorológicas

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Factores Fisiográficos que Influyen en los escurrimientos superficiales • Tamaño y forma del área drenada • Distribución de la red de corrientes • Pendiente media de la cuenca • pendiente de cauce principal • Almacenamientos naturales o artificiales que amortiguan avenidas 32

Uso del Suelo y su impacto en los escurrimientos • La presencia o ausencia de cubierta vegetal suelen reducir o incrementar las velocidades con que se mueve el agua en la cuenca • Cantidad de agua infiltrada en el suelo • Cantidad de agua interceptada por la vegetación. 33

Tipo de Suelo • La textura del suelo influye en la velocidad de infiltración en el suelo. Texturas arenosas tienen velocidades de infiltración rápidas. Texturas arcillosas originan más encharcamientos en las cuencas.

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EN RESUMEN, CARACTERÍSTICAS ADICIONALES DE LA CUENCA • Uso de Suelo, incluyendo prácticas agrícolas • Texturas • Estaciones meteorológicas • Estaciones hidrométricas • Población • Actividades productivas 35