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Universidad de El Salvador Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela de Ingeniería Civil Departamento de Hidráulica y Saneamiento Ambiental

“Estudio básico de hidrología, Primera parte: Características físicas y de comparación de la cuenca de los ríos Motochico y La Guastena, en el cruce con la calle que comunica al cantón Monte Redondo con el cantón Tombías, como punto de interés.” Grupo 14 Asignatura: Hidrología Docente: Ingeniero Edwin Santiago Escobar Rivas Integrantes: Arias Alfaro, Francisco Adalberto

AA14019

Gonzales Rivera, Fidel Ernesto

GR15019

Barrera Quintanilla, Nicolas Alfredo

BQ12002

Ciudad Universitaria, 24 de mayo de 2019

Índice

1.

2.

3.

4.

Introducción ..................................................................................................................... i 1.1.

Importancia de la Hidrología .................................................................................... i

1.2.

Estudios Hidrológicos .............................................................................................. ii

1.3.

Características Físicas y de Comparación de una Cuenca ...................................... iii

Objetivos ........................................................................................................................ iv 2.1.

Objetivo General ..................................................................................................... iv

2.2.

Objetivos específicos .............................................................................................. iv

Alcances y limitaciones ................................................................................................... v 3.1.

Alcances ................................................................................................................... v

3.1.

Limitaciones ............................................................................................................. v

Marco Teórico ................................................................................................................. 6 4.1.

Introducción ............................................................................................................. 6

Definiciones importantes: ........................................................................................................... 7 Partes de una cuenca .................................................................................................................. 7 Tipos de Cuencas ......................................................................................................................... 9 Funcionamiento de una cuenca ................................................................................................ 11

Características físicas de las cuencas ............................................................................... 12 Características de comparación de las cuencas ................................................................ 16 Parámetros relativos a la elevación de la cuenca ..................................................................... 16 Parámetros relativos a la red de drenaje .................................................................................. 19

5.

Generalidades de la cuenca de los ríos Motochico y La Guastena ............................... 24 5.1.

Ubicación a Nivel General ..................................................................................... 24

Departamento de Chalatenango ............................................................................................... 25 Aspecto físico ............................................................................................................................ 27 Hidrografía................................................................................................................................. 27

5.2.

Generalidades dentro o cerca de la cuenca ............................................................ 30

Municipio Concepción Quezaltepeque ..................................................................................... 30 Municipio Chalatenango ........................................................................................................... 36 Municipio Las Vueltas................................................................................................................ 42 Municipio Comalapa ................................................................................................................. 47

Municipio Santa Rita ................................................................................................................. 52

6.

Cálculo de las características Físicas de la cuenca de los ríos Motochico y La Guastena 58 Delimitación de la cuenca en estudio ....................................................................................... 58 Área de la cuenca ...................................................................................................................... 58 Perímetro De La Cuenca ............................................................................................................ 59 Longitud axial ............................................................................................................................ 59 Longitud del Cause Principal o Cause más largo ....................................................................... 60 Tipo y forma de la cuenca ......................................................................................................... 60 Pendiente media del cause principal ........................................................................................ 61 Ancho medio de la cuenca ........................................................................................................ 62 Orden de las corrientes ............................................................................................................. 62

7.

Características de comparación de la cuenca de rio Motochico – La Guastena ........... 64 Patrón de drenaje...................................................................................................................... 64 Pendiente media de la cuenca .................................................................................................. 64 Elevación media ........................................................................................................................ 64 Factor de forma......................................................................................................................... 69 Índice de Gravelius o coeficiente de compacidad ..................................................................... 70 Tiempo de concentración.......................................................................................................... 70 Sinuosidad ................................................................................................................................. 70 Rectángulo Equivalente............................................................................................................. 70

8.

Cuadro resumen de las caracteristicas Físicas y de Comparación de la cuenca .......... 73

9.

Conclusiones ................................................................................................................. 75

10.

Recomendaciones ...................................................................................................... 76

11.

Bibliografía ................................................................................................................ 77

12.

Anexos ....................................................................................................................... 78

1. Introducción 1.1. Importancia de la Hidrología La hidrología como la ciencia encargada de estudiar el agua, en su ocurrencia, circulación y distribución, es de suma importancia su estudio, en el ámbito de la Ingeniería Civil, tanto así, que se delimita a los campos específicos que son de utilidad para la ingeniería, como Ingeniería hidrológica o Hidrología Aplicada, cuyo enfoque general es el diseño y operación de proyectos de ingeniería para el control y aprovechamiento del agua. En la actualidad la hidrología ha tomado más fuerza durante la planeación de los Recursos Hidráulicos, para convertirse en una parte fundamental de los proyectos de ingeniería que tiene que ver con el suministro de agua, disposición de aguas servidas, drenaje, protección contra la acción de ríos y recreación. La Ingeniería Hidrológica emplea una amplia cantidad de conceptos de análisis tanto cualitativos, como cuantitativos, que son obtenidos por medio del uso de métodos que muchas veces se basan en la experiencia y se auxilian de métodos probabilísticos, para poder brindar una aproximación los más acertada posible de eventos que pueden inferir de forma negativa, en el proceso de construcción o en el transcurso de la vida útil de una obra Civil. El uso de la hidrología es fundamental también para la planeación, diseño y operación de proyectos hidráulicos, enfocados principalmente al aprovechamiento de fuentes superficiales o subterráneas, esto con la finalidad de poder cumplir las demandas de agua de una población. El correcto conocimiento del comportamiento hidrológico de cómo un rio, arroyo o un lago es fundamental para poder establecer las áreas vulnerables a los eventos hidrometeorológicos. Debido a que los recursos hídricos son limitados y la población crece y se desplaza, es necesaria una gestión responsable hacia el agua disponible y cómo varia con el tiempo y región. Es de suma importancia conocer la hidrología de las zonas donde se realizan o realizarán obras civiles.

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1.2. Estudios Hidrológicos En el desarrollo de una nueva infraestructura o inicio de procesos de construcción de residencias, se necesita realizar un estudio hidrológico; ya que, si dichos proyectos se encuentran próximos a los cauces de un río, de un arroyo o de otras masas de agua de propiedad pública, pueden verse afectadas por la obra. Por ello, se realizan los estudios de hidrología y los estudios de inundaciones, que regulan las diferentes confederaciones hidrográficas. El estudio hidráulico, en definitiva, es un documento que define cuáles son las consecuencias hidráulicas que una obra o proyecto puede llegar a afectar el estado de una cuenca hidrológica que le corresponde. Como parte de un estudio hidrológico también se incluye un análisis de la calidad de las aguas, así como la revisión de métodos de precipitación, pluviometría, y hietograma especificado. Como punto de partida se realiza la delimitación de las zonas de posible afectación del proyecto para definir el cauce de la cuenca y sus características, tanto físicas como de comparación. Luego de conocer el cauce se realiza un estudio hidráulico, para obtener los perfiles transversales y los puntos donde existe algún elemento especial, el cual puede ser un vado o un estrechamiento del cauce, para estos estudios se emplea el trabajo de campo. Al terminar con el estudio hidrológico, se tiene un documento muy completo, que presenta una gran cantidad de apartados, referentes a los diferentes estudios hidrológicos necesarios para un fin en específico, que en este caso podría resaltar aspectos de suma importancia para la construcción de un puente, una carretera, una presa. Algunos estudios relacionados con la hidrología que se realizan son: Estudio Climático. Estudio topográfico. Determinación del caudal hidrológico. Cartografía para el análisis de unca cuenca El estudio hidrológico se debe realizar con suficiente antelación ya que, en muchos casos, cuando se trata de proyectos de gran importancia, pueden retrasar el inicio de la obra; además, conviene tener en cuenta que es necesario para los técnicos recabar la información necesaria sobre el emplazamiento y el tamaño de la obra a realizar, para poder hacer los cálculos y detallar las conclusiones en la redacción del informe final.

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1.3. Características Físicas y de Comparación de una Cuenca En las siguientes páginas se presenta la primera parte del Estudio Hidrológico Básico de la cuenca de los ríos Motochico y La Guastena, en el cruce con la calle que conduce de Monte Redondo a Tobías como punto de interés, para la cual se fundamenta en las características físicas y de comparación que ésta posee. Se presenta una amplia descripción de todos los conceptos referentes a las cuencas, sus componentes principales, sus diferentes clasificaciones según su comportamiento y la variedad de funciones con las que cumple. En el punto siete de esta investigación, se muestra la información característica de la zona en la que se encuentra ubicada la delimitación de la cuenca; presentando información sobre la ubicación geográfica de los distintos municipios y cantones presentes en la zona de la cuenca, como también los aledaños a éstas. Así también se detalla información sobre la población, sobre los diferentes rubros económicos que desempeña, tipo de geología y tipo de suelo que presenta, vegetación que predomina en la zona y vías de comunicación entre cantones y comunidades; está información es muy importante a la hora de interpretar los datos obtenidos del estudio hidrológicos ya que se puede prever el comportamiento de la cuenca y cómo afectaría a la zona El numeral ocho presenta el procedimiento para el cálculo de las características de la cuenca, separadas en físicas y de comparación, propias de la cuenca estudiada en esta investigación; para luego ser analizados. Los valores cuantitativos de las cuencas son muy importantes para conocer el comportamiento que ésta puede presentar ante diferentes situaciones: estos parámetros son fundamentales a tomar en cuenta en el diseño de una obra civil para disponer de las prevenciones adecuadas durante su construcción y en el transcurso de la vida útil esperada.

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2. Objetivos 2.1. Objetivo General ➢ Realizar un estudio hidrológico en el que se determine las características físicas y de comparación, de la cuenca de los ríos Motochico y La Guastena en el cruce con la calle que conduce de Monte Redondo a Tobías como punto de interés.

2.2. Objetivos específicos ➢ Determinar los conceptos fundamentales del estudio de una cuenca. ➢ Conocer las condiciones características de la zona en la que se encuentra la cuenca estudiada. ➢ Determinar de forma cuantitativa los valores de las características física y de comparación de la cuenca estudiada. ➢ Analizar los datos obtenidos de la cuenca para definir el comportamiento que ésta presenta.

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3. Alcances y limitaciones 3.1. Alcances ➢ Realizar una recopilación teórica de toda la información referente al estudio hidrológico básico, principalmente de las características físicas y de comparación de una cuenca, haciendo uso del material impartido por la catedra de hidrología, así también de la investigación realizada. ➢ Detallar la información específica de la zona en la que se encuentra la cuenca, referente a geología, morfología, ubicación geográfica, población, vegetación, vías de comunicación y actividades socioeconómicas. ➢ Realizar la delimitación de la cuenca mediante al método convencional, utilizando el cuadrante proporcionado por El Centro Nacional de Registro y también haciendo uso del programa informático ArcGis, mediante a los mapas digitales de curvas de nivel y ríos de El Salvador, obtenidos en la investigación. ➢ Obtener valores de las características físicas de la cuenca, tales como: área, perímetro, longitud del cauce principal, pendiente promedio, entre otros, mediante el uso del programa informático ArcMap.

3.1. Limitaciones ➢ Falta de información actualizada referente a la población que se encuentra ubicada en la zona de la cuenca, debido a que el estudio es puramente teórico y no se ha realizado investigación de campo. ➢ Imprecisión de los mapas digitales obtenidos de curvas de nivel y ríos de El Salvador. ➢ Falta de conocimientos en el uso de programas informáticos que facilitan el estudio hidrológico, por lo que no se aprovechó al máximo la información que éstos pueden proporcionar.

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4. Marco Teórico 4.1. Introducción La cuenca es un área de captación natural del agua de precipitación de la lluvia, que hace converger los escurrimientos hacia un único punto de salida. Este punto de salida es denominado exutorio. Si se dice que la zona de la superficie terrestre en la que se encuentra la cuenca es impermeable, entonces las gotas de lluvia que caen sobre ella, tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia el exutorio. Una cuenca está compuesta por un conjunto de superficies vertientes constituidas por la superficie del suelo y de una red de drenaje formada por los cursos del agua que confluyen hasta llegar a un lecho único en el punto de salida.

Otras definiciones de cuenca: ➢ La cuenca de drenaje de una corriente, es el área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación, se unen para formar un solo curso de agua. Cada curso de agua tiene una cuenca bien definida, para cada punto de su recorrido. ➢ Una cuenca hidrográfica es una depresión en la superficie de la tierra. Un valle rodeado de montañas. ➢ Zona de la superficie terrestre en donde las gotas de lluvia que caen sobre ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de salida. ➢ Parte de la superficie terrestre donde las aguas fluyen hacia un mismo río o lago. La suma de todas las cuencas hidrográficas de todos los ríos que desembocan en un mismo mar constituye las vertientes de dicho mar. ➢ La cuenca hidrográfica también recibe el nombre de hoya hidrográfica, cuenca de drenaje y cuenca imbrifera. La cuenca hidrográfica se diferencia de la cuenca hidrológica en que una estudia las aguas superficiales y la otra las aguas subterráneas, respectivamente. Una cuenca hidrográfica está delimitada por la línea de las cumbres, llamada también divisoria de las aguas o parteaguas. ➢ Una cuenca incluye ecosistemas terrestres (selvas, bosques, matorrales, pastizales, manglares, entre otros) y ecosistemas acuáticos (ríos, lagos, humedales, etc.), sus límites se establecen por el parteaguas desde donde escurre el agua que se precipita en el territorio delimitado por éste, hasta un punto de salida.

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Definiciones importantes: Subcuenca: Conjunto de microcuencas que drenan a un solo cauce con caudal fluctuante pero permanente. Microcuencas: toda área en la que su drenaje va a dar al cauce principal de una subcuenca; es decir, que una subcuenca está dividida en varias microcuencas. Quebradas: Es toda área que desarrolla su drenaje directamente a la corriente principal de una microcuenca.

Figura 1 Cuenca, Subcuenca y Microcuenca

Partes de una cuenca Cuenca alta: Corresponde generalmente a las áreas montañosas o cabeceras de los cerros, limitadas en su parte superior por las divisorias de aguas. Cuenca media: Donde se juntan las aguas recogidas en las partes altas y en donde el rio principal mantiene un cauce definido. Cuenca baja o zona de transicionales: Donde el rio desemboca a ríos mayores o a zonas bajas tales como estuarios y humedales.

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Figura 2 Partes de una cuenca

Zona de Cabecera: Es la zona donde nacen las corrientes hidrológicas, por ende, se localizan en las partes más altas de la cuenca. Generalmente la rodean y por su función de captación de agua, presentan la mayor fragilidad hidrológica. Zona de Captación – Transporte: Es la porción de la cuenca que en principio se encarga de captar la mayor parte del agua que entra al...