Grupo N°13 Evaluación T1 Delimitación de cuenca hidrográfica PDF

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS – FACULTAD DE INGENIERÍAEVALUACIÓN TCARRERA: INGENIERÍA CIVILCURSO: HIDROLOGÍA GENERALCLASE: 1679DOCENTE: ING. EDGAR RODOLFO ALVA BALTAZARTEMA: EVALUACIÓN HIDROLÓGICA INICIAL DE LA CUENCAGRUPO: N° 13PARTICIPANTES: CALDERÓN VALDEZ, HUGO CÉSAR - (100%) CORTINA MENDOZA,...

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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS – FACULTAD DE INGENIERÍA

EVALUACIÓN T1

CARRERA:  INGENIERÍA CIVIL

CURSO:  HIDROLOGÍA GENERAL

CLASE:  1679

DOCENTE:  ING. EDGAR RODOLFO ALVA BALTAZAR TEMA:  EVALUACIÓN HIDROLÓGICA INICIAL DE LA CUENCA

GRUPO: 

N° 13

PARTICIPANTES:  CALDERÓN VALDEZ, HUGO CÉSAR - (100%)  CORTINA MENDOZA, JORGE ARMANDO - (100%)  PANIAGUA TASAYCO, VÍCTOR ALONSO - (100%)  SALINAS SALAS, AYRTON JOSÉ - (100%)

FECHA DE ENTREGA:  17 – 01 - 2021

LIMA – PERÚ SEMESTRE 2021 – 0

2

Hidrología General – Evaluación T1

EVALUACIÓN HIDROLÓGICA INICIAL DE LA CUENCA 1. Objetivo de la evaluación: Objetivo principal: - Generar las bases iniciales para la planificación y gestión integral de los recursos hídricos en la cuenca del río Jequetepeque; promoviendo así su manejo eficiente, racional y equitativo. Objetivos específicos: - Delimitar y definir la naturaleza, origen y dimensión de la problemática hídrica (cantidad y calidad) de una cuenca hidrográfica. - Utilización del software ArcGIS para establecer los parámetros adecuados. - Evaluar y brindar información sobre el área que represente la cuenca del río Jequetepeque. 2. Marco Teórico 1) Hidrología: -

La Hidrología es la ciencia natural que se encarga de estudiar el agua, su origen, la circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades físicas y químicas, asimismo, su relación con el medio ambiente, que incluye a los seres vivos.

Figura N°1 – Hidrología Fuente: Internet

Hidrología General – Evaluación T1

2) Hidrograma: -

Es un gráfico que muestra la variación en el tiempo de alguna información hidrológica tal como: nivel de agua, caudal, carga de sedimentos, entre otros. Para un río, arroyo, rambla o canal, si bien típicamente representa el caudal frente al tiempo; esto es equivalente a decir que es el gráfico de la descarga (L3/T) de un flujo en función del tiempo. Estos pueden ser hidrogramas de tormenta e hidrogramas anuales, los que a su vez se dividen en perennes y en intermitentes. Permite observar:  Las variaciones en la descarga a través de una tormenta, o a través del

año hidrológico.  El pico de escorrentía (caudal máximo de la avenida).  El flujo de base o aporte de las aguas subterráneas al flujo.  Las variaciones estacionales de los caudales si se grafica un período de

uno o varios años.

Figura N°2 – Hidrograma Fuente: Internet

Hidrología General – Evaluación T1

3) Parámetros geomorfológicos: a. Área (A): Proyección horizontal de toda el área de drenaje de un sistema de escorrentía dirigido directa o indirectamente a un mismo cauce natural. Unidad: Km2 Tamaño de la cuenca (Km2) < 25

Descripción Muy pequeña

25-250

Pequeña

250-500

Intermedia- pequeña

500-2500

Intermedia- grande

2500-5000

Grande

>5000

Muy grande

Cuadro N°1 – Valores del tamaño de la cuenca Fuente: Propia b. Perímetro (P): Es el borde de la forma de la cuenca proyectada en un plano horizontal.

Figura N°3 – Perímetro Fuente: Internet

Hidrología General – Evaluación T1

c. Parámetros de forma:  Coeficiente de Compacidad o Gravelius (Kc): Relaciona el perímetro de la cuenca (P) y el perímetro de un círculo que tiene la misma área de la cuenca (A).

Clases de valores de compacidad Rangos de Kc -1.25

Clases de compacidad Redonda o oval redonda

1.25-1.50

De oval redonda a oval oblonga

1.50-1.75

De oval oblonga a rectangular oblonga Cuadro N°2 – Valores de compacidad Fuente: Propia

 Factor de forma (Ff): Relaciona el ancho promedio del área drenada (A) con la longitud de la misma. El ancho promedio se halla al dividir el área de la cuenca por la longitud.

Clases de valores de forma Rangos de Kf 0.01 – 0.18

Clases de forma Muy poco achatada

0.18 - 0.36

Ligeramente achatada

0.36 -0.54

Moderadamente achatada

Cuadro N°3 – Valores de forma Fuente: Propia

Hidrología General – Evaluación T1

 Rectángulo equivalente: Transformación puramente geométrica de la cuenca en un rectángulo de área y perímetro igual a la cuenca En este rectángulo, las curvas de nivel se convierten en rectas paralelas al lado menor, siendo los lados la primera y la última curva de nivel.

Figura N°4 – Fórmulas de parámetros Fuente: Internet d. Parámetros relativos a la elevación de la cuenca:  Curva hipsométrica: Mediante la curva hipsométrica se tendrá un pleno conocimiento de la elevación en la cuenca en función del área.

Figura N°5 – Curva hipsométrica Fuente: Internet

Hidrología General – Evaluación T1

 Altitud media de la cuenca (H): La elevación media está referida al nivel del mar.

Hi: altitud promedio del área parcial i

2

Si: área parcial i (km )  Pendiente media de la cuenca (S): Es igual a la longitud total de las curvas de nivel dentro de ella, multiplicada por el desnivel constante entre ellas y dividida entre el tamaño de la cuenca.

D: desnivel constante entre curvas de nivel (m) L: longitud total de curvas de nivel dentro de la cuenca (km)

 Pendiente relativo del cauce principal (Ie): Diferencia total de elevación del lecho del río dividido por su longitud entre esos puntos.

Donde: h1: Elevación correspondiente al extremo superior del cauce principal (m) h2: Elevación correspondiente al extremo inferior del cauce principal (m) Lb: longitud del curso de agua más largo (m)

Hidrología General – Evaluación T1

Clases de valores de pendiente del cause Rangos de Clases pendiente 0.01-0.05 Suave 0.06-0.11

Modera da Fuerte

0.12-0.17

Cuadro N°4 – Valores de pendiente del cause Fuente: Propia a. Parámetros relativos a la red de drenaje:  Tipos de Corriente: Perennes: conducen agua todo el tiempo, excepto durante las sequías extremas. Intermitentes: lleva agua la mayor parte del tiempo, pero principalmente en épocas de lluvia. Efímeras: sólo conduce agua durante las lluvias o inmediatamente después de éstas.  Orden de las Corrientes: Como canales de primer orden todos aquellos que no tengan afluentes. Cuando se unen dos canales de primer orden forman un canal de segundo orden y así sucesivamente.

Figura N°6 – Orden de las corrientes. Fuente: Internet

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 Densidad de drenaje(Dd): Relación entre la longitud total de los cursos de agua de la cuenca y su área total.

Li: longitudes de los cursos que se integran a la cuenca (km) A: área total 4) Cuenca hidrográfica: - La cuenca es el espacio del territorio en el cual naturalmente discurren todas las aguas (aguas provenientes de precipitaciones, de deshielos, de acuíferos, etc. que discurren por cursos superficiales o ríos) hacia un único lugar o punto de descarga (que usualmente es un cuerpo de agua importante tal como un río, un lago o un océano). El ámbito de la cuenca hidrográfica es un espacio territorial natural independiente de las fronteras político-administrativas internas de un país o de fronteras internacionales.

Figura N°7 – Cuenca hidrográfica. Fuente: Internet

Hidrología General – Evaluación T1

a) Zonas de la cuenca: Cuenca alta: Incluye la zona de las laderas y las montañas en donde se ubica el nacimiento del río principal.  Cuenca media: Se encuentra constituida por las tierras onduladas y valles, donde generalmente el rio empieza a zigzaguear.  Cuenca baja: Se ubica las tierras bajas. Es donde el caudal del rio pierde fuerza y sus materiales solidos reposan, formado las llanuras.



b) Elementos de una cuenca: 

Rio principal: Es una corriente natural de agua que posee un caudal variable y desemboca en una mar, en un lago o en otro rio.



Afluentes: Este se puede presentar de 2 formas: Afluente (tributario): Alimenta el rio principal de agua Efluente (emisario): Son ríos que sacan agua de la corriente principal pero no se encuentran presentes en todas las cuencas.



Divisoria de Agua: Es el límite natural del agua que incluye toda la tierra que desemboca en un arroyo, rio o lago.



Agua subterránea: Formaciones geológicas en las cuales se encuentra el agua, la cual permite el almacenamiento de agua en almacenes subterráneos.

c) Tipos de cuenca: Existen principalmente dos tipos de cuencas: 

Cuencas Endorreicas: El punto de salida está dentro de los límites de la cuenca y generalmente es un lago.



Cuencas Exorreicas: Su punto de salida está dentro de los límites de las cuencas y está en otra corriente o mar.

d) Elementos básicos de una cuenca hidrográfica:  El clima  El agua.  El suelo.  La vegetación.  La fauna.  El hombre.  La topografía.  Recursos naturales.

Hidrología General – Evaluación T1

e) Importancia: - Las cuencas hidrográficas tienen una gran importancia en la vida del ser humano y las actividades que desarrollan para sobrevivir. A continuación, mencionamos una serie de aspectos que muestran la importancia de las cuencas en la vida diaria del hombre y de la naturaleza.         

Por medio de ellas se logra la infiltración y la captación del agua que provienen de diferentes fuentes de precipitación. Almacena agua en diferentes formas y por diferentes cantidades de tiempo. Logra descargar el agua como escurrimiento. Mantiene la humedad de los suelos. Permite que haya agua para ser utilizada en diferentes proyectos hidroeléctricos, de agua potable, para riego y navegación. Brinda un hábitat adecuado para la flora y la fauna. Provee agua necesaria para lavar los suelos y las tierras salinas. Funcionan como reservorios de agua que son usadas por el ser humano para consumo personal o para actividades diarias. General electricidad y son importantes para el consumo por parte de los animales.

5) Río Jequetepeque: - El río Jequetepeque es un río de la vertiente del Pacífico del Perú. Comprende un área de 4.372 km², se encuentra bajo la influencia del clima del Pacífico y del Atlántico. En su curso adopta cinco nombres diferentes, desde las nacientes al litoral, relacionados con las categorías de quebradas, ríos secundarios y río principal.

Figura N°8 – Río Jequetepeque. Fuente: Internet

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6) Afluente: - Un afluente se define como un arroyo o río secundario que desemboca en otro principal. El lugar de unión de los dos ríos se denomina confluencia. Tipos de afluente: Los afluentes se pueden presentar de dos formas: 

Afluente o tributario: término definido anteriormente.



Efluente o emisario: es el río que extrae agua de la corriente o río principal. No está presente en todas las cuencas hidrográficas y puede ser natural o artificial (más habitual).

Figura N°9 – Afluente. Fuente: Internet

7) ArcGIS: - ArcGIS es un completo sistema que permite recopilar, organizar, administrar, analizar, compartir y distribuir información geográfica. Como la plataforma líder mundial para crear y utilizar sistemas de información geográfica (SIG), ArcGIS es utilizada por personas de todo el mundo para poner el conocimiento geográfico al servicio de los sectores del gobierno, la empresa, la ciencia, la educación y los medios. ArcGIS permite publicar la información geográfica para que esté accesible para cualquier usuario. El sistema está disponible en cualquier lugar a través de navegadores Web, dispositivos móviles como smartphones y equipos de escritorio. ArcGIS permite:    

Crear, compartir y utilizar mapas inteligentes. Compilar información geográfica. Crear y administrar bases de datos geográficas. Resolver problemas con el análisis espacial.

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 

Crear aplicaciones basadas en mapas. Dar a conocer y compartir información mediante la geografía y la visualización.

Figura N°10 – ArcGIS. Fuente: Internet

3. Diseño de la evaluación - Metodología que se siguió para la elaboración de la delimitación de la cuenca hidrográfica del río Jequetepeque.

Hidrología General – Evaluación T1

1. Descargar las cartas de geogps.

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Hidrología General – Evaluación T1

2.Cargar las curvas shp.

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Hidrología General – Evaluación T1

3. Convertir a raster y utilizar la herramienta fill para corregir errores.

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Hidrología General – Evaluación T1

4. Utilizar el comando Flow Direction

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Hidrología General – Evaluación T1

5. Utilizar Flow Accumulation

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Hidrología General – Evaluación T1

6. Ubicar el punto de desfogue y crear el Snap Pour Point

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Hidrología General – Evaluación T1

7. Delimitar la cuenca con el comando Watershed

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Hidrología General – Evaluación T1

8. Se genera un polygon del raster de la cuenca, luego se creará una cuenca 3D para obtener los parámetros de área, perímetro y centroides.

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Hidrología General – Evaluación T1

4. Resultados Al desarrollo de la delimitación de la cuenca hidrográfica se obtuvieron los resultados de los siguientes parámetros:

-

i. ÁREA_K M2 4064.621 68

Área y Perímetro: PERÍMET RO 448

Zmed

Xmed

Ymed

Zmax

Zmin

2556.606 12

730016.1 61

9207853. 5

4199.174 91

25.21014 4

Área (KM2):

4064.621 68 448

Perímetro (KM):

ii.

Índice de compacidad: K c =

1.98160485

Kc ≠ 1 iii.

Según el destino final de las aguas, se determinó que tenemos una CUENCA EXORREICA.

iv.

El número de orden de la cuenca es: 4.

v.

Clasificando por su estructura, se determinó que tenemos una CUENCA DENTRÍTICA.

vi.

Debido a que el área delimitada de la cuenca está entre 2500 y 5000 km2, se clasifica como una cuenca GRANDE.

Value 4200 3580.3 2993.22 2389.84

2 3

16

13

1802.76 1199.37 612.29 25.2101

22

02 10 19

1 1

25

2

15 12 17 08 09 11 05 03 21 04 18 23

1 2 1

1 1

9220000

.

4

2

1

2

1

1

1

2

9220000

9240000

20 01 1406

800000

ELEVACIÓN 1

PUNTO DESFOGUE

24

9260000

LEYENDA ORDEN

9240000

LIMITE DE CUENCA

770000

740000

710000

680000

650000 9260000

UBICACIÓN

1

1

3

1

9200000

9200000

1

1 1 1

1

1

1 2

1 1 1

1

1

1

1

2

1

1 9180000

1 1

1

9180000

1

2

1

1

4 DELIMITACIÓN DE CUENCA HIDROGRÁFICA - RED HÍDRICA Y ORDEN DE DRENAJE - RIO JEQUETEQUEPE

ESCALA 1:600,000

0

5

10 65 00

20

30

Km 40

HIDROLOGÍA GENERAL - T1

68 00

71 00

GRUPO 13

74 00

UPN - 2021-0

77 00

17-ENE-2021

25

80 00

Hidrología General – Evaluación T1  Las cuencas son zonas

dinámicas,

expuestas

5. Conclusiones

a

influencia

la de

factores naturales y antrópicos.

Para

poder mantener su productividad, biodiversidad permitir

un

sostenible

de

y uso sus

recursos por parte de

los

seres

humanos

es

necesario

un

acuerdo global entre las distintas partes interesadas; comunidades, propietarios

e

instituciones.  Se

exploraron

herramientas

de

gran utilidad como lo es el software del ArcGIS, aplicación

cuya nos

permite visualizar y explorar

la

caracterización hidrográfica, lo que es un primer paso para trabajar en la comprensión de la dinámica del agua en la región.

 Kc≠1, entonces la cuenca es irregular y menos susceptible a inundaciones.  Cuando se toman diferentes puntos

de

desfogue,

la

delimitación de la cuenca y así como la dirección de flujo podría verse ligeramente alterado.  Es

necesario

abarcar

los

cuadrantes o cartas necesarias para que se delimite de manera correcta la cuenca hidrográfica.  Es

importante

nombrar

de

manera correcta y almacenar los archivos en una sola carpeta para

que

reconozca

las

carpetas conectadas y evitar errores

al

abrir

el

archivo

trabajado.  La facilidad de acceso a las cartas nacionales, hacen que delimitar cuencas hidrográficas sea una tarea relativamente secuencial y sencillo.  Se

podría

proponer

una

estructura hidráulica en la parte alta de la cuenca, debido al área que abarca en dicha zona, además de la altura que podría favorecer a acumulaciones de agua

como

para

construir

presas.

25

Hidrología General – Evaluación T1

6. Bibliografía

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