Informe delimitación de cuenca Qgis PDF

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Delimitación de cuenca mediante Qgis...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA “FACULTAD DE INGENIERÍA” ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL.

“DELIMITACIÓN DE UNA CUENCA DENOMINADA “MAGDALENA” MEDIANTE EL PROGRAMA QGIS”

CURSO: HIDROLOGÍA SUPERFICIAL

DOCENTE: Ing. ÁLVAREZ VILLANUEVA, Jairo Isaí.

PRESENTADO POR: REYES FERNANDEZ, Augusto Javier.

Cajamarca – Perú 2019

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CONTENIDOS.

ÍNDICE DE FIGURAS. ................................................................................................... 3 ÍNDICE DE TABLAS. ..................................................................................................... 4 1.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 5 1.1.

OBJETIVOS ...................................................................................................... 6

1.1.1.

OBJETIVO GENERAL ............................................................................. 6

1.1.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 6

1.2. 2.

DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS ................................................................ 6

MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 6 2.1.

BASES TEÓRICAS .......................................................................................... 6

2.1.1.

CUENCA HIDROGRÁFICA. ....................................................................... 6

2.1.2.

DIVISORIAS. ................................................................................................ 6

2.1.3.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA. .. 6

2.1.3.1. ÁREA DE DRENAJE. .......................................................................... 7 2.1.3.2. ÍNDICE DE COMPACIDAD O COEFICIENTE DE GRAVELIUS (K). 7 2.1.3.3. FACTOR DE FORMA DE UNA CUENCA (Ff). .............................. 7 2.1.4.

CARACTERÍSTICAS DEL RELIEVE DE UNA CUENCA. ................... 7

2.1.4.1. PENDIENTE DE LA CUENCA. ......................................................... 7 2.1.4.2. CURVA HIPSOMÉTRICA. ................................................................ 8 2.1.4.3. COEFICIENTE OROGRÁFICO. ...................................................... 8 2.1.5.

CICLO HIDROLÓGICO ........................................................................... 9

2.1.6.

HUMEDAD RELATIVA. .......................................................................... 9

2.1.7.

PRECIPITACIÓN ...................................................................................... 9

2.1.8.

CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN MEDIA SOBRE UNA ZONA .. 10

2.1.9.

MÉTODO DE OTTO PFAFSTETTER ................................................... 11

3.

MATERIALES Y MÉTODOS. ......................................................... 14

3.1.

MATERIALES.................................................................................... 14

•

Laptop ACER CORE i7 8th generación. .......................................... 14

•

Internet. ............................................................................................... 14

•

Softwares tales como, AutoCAD, Civil 3D, Qgis. ............................. 14

3.2.

MÉTODOS. ......................................................................................... 14 2

3.2.1. 4.

USO DIRECTO DEL PROGRAMA QGIS. .................................... 14

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS .................................................. 35 4.1. CÁLCULO DE DATOS GENERALES Y PARÁMETROS GEOMORFOLÓGICOS DE LA CUENCA DENOMINADA “MAGDALENA” ... 35 4.1.1.

PÁRAMETROS GENERALES ............................................................... 35

4.1.1.1. ÁREA DE LA CUENCA (A) ............................................................. 35 4.1.1.2. LONGITUD DEL CAUCE PRINCIPAL (L) ................................... 35 4.1.1.3. PERÍMETRO (P) ................................................................................ 36 4.1.1.4. ANCHO (W) ........................................................................................ 36 4.1.1.5. DESNIVEL ALTITUDINAL ............................................................. 36 4.1.2.

PARÁMETROS DE FORMA .................................................................. 37

4.1.2.1. COEFICIENTE DE GRAVELIUS (Kc)........................................... 37 4.1.2.2. RECTÁNGULO EQUIVALENTE ................................................... 37 4.1.2.3. FACTOR DE FORMA ....................................................................... 38 5.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 40

6.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 40

ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 1: Visión esquemática del ciclo hidrológico. ........................................................ 9 Figura 2: Proceso de la formación de precipitación. ...................................................... 10 Figura 3: Ilustración de una cuenca, intercuenca y cuenca interna. ............................... 11 Figura 4: Red de drenaje original, delimitación de las cuatro mayores cuencas tributarias. ....................................................................................................................... 12 Figura 5: Delimitación de las intercuencas..................................................................... 12 Figura 6: Unidades finales de delimitación. ................................................................... 13 Figura 7: Delimitación de las cuencas internas. ............................................................. 13 Figura 8: Delimitación de las cuencas internas. ............................................................. 14 Figura 9: Ubicación del Punto Emisor, mediante el uso del Google Earth .................... 15 Figura 10: Curvas de la zona 15f de la carta nacional, en el programa Qgis. ................ 15 Figura 11: Pasos para realizar la interpolación............................................................... 16 Figura 12: Paso para la triangulación y establecer la extensión actual. ......................... 17 Figura 13: Realización del formato dem. ....................................................................... 17 Figura 14: Ilustración del formato dem de la zona 15f................................................... 18 Figura 15: Primer paso para reproyectar la zona 15f...................................................... 19 Figura 16: Guardamos el archivo en nuestra carpeta de estudio, dando click en archivo de entrada........................................................................................................................ 19 Figura 17: Los datos que deben estar plasmados antes de dar aceptar. .......................... 20 Figura 18: Pasos para identificar el complemento Grass. .............................................. 20 Figura 19: Insertamos los datos en la carpeta de estudio. .............................................. 21 3

Figura 20: Especificamos la zona UTM 17S. ................................................................. 21 Figura 21: Especificamos luego la zona de estudio, Perú. ............................................. 22 Figura 22: Nombre del directorio de mapas, denominado cuenca. ................................ 22 Figura 23: Finalizado el proceso de creación de un nuevo directorio de mapas. ........... 23 Figura 24: Importamos ráster cargado desde el formato dem. ....................................... 23 Figura 25: Creación del formato Grass a partir del formato dem. .................................. 24 Figura 26: Ilustración del formato magdalena_grass. .................................................... 24 Figura 27: Limitación del área de trabajo, mediante el comando región. ...................... 25 Figura 28: Comando utilizado para crear el formato fill. ............................................... 25 Figura 29: Datos a completar antes de ejecutar el formato fill y direc........................... 26 Figura 30: Formato magdalena direc, que indica la escorrentía superficial. .................. 26 Figura 31: Formato magdalena fill. ................................................................................ 27 Figura 32: Datos que deben ser completados para generar los otros formatos. ............. 27 Figura 33: Datos que deben ser completados para generar los otros formatos. ............. 28 Figura 34: Formato drenaje_25000_ Direc. ................................................................... 28 Figura 35: Formato drenaje_25000_Acum. Donde indica la configuración de los ríos de una manera más específica. ............................................................................................ 29 Figura 36: Delimitación de la cuenca Magdalena, mediante el uso de las coordenadas del punto emisor. ............................................................................................................ 29 Figura 37: Utilización del módulo r.to.vect.area para determinar el formato vectorial de la cuenca. ........................................................................................................................ 30 Figura 38: Cuenca magdalena vectorial. ........................................................................ 30 Figura 39: Módulo utilizado para crear un formato shape. ............................................ 31 Figura 40: Formato shape, realizado luego de ejecutar los pasos en el módulo anterior. ........................................................................................................................................ 32 Figura 41: Proceso de cortar tanto ríos y curvas para que solo aparezcan dentro de la cuenca. ............................................................................................................................ 33 Figura 42: Delimitación de la cuenca Magdalena. ......................................................... 34 Figura 43: Vista en 3D de la cuenca Magdalena. ........................................................... 34 Figura 44: Determinación de la longitud del cauce principal de la cuenca (L). ............. 35 ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1: Formas de la cuenca de acuerdo al índice de compacidad. .............................. 37 Tabla 2: Relación del factor de forma con la forma de la cuenca. ................................. 39

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1. INTRODUCCIÓN. La hidrología como ciencia es una especialidad científica que tiene como finalidad conocer, identificar, evaluar y proyectar a través del estudio hidrológico las características y el comportamiento de una cuenca.

Las cuencas en estudio pueden ser de dos tipos llamadas cuencas hidrográficas o topográficas cuya área de influencia está delimitada por un mapa y las otras llamadas cuencas hidrogeológicas que están relacionadas con el manejo de cursos de agua subterráneas.

Estas áreas geográficas naturales y en algunos casos artificiales permiten captar el agua de lluvia que es creada a través de un ciclo natural llamado el ciclo hidrológico. A partir de ello podemos considerar que una cuenca es una unidad dinámica y natural de un sistema hidrológico que está íntimamente relacionado con las características fisiográficas y climáticas de una región, país o continente. Tales características pueden ser medidas y usadas como parámetros en los modelamientos computaciones, como el SIG, las cuales junto con otras variables externas como la escorrentía, precipitación, salinidad, infiltración, cobertura vegetal, evapotranspiración nos ayudan a obtener un modelo matemático que nos permitan predecir su comportamiento.

Tradicionalmente la delimitación de cuencas, se ha realizado mediante la interpretación de los mapas cartográficos. Este proceso, ha ido evolucionando con la tecnología. Hoy día los sistemas de información geográfica SIG proporcionan una gama amplia de aplicaciones y procesos que, con entender los conceptos y teoría, se puede realizar de una forma más sencilla y rápida el análisis y delimitación de una cuenca, tal es el caso del programa QGIS, el cual nos ayuda a delimitar de forma más precisa y rápida, cartas nacionales, AutoCAD, Google heart pro, entre otros medios computaciones.

5

1.1.OBJETIVOS. 1.1.1. OBJETIVO GENERAL.

•

Realizar la delimitación de una cuenca utilizando el programa de Qgis, así como mostrar todos los parámetros geomorfológicos posibles.

1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

•

Obtener la mayor cantidad de parámetros de la cuenca denominada “Magdalena”

•

Calcular los parámetros de la cuenca tales como área, centro de gravedad, perímetro, entre otros.

•

Delimitar la cuenca satisfactoriamente, definiéndola en 3D.

•

Clasificar la cuenca en función de su área, determinando los factores que la determinan.

1.2. DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS. 2. MARCO TEÓRICO. 2.1.BASES TEÓRICAS. 2.1.1. CUENCA HIDROGRÁFICA. (Carrasco, 2018) Una hoya hidrográfica es un área definida topográficamente, drenada por un curso de agua o un sistema conectado de cursos de agua, tal que todo el caudal efluente es descargado a través de una salida simple (MONSALVE, G. 1999). 2.1.2. DIVISORIAS. Según (Carrasco, 2018) Se designa como divisoria la línea que separa las precipitaciones que caen en hoyas inmediatamente vecinas, y que encaminan la escorrentía resultante para uno u otro sistema fluvial. La divisoria sigue una línea rígida, atravesando el curso de agua solamente en el punto de salida. La divisoria une los puntos de máxima cota entre hoyas, lo que no impide que en el interior de una hoya existan picos aislados con una cota superior a cualquier punto de la divisoria (MONSALVE, G. 1999). 2.1.3. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA. Para (Carrasco, 2018). Estas características dependen de la morfología (forma, relieve, red de drenaje, etc.), los tipos de suelo, la capa vegetal, la geología, las prácticas agrícolas, 6

etc. Estos elementos físicos proporcionan la más conveniente posibilidad de conocer la variación en el espacio de los elementos del régimen hidrológico. (MONSALVE, G. 1999). 2.1.3.1. ÁREA DE DRENAJE. Es el área plana proyectada (proyección horizontal) incluida entre su divisoria topográfica. (MONSALVE, G. 1999). 2.1.3.2. ÍNDICE DE COMPACIDAD O COEFICIENTE DE GRAVELIUS (K). El índice de compacidad de una cuenca, definida por Gravelius, expresa la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro equivalente de una circunferencia que tiene la misma área de la cuenca. Si K=1, la cuenca será de forma circular; por lo general, para cuencas alargadas se espera que K...