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TIPOLOGIA DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS

Análisis de cuencas

En el análisis de las cuencas hidrográficas están englobados varios índices y parámetros en los cuales intervienen mediciones planimétricas además de mediciones lineales considerando únicamente la forma de la cuenca, sin considerar su relieve. Son muy numerosos los índices que se han definido, algunos de los cuales difieren únicamente en el proceso de cálculo.

Los parámetros se obtienen directamente a partir de medidas realizadas sobre el mapa: Superficie de la cuenca (S), Perímetro estilizado (P) y el Máximo recorrido entre la periferia y la salida de la cuenca (E).

A partir de estos parámetros se calculan el Índice de compacidad o coeficiente de compacidad de Gravelius (Kc) y el Alargamiento medio de Caquot (Ca). Tales índices pretenden cuantificar la influencia de la forma en su respuesta ante una aportación pluviométrica determinada. 

Índice de compacidad (Kc): indica la circularidad de la cuenca y se calcula como la relación existente entre el perímetro de la cuenca y el de un círculo que tuviera su misma superficie.

Alargamiento medio de Caquot (Ca): se define como la relación entre el recorrido más largo entre la periferia y la salida de la cuenca (E) y la raíz cuadrada de la superficie (longitud del lado de un cuadrado de área equivalente). 

Análisis lineales

En el análisis lineal englobamos los índices y relaciones a propósito con los elementos de las cuencas hidrográficas cuyas mediciones se efectúan en relación con su longitud. Este análisis implica la obtención de medidas de acuerdo con criterio preliminarmente establecidos, es decir, previa jerarquización de la red hidrográfica.

La jerarquización de la red de drenaje ha sido objeto de constantes controversias y diversos estudios comparativos, dado el carácter subjetivo de su elección. Las variantes más comunes que han dado lugar a los estudios comparativos son las siguientes:

-utilización de fotografía aérea o bien mapa topográfico.

-elección de escala en mapas topográficos.

-utilización de cursos de aguas perennes o bien perennes más temporales.

Variables topográficas y morfológicas

Los resultados obtenidos mediante el análisis lineal y de forma, se correlacionan y complementan con el altitudinal. La introducción de la tercera dimensión, altura, conduce a definir nuevos parámetros característicos de una cuenca.

Amplitud de relieve: es el más elemental de ellos y puede definirse como la diferencia entre las cotas máxima y mínima de una región considerada.

Variables topográficas

La descripción del relieve se realiza mediante un conjunto de medidas que definen características geométricas del terreno a diferentes escalas. Este proceso se conoce como:

Parametrizacion del relieve: genera un conjunto de medidas que describen las formas topograficas permitiendo distinguir diferentes tipos de relieve.

Descripción numérica de formas topograficas: los parámetros pueden ser descriptores globales o locales pero los primeros informan únicamente sobre el conjunto del MDE por lo que son mas útiles para la comparación de modelos diferentes de diferentes zonas.

Mapa de pendientes

Se refiere al grado de inclinación del terreno expresado en porcentaje; los rangos de pendientes son variables dentro de una región o cuenca hidrográfica. Es común hoy estimar las pendientes a través de métodos cartográficos con la ayuda de un Sistema de Información Geográfica (SIG), a partir de información de curvas de nivel.

ESTUDIO MORFOLÓGICO DE UNA CUENCA

INTRODUCCIÓN

Se puede estimar que la génesis de una superficie no es un fenómeno aleatorio y que la morfología resulta de la combinación y de la importancia relativa de un cierto número de parámetros fundamentales que constituyen los elementos estructurales de la superficie. Las variaciones de estos parámetros se traducen en heterogeneidades en la configuración de la superficie.

Sin embargo. evaluar esta interrelación y dar ante el estudio de un área concreta, una idea coherente de su comportamiento hidrogeológico. por ejemplo. puede resultar muy complicado.

Uno de los parámetros más influyentes en la configuración de la superficie es la litología. Contar con un mapa litológico resulta indispensable para establecer el esquema de funcionamiento hidrogeológico de la región. Sin embargo. de poco nos valdrá el conocimiento de la litología si no conocemos además otro de los parámetros definitorios de la morfología. como es la estructura. La determinación de zonas de fracturación. pliegues y otras estructuras de menor entidad es de vital importancia para la comprensión de un mapa litológico y. como consecuencia. de su comportamiento hidrogeológico.

Pero este conocimiento aún no es suficiente. Nos queda por considerar el factor climático que es en definitiva el que va a controlar el modelado de la superficie resultante de la acción de los dos anteriores. Los elementos meteorológicos. en efecto. condicionan una morfología en continua evolución. a pesar de que a nuestra escala de tiempo podamos considerar casi invariable.

La morfometría. definida como la medida y el análisis matemático de la configuración de la superficie y de la forma y dimensiones de los rasgos del relieve. nos puede dar una idea de la interacción de los diversos parámetros. Ha sido usada principalmente para facilitar descripciones cuantitativas de .formas características de relieve definidas anteriormente de un modo cualitativo.

Sin embargo. más recientemente. la morfometría se ocupa sobre todo del análisis detallado de unidades morfológicas. y muy en particular de cuencas de drenaje. con objeto de aislar y cuantificar los efectos de la vegetación. el clima o las características geológicas de la región.

Es de destacar la importancia de las cuencas de drenaje como unidades fundamentales a la hora de establecer el funcionamiento hidrogeológico de una región. Sin embargo. no en todos los casos es aconsejable ceñirse a las dimensiones de una cuenca. sino que resulta interesante ampliar los límites y estudiar la evolución de una región en su conjunto.

La morfometría puede enfocarse desde dos puntos de vista. según sea el carácter del estudio: o bien descriptivo. aún siendo desde un punto de vista cuantitativo. o bien de carácter funcional.

El primero de los casos citados. y como ya se ha mencionado anteriormente. corresponde a la evolución relativamente reciente de descripciones cualitativas hacia las cuantitativas. Esto permite el estudio comparativo de resultados. lo que puede conducir a la comprensión de las causas y variaciones en las características propias de cada zona. Sin embargo. las equivalencias pueden resultar difíciles de establecer en unos casos o inútiles en otros. El motivo está en las pocas oportunidades en que se encuentran superficies configuradas por parámetros semejantes e igualmente comparables. Un ejemplo muy característico es el de cuencas geológicamente comparables en las que pequeñas diferencias climáticas provocan variaciones más o menos importantes en algunos de los parámetros morfométricos clásicos. como puede ser la densidad de drenaje (Dd). lo cual puede invalidar casi por completo cualquier tipo de comparación.

Sin embargo. en el estudio hidrogeológico de una cuenca de drenaje determinada. las comparaciones que se establecen no son absolutas sino relativas. En este caso. lo que realmente interesa son las variaciones dentro de nuestros límites de un parámetro morfométrico determinado más bien que la comparación del valor absoluto de dicho parámetro en una cuenca dada con el mismo de otra más o menos semejante.

CRITERIOS DE JERARQUÍA

•  Gran Cuenca. En esta categoría, el área hidrográfica es mayor a 80000 hectáreas según la clasificación establecida.

• Cuenca. Es aquella área hidrográfica cuyo canal principal desemboca directamente a una gran cuenca. Sin embargo, se excluyen de esta categoría las corrientes que no reúnen las condiciones de área, orden y magnitud respectivas.

• Subcuenca. Es aquella red hidrográfica cuyo canal principal desemboca directamente a una cuenca o la que desembocando en una gran cuenca, pero debido a su extensión no se clasifica en la categoría de cuenca. No hacen parte de esta categoría, las redes de drenaje de menor magnitud. 

• Microcuenca. Es la unidad hidrográfica mínima. Las microcuencas se identifican según el número y magnitud de sus afluentes (llamado orden).

•  Franjas hidrográficas. cuyas áreas son menores a 300 hectáreas, pero que en conjunto representan un área mayor a 300 ha y menor a 2500 ha. Para efectos prácticos, las franjas hidrográficas fueron consideradas al mismo nivel de microcuencas. Una franja hidrográfica es aquella área de drenaje que escurre a una corriente principal, ésta sólo es parte de dicha corriente y no de una de las categorías ya definidas.

Análisis drenes o drenaje:

Se entiende por dren o línea de drenaje a aquella que indica el escurrimiento de aguas, sean estas periódicas o aperiódicas (esporádicas, estacionales o intermitentes) coincidiendo con la línea de talweg.
Un conjunto de drenes forma un sistema o red de drenaje, o sea un dren principal con todos sus efluentes.


Análisis lineal de los drenes:

a. Clasificación de los drenes según el orden:

Para este estudio nos basaremos en la jerarquización de drenes a través de los diferentes, orden según Strahler,quien nos entrega una serie de reglas:

· Drenes de primer orden son aquellos que se forman por simple concentración de las aguas debidas a la precipitación.

· Drenes de segundo orden, son aquellos que se forman por confluencia de dos drenes de primer orden.

Una vez jerarquizados los drenes según su orden, se contabilizan y se expresan en porcentaje del total de ellos, además de jerarquizar estos en una carta temática a través del grosor de la línea o por diferentes colores.

b. Cartografía temática para determinar áreas de densidad de drenaje:

Un vez trazada la red de drenaje se le superpone una hoja transparente con cuadriculas según sea la escala, contabilizando el número de drenes en cada una de ellas, para luego construir en base a esta información una carta de acuerdo al método isopleito, determinando áreas de mayor o menor drenaje.

c. Densidad de drenaje(según la superficie de la cuenca):

Se define como la longitud total de los cursos fluviales en una cuenca hidrográfica dada, dividida por el área de esta.

d.Frecuencia de drenaje:

Es el número total de los cursos fluviales de una cuenca, dividido por el área de esta.

CUENCA HIDROGRÁFICA

Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan como una de las unidades de división funcionales con mucha más coherencia, permitiendo una verdadera integración social y territorial por medio del agua. También recibe los nombres de hoya hidrográfica, cuenca de drenaje y cuenca imbrífera.

Una cuenca hidrográfica y una cuenca hidrológica se diferencian en que la primera se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrológica incluye las aguas subterráneas (acuíferos).

Elementos de una Cuenca :

*El río principal :El río principal actúa como el único colector de las aguas. A menudo la elección del río principal es arbitraria, pues se pueden seguir distintos criterios para su elección (el curso fluvial más largo, el de mayor caudal medio, el de mayor caudal máximo, el de mayor superficie de cuenca, etc). El río principal tiene un curso, que es la distancia entre su naciente y su desembocadura. En el curso de un río distinguimos tres partes: 

*El curso superior:ubicado en lo más elevado del relieve, en donde la erosión de las aguas del río es vertical. Su resultado: la profundización del cauce. 

*El curso medio: en donde el río empieza a zigzaguear, ensanchando el valle.

*El curso inferior: situado en las partes más bajas de la cuenca. Allí, el caudal del río pierde fuerza y los materiales sólidos que lleva se sedimentan, formando las llanuras aluviales o valles. 

Otros términos importantes a distinguir en un río son:

*Cauce. Cauce o lecho .Conducto descubierto o acequia por donde corren las aguas para riegos u otros usos. 

*Thalweg. Línea que une los puntos de mayor profundidad a lo largo de un curso de agua. 

*Margen derecha. Si nos imaginamos parados en el medio del río, mirando hacia donde corre el río, es decir mirando aguas abajo, la margen derecha es la que se encuentra a nuestra derecha. 

*Margen izquierda. Si nos imaginamos parados en el medio del río, mirando hacia donde corre el río, es decir mirando aguas abajo, la margen izquierda es la que se encuentra a nuestra izquierda. 

*Aguas abajo. Con relación a una sección de un curso de agua, sea principal o afluente, se dice que un punto esta aguas abajo, si se sitúa después de la sección considerada, avanzando en el sentido de la corriente (en castellano se utiliza también el término «ayuso» para referirse a aguas abajo). 

*Aguas arriba. Es el contrario de la definición anterior (en castellano se utiliza también el término «asuso» con el mismo significado).

*Los afluentes:Son los ríos secundarios que desaguan en el río principal. Cada afluente tiene su respectiva cuenca, denominada sub-cuenca. 

*El Divortium aquarum: El divortium aquarum o línea divisoria de vertientes, es la línea que separa a dos o más cuencas vecinas. Es la divisoria de aguas, utilizada como límite entre dos espacios geográficos o cuencas hidrológicas. 

*El relieve de la cuenca:El relieve de una cuenca consta de los valles principales y secundarios, con las formas de relieve mayores y menores y la red fluvial que conforma una cuenca. Está formado por las montañas y sus flancos; por las quebradas o torrentes, valles y mesetas.

Partes de una cuenca

· Cuenca alta: Es la parte de la cuenca en la cual predomina el fenómeno de la socavación. Es decir que hay asportación de material terreo hacia las partes bajas de la cuenca, visiblemente se ven trazas de erosión

· Cuenca media: Es la parte de la cuenca en la cual mediamente hay un equilibrio entre el material sólido que llega traído por la corriente y el material que sale. Visiblemente no hay erosión.

· Cuenca baja: Es la parte de la cuenca en la cual el material extraído de la parte alta se deposita en lo que se llama cono de deyección.


Tipos de cuencas

Exorreicas: avenan sus aguas al mar o al océano. Un ejemplo es la cuenca del río Pánuco en Veracruz. 

Endorreicas: desembocan en lagos o lagunas, siempre dentro del continente. Por ejemplo los arroyos, cañadas y cañones de las Sierra de La Fragua y San Marcos y Pinos que desembocan en el valle de Cuatrociénegas pertenecen a este tipo. 

Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno , ya que no desaguan en ningún río u otro cuerpo hidrográfico de importancia, aquí pueden ponerse como ejemplo los múltiples afluentes del carso huasteco que literalmente son tragados por el terreno, algunos de ellos resurgirán más abajo en los valles, muchos otros serán almacenados en el subsuelo.

Funciones de la Cuenca 

Los procesos de los ecosistemas que describen el intercambio de materia y flujo de energía a través de la vinculación de los elementos estructurales del ecosistema pueden ser vistos como un sistema: Dentro de la cuenca, se tienen los componentes hidrológicos, ecológicos, ambientales y socioeconómicos, cuyas funciones a continuación se describen: 

Función Hidrológica:

*Captación de agua de las diferentes fuentes de 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 de la sociedad.

Clasificación de cuencas:

a) POR SU TAMAÑO GEOGRÁFICO: Pueden ser:

Grandes > 100km2

Medianas, entre 50km2 y 100km2

Pequeñas ≤ 50km2

Los conceptos de pequeñas cuencas o microcuencas, pueden ser muy relativos cuando se desarrollen acciones, se recomienda entonces utilizar criterios conjuntos de comunidades o unidades territoriales manejables desde el punto de vista hidrográfico.

b) POR SU ECOSISTEMA: Según el medio o el ecosistema en la que se encuentran, establecen una condición natural, así tenemos:

Cuencas áridas

Cuencas tropicales

Cuencas húmedas

Cuencas frías

c) POR SU OBJETIVO: Por su vocación de capacidad natural de sus recursos, objetivos y características, las cuencas pueden denominarse:

Hidroenergéticas

Para agua poblacional

Agua para riego

Agua para navegación

Ganaderas

De uso múltiple

d) POR SU RELIEVE: Considerando el relieve y accidentes del terreno, las cuencas pueden ser denominadas.

Cuencas planas

Cuencas de alta montaña

Cuencas accidentadas o quebradas

elementos constitutivos de una cuenca

a) ELEMENTOS BIOFISICOS:

ü Atmosfera

ü Clima

ü Suelo

ü Subsuelo

ü Hidrología

ü Flora

ü Fauna

b) ELEMENTOS SOCIOCULTURALES:

ü Creencias

ü Conocimientos

ü Normas

ü Pautas de conducta

ü Instituciones

ü Tecnología

ü Valores

ü Relaciones y patrones

ü Productos materiales

ü Clases sociales

ü Grupos

c) ELEMENTOS ECONOMICOS:

ü Sistemas de producción

ü Distribución

ü Consumo

ü Empleo

ü Ocupación

ü Tenencia de la Tierra

ü Tamaño de la propiedad

ü Condición Jurídica

ü Tipos de Cultivo

ü Ingres 

ü Crédito

ü Uso de la Tierra

ü Numero de predios

ü Sistemas Agrícolas

d) ELEMENTOS DEMOGRAFICOS:

Tamaño y distribución de la población por:

ü Edad – Sexo

ü Ocupación

ü Población

ü Economía activa

Las cuencas hidrográficas del Perú

El Perú cuenta con un territorio que abarca sólo el 0,87% de la superficie continental del planeta pero al que le corresponde casi el 5% de las aguas dulces del planeta. Esto, que sin duda constituye una ventaja en términos de recurso, se enfrenta a la realidad que nos dice que las aguas superficiales del Perú de distribuyen de desigual forma en nuestro territorio.

El relieve del Perú es como gran cuenco que permite que cualquier gota de agua que drene su territorio lo haga únicamente en tres posibles direcciones: hacia el Océano Pacífico, hacia el Océano Atlántico o hacia el lago Titicaca. Es por esta razón que hablamos de tres grandes conjuntos hidrográficos: la vertiente del Pacífico, la cuenca del Amazonas y la hoya del Titicaca.

Clasificación de las cuencas hidrográficas del Perú


Existen tres grandes agrupaciones de cuencas hidrográficas en el Perú llamadas con propiedad vertientes:


a. La cuenca del Pacifico
b. La cuenca del Atlántico
c. La cuenca del lago Titicaca.

La vertiente del pacifico

Está constituida por 53 ríos que fluyen de noreste a suroeste, con excepción del rio Santa, que tiene un rumbo inicial noroeste. Tiene una longitud de 3.079,5 km, un ancho promedio de 110 km y una extensión de 279.689 km. que cubre el 21,7% del territorio peruano.

La mayoría de sus ríos nacen en los andes peruanos, aunque el Zarumilla y el Chira nacen en los andes ecuatorianos. La mayoría de sus ríos presentan una cuenca exorreica aunque hay algunos que son arreicos como el de Ica, Grande, etc.

Las cuencas de estos ríos alcanzan la gran divisoria continental (en este caso la cadena occidental de la Cordillera de los Andes), se nutren de las precipitaciones estacionales que caen en los flancos occidentales de los Andes y se originan sobre los 4.000 m.s.n.m.

La vertiente del amazonas o del atlántico

Esta vertiente, que aporta la totalidad de sus aguas al rio Amazonas, abarca un área de 956.751km2, que significa el 74,5% de la extensión del país. Las cuencas principales en su parte norte son las del Ucayali, Marañón y Huallaga. Este último es afluente del Marañón, que se une con el Ucayali cerca del pueblo de Nauta, en Loreto, formando el gran Amazonas.

El sur de esta vertiente esta drenado por la cuenca del Madre de Dios, que vierte su caudal al Amazonas a través del rio Beni en territorio de Bolivia, el cual a su vez desemboca en el Brasil. 

Los ríos de esta vertiente se originan también sobre los 4.000 msnm y están alimentados por las fuertes precipitaciones que ocurren durante el verano y producen caudales de comportamiento irregular con crecidas notables entere octubre y marzo, con un periodo de vaciante el resto del año que se pronuncia en forma notoria generalmente en julio y agosto.

El relieve de esta vertiente es variable, diferenciándose dos zonas: una por encima de la cota de los 1.000 m.s.n.m., de fisiografía escarpada y alargada, de fondo profundo, quebrado y de fuertes pendientes que originan ríos torrentosos que en sus partes andinas más erosibles o susceptibles de ser erosionadas captan la mayor parte de los sedimentos que llegan al Atlántico por el Amazonas. 

Se estima que un 90% de estos provienen de los Andes. La otra parte se ubica por debajo de la cota indicada y allí la topografía, aunque inicialmente accidentada, es mucho menos escarpada y de desnivel gradual, dando lugar a cursos fluviales trenzantes, meándricos o de curvas cerradas en los cauces, o también mixtos en sus partes mas bajas.

La vertiente del lago Titicaca u hoya del Titicaca

Está formada por doce ríos principales de drenaje radial y es compartida por Perú y Bolivia. Los cauces son sinuosos en su parte alta y radial en su zona baja. Considerando la superficie del lago, que se halla a una elevación promedio de 3.809 msnm, esta vertiente tiene 48.775 km2, lo que significa 3,8% del territorio peruano. Los ríos presentan un curso corto pues el de mayor longitud. La pendiente es muy pronunciada en el curso superior de los ríos por lo que son torrentosos, mientras que en su curso inferior su pendiente no es considerable, ya que se desplazan por la meseta del Collao.

Es una cuenca endorreica, pues ninguno de los ríos llega a tener salida al mar, El río Desaguadero que es el único efluente desagua en el lago Poopó (Aullagas) que es de aguas saladas y está en proceso de extinción.

El relieve de las cuencas es variado, con dos zonas típicas: una alta y escarpada de fondo profundo y quebrado y de pendiente elativamente fuerte; y otra baja, mucho más plana, poco escarpada, alargada, de desnivel bajo y gradual y cauce ancho y profundo.