CUENCA

CUENCA HIDROGRÁFICA

Una cuenca hidrográfica es una superficie drenada por un sistema de drenaje natural que recibe la escorrentía superficial de toda la zona. La cuenca esta limitada por las divisorias de aguas, son salientes que dividen la distribución y aporte de aguas superficiales a diferentes regiones. Las cuencas se pueden clasificar dependiendo su densidad de drenaje, según sus parámetros morfométricos o según el comportamiento de las aguas. Según el comportamiento se origina la clasificación básica de cuencas según el aporte o descarga de los drenajes, pueden ser endorreicas si los drenajes descargan a una zona central que puede ser un lago, y exorreicas si por el contrario los drenajes transportan el agua hacia causes mayores que finalmente van a descargar el volumen hidráulico al mar. 

Tomado de: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj35K-wNVBI7t62ZD8I0Yvk6uc-lKmKZ2Lax90QE_RhReyHuKdhzR2aaojiP82UzW_-SAw4ZNzoOpZjQcZHzxnSDHpDmCPLPFJw1AI4gFTJ8esAE-GwmeOlEUOJR9NRbCCanTovgKjm7t6R/s320/tipos+de+C.png

• Divisoria de aguas: es una linea que delimita la cuenca hidrográfica. Una divisoria de aguas marca el limite entre una cuenca hidrográfica y las cuencas vecinas. El agua precipita a cada lado de la divisoria en drenajes distintos, que por su comportamiento en una zona de menor altitud pueden llegar a unirsen los cauces principales de cada cuenca. 
• Vertientes o afluentes: Son los drenajes secundarios que vierten sus aguas al cauce principal. Cada afluente tiene su propia subcuenca.
• Cauce Principal: Se puede definir como el cauce con mayor caudal donde descargan el agua los afluentes. Generalmente también posee una mayor longitud que los afluentes y por lo tanto al sumar 
• Relieve de la cuenca: Es la directamente responsable de la expresión geomorfológica de la cuenca. El relieve agrupa las anteriores partes de la cuenca y determina los limites de la cuenca y es una expresión de la acción fluvial de los drenajes.

DIVISIÓN DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA

• Cuenca alta: Corresponde a la zona donde nace el cauce principal, esta zona presenta una gran tasa de acción erosiva
• Cuenca media: Región de pendiente moderada donde existe un equilibrio entre material que ingresa y material que es transportado como carga por el agua del drenaje. Se presenta sedimentación y erosión pero en valores variables.
• Cuenca baja: Es la parte de la cuenca en la cual la mayor parte de material erodado y transportado de la cuenca alta y media es depositado, siempre y cuando el ambiente fluvial proporcione las condiciones adecuadas. 

AGENTES MODIFICADORES DEL CAUDAL

PARÁMETROS MORFOLÓGICOS DE LA CUENCA

En un análisis hidrogeológico es de gran importancia conocer las características propias de la cuenca y el comportamiento de la escorrentía. Diversos factores intervienen en el comportamiento de la cuenca la climatología, cobertura vegetal, tipo y uso de suelo, así como también la pendiente y la intervención de obras civiles.

ÁREA DE LA CUENCA:

Es la superficie del terreno en la que el agua producto de la precipitación concurre a un mismo punto de evacuación mediante el uso de drenajes que se unen a un cauce principal. El agua se puede desplazar de dos formas en una cuenca, puede ser por escorrentía superficial y por escorrentía subterránea, de las dos formas discurren de las zonas de mayor elevación hacia los puntos de menor elevación por acción de la gravedad. La delimitación de la cuenca hidrográfica se realiza a través de una linea llamada divisoria de agua que separa las pendientes opuestas de las cumbres o salientes. 

LONGITUD DEL CAUSE PRINCIPAL:

Se ha considerado la longitud del cause principal siguiendo su eje, usando la herramienta de medición de Arcmap 10.5 se obtuvo una longitud de 3387 metros.

PERÍMETRO DE LA CUENCA:

Determinado con la ayuda del software Arcgis 10.5, los datos tambien fueron hallados con Idrisi Selva y los datos presentan un pequeño error relacionado con cifras significativas.

FORMA DE LA CUENCA
Usando el raster del modelo de elevación digital del área de estudio y procesando los datos en el software Idrisi Selva se obtuvieron los datos condensados en la siguiente tabla: 

COEFICIENTE DE COMPACIDAD O INDICE DE GRAVELIUS

El coeficiente de compacidad establece la relación entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia de área equivalente a la superficie de la cuenca analizada, este indice representa la forma de la superficie de la cuenca.

•  Las cuencas con ID 4 y 10 (ARRAYAN y TIRQUE)  al tener un valor entre 1-1,25, son cuencas que tienen una forma de redondas a oval-redondas.
•  Las cuencas con ID 5 y 8 (SOCHUELO y SIBARIA) al tener un valor entre 1,25-1,5 son cuencas que tienen una forma oval-redonda a oval-oblonga
• La cuenca con ID 3 (CHINUESCO) tiene un valor entre 1,5-1,75 por lo tanto corresponde a una forma oval-oblonga a rectangular-oblonga.

INDICE DE ALARGAMIENTO

Se tiene que el indice de alargamiento es la relación entre la longitud máxima de la cuenca y el ancho máximo de la cuenca. 

Analizando los datos obtenidos podemos afirmar que al ser el índice de alargamiento menor a 1,4 en todas las cuencas, tenemos unas cuencas poco alargadas

FACTOR DE FORMA HORTON:

Se expresa con la relación entre el área de la cuenca y la longitud de la misma. El parámetro esta definido según la expresión:

• El factor de forma Horton para la cuenca de ID 3(CHINUESCO) se encuentra en el intervalo de 0,30-0,37 por lo tanto se considera como ligeramente alargada.

• El factor de forma Horton para las cuencas con ID 4, 5 y 10 (ARRAYAN, SOCHUELO Y TIRQUE) se encuentran en el intervalo de 0,45-0,6 de tal manera que corresponden a unas cuencas ligeramente ensanchadas.

• El factor de forma Horton para las cuenca con ID 8 (SIBARIA) se encuentra en el intervalo de 0,8-1,2 por lo tanto clasifica como una cuenca muy ensanchada.

PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA

Influye sobre el comportamiento de la cuenca, específicamente en el comportamiento litológico, ya que estas se verán afectas directamente por la escorrentía superficial generando procesos de erosión o sedimentación. Según la tabla anterior la pendiente en las subcuencas se encuentra entre 16° y 21°; según la resolución 2965 de 1995 del IGAC se clasifica la pendiente del terreno como fuertemente inclinado con tierras con inclinación fuerte y pendientes variables entre 12-25%. Cabe aclarar que esta clasificación se da al generalizar cada cuenca, ya que las regiones superiores de varias cuencas dentro del polígono de estudio presentan una pendiente muy escarpada.

RELACIÓN HIPSOMÉTRICA

Relación de superficies por encima y por debajo de la curva hipsometrica, que refleja su equilibrio dinámico, donde si la relación es igual a uno, la cuenca está en equilibrio morfológico. Para el caso de estudio se observa que la cuenca que tiende mas a estar en equilibrio morfológico es la cuenca de Sochuelo con un valor de 1,07; seguido de las cuencas de Tirque y Arrayán (1,14 y 1,15 respectivamente) y finalmente la cuenca de Chinuesco con 1,39 y Sibaria con 1,64 representan las cuencas que están en mayor desequilibrio morfológico.

CHINUESCO

ARRAYÁN

SOCHUELO

SIBARIA

TIRQUE

TIEMPO DE CONCENTRACIÓN

Se define como el tiempo mínimo necesario para que todos los puntos de una cuenca estén aportando agua de escorrentía de forma simultanea al punto de salida, punto de descarga o punto de cierre.

• KIRPICH  Desarrollada a partir de información del SCS en siete cuencas rurales de Tennessee con canales bien definidos y pendientes empinadas (3-10%).

L: Longitud del cauce mas largo en Km

i: Pendiente media de la cuenca

tc: Tiempo de concentración expresado en horas

Los datos obtenidos mediante el software Idrisi Selva son:
Chinuesco=0.28
Arrayan=0.25
Sochuelo=0.32
Sibaria=0.32
Tirque=0.36

• CALIFORNIA HIGH: Esencialmente es la ecuación de Kirpich pero desarrollada para pequeñas cuencas montañosas en California.

L: Longitud del cauce mas largo en Km

H: Desnivel maximo de la cuenca en m

tc: Tiempo de concentración expresado en horas

Los datos obtenidos mediante el software Idrisi Selva son:
Chinuesco=0.29
Arrayan=0.26
Sochuelo=0.32
Sibaria=0.32
Tirque=0.39

Tomando en cuenta los datos arrojados por el software usando las dos formulas se tiene que la cuenca en la que la concentración se demora mas es la cuenca Tirque, ya que la longitud del cauce es mayor que en las demás cuencas, la pendiente promedio se encuentra entre las mas bajas; la cuenca Arrayán por el contrario es la cuenca que presenta menor tiempo de concentración.

DENSIDAD DE DRENAJE

Relación entre la longitud total de los cauces de una cuenca y el área de esta. Usando herramientas de Arcgis10.5 se halló una relación usando la siguiente formula:

Para calcular la densidad de drenajes se tomo en cuenca la longitud total de todos los drenajes (todos los ordenes) presentes en cada cuenca, y realizando la operación que demarca la fórmula anterior. Todas las cuencas a excepción de Tirque con densidad moderada, tienen una densidad de drenaje alta según Ibal 2009.

Mapa de densidad de drenajes

Este mapa representa en que zonas se da la concentración según la cantidad de drenajes en la zona de estudio. La concentración de drenajes es importante para poder observar y clasificar que zonas presentan mejores potenciales hidrológicos. El mapa se realizo en el programa ArcGis y se tendrá en cuenta en la sumatoria de mapas para evaluar el potencial hidrológico.

El mapa se encuentra clasificado de Muy malo a Muy bueno, en el cual las zonas determinadas como muy bueno corresponden a donde se concentran la mayor cantidad de drenajes, es posible identificar que en sentido SE a NW hay dos drenajes con importancia al momento de realizar la clasificación, cabe resaltar que el río principal (Chicamocha) no se encuentra clasificado como muy bueno debido a que en este mapa se tomo en cuenta solo la densidad de drenajes y no su importancia o la cantidad de agua que estos transportaban.