Hidrografía

Este capítulo Hidrológico está orientado a un tema fundamental en los estudios EIA para el sector minero:

Objetivo: se realizará el análisis de los parámetros geomorfológicos. Para ello se ha realizado una aplicativo en GIS para la determinación de la gran parte de parámetros.

HIDROGRAFÍA

La cuenca hidrográfica o cuenca de drenaje es toda área drenada por un curso de agua o por un sistema de cursos de agua, cuyas aguas concurren a un punto de salida, se puede indicar que la cuenca de drenaje, es el área que contribuye a la escorrentía y que proporciona todo o parte del flujo del cauce principal y sus tributarios. La hidrología para el análisis de algunos fenómenos, hace uso de métodos estadísticos los cuales se aplican en este capítulo.

La cuenca es la unidad geográfica y funcional del paisaje terrestre y el elemento fundamental en la gestión de los recursos hídricos (Strahler & Strahler, 1989), por tanto describir las características hidrográficas constituye un insumo fundamental en el desarrollo del presente estudio ambiental.

Caracterización fisiográfica o parametros geomorfológicos de la cuenca:
Las características físicas funcionales de una cuenca hidrográfica pueden ser definidas como los diversos factores que determinan la naturaleza de la descarga de un curso de agua. El conocer esas características físicas es para establecer comparaciones entre cuencas hidrográficas e interpretar en forma clara los fenómenos pasados y para efectuar previsiones de descarga de un río.

Para el análisis de los parámetros fisiográficos de cuencas lo primero es la delimitación de cuencas, para ello en la web existen diversas fuentes para descargar modelos de elevación digital:

Delimitación de unidades hidrográficas: Utilizar el modelo digital de elevación (DEM) ALOS PALSAR (Phased Array Type L-band Synthetic Aperture Radar), con resolución espacial de 12,5m. de contar con un DEM de mayor resolución es mucho mejor.

Imagenes Aster 30m The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)....... Descargar en: https://lpdaac.usgs.gov/data_access/data_pool

Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) - Global Digital Elevation Model (GDEM) 90m.... Descargar en https://dds.cr.usgs.gov/srtm/

En la figura 01 se muestra la delimitación de cuencas vista desde dos planos

Figura 01: Cuenca ejemplo vista en 2D y 3D

Para la caracterización fisiográfica se han desarrollado los siguientes parámetros:

Parámetros de forma
Parámetros de relieve y
Parámetros relacionados a la red de drenaje

1 Parámetros de forma

El coeficiente de compacidad o índice de Gravelius (Chow et al., 1994; Morisawa, 1958), indica la relación que existe entre el perímetro de la cuenca y el perímetro de una circunferencia de igual área que el de la cuenca analizada:

Kc = (0.282 x P) / √A

Dónde:

P: perímetro de la cuenca (medido en km).

A: área de la cuenca (medida en km²).

Kc = 2.372

Factor de forma, relaciona el área total de la cuenca con el área de un cuadrado cuyos lados medirían lo mismo que la longitud del cauce principal (Morisawa, 1958):

Kf = B/Lc

Dónde:

Lc: Longitud del cauce principal (en Km)

B: ancho promedio del área de captación, puede ser calculado dividiendo el área de captación (en km²) entre la longitud del cauce principal:

B = A/Lc

Por tanto:

Kf = A/ (Lc)²

Kf = 0.372

2 Parámetros de relieve

El relieve es un parámetro que influencia el hidrograma de una cuenca, puesto que a mayor pendiente media corresponderá una menor duración de la concentración de las aguas en la red de drenaje y afluentes al curso principal y, por lo tanto, una mayor intensidad en las avenidas pero con una menor duración (Raghunath, 2006; Smakhtin, 2001). Las características de relieve afectan también otras variables importantes en términos de la gestión de cuencas como: tasas de erosión, aptitud de uso del terreno, etc. (L. Levick et al., 2008; Raghunath, 2006).

Curva hipsométrica permite conocer la distribución altitudinal de la superficie de la cuenca, es la representación gráfica de la elevación en función del porcentaje total de área acumulada sobre una curva de nivel. La curva hipsométrica permite caracterizar otros parámetros como: la altitud más frecuente, la cual es definida por el intervalo correspondiente al mayor porcentaje de la superficie total; la altura media, que es la altura que corresponde al percentil 50 de la curva (50% del área total), entre otros. Además, la curva hipsométrica brinda una idea respecto al grado de madurez de una cuenca (Moglen & Bras, 1995; Strahler, 1952).

En la figura 02 se muestra la curva hipsométrica de la cuenca ejemplo

Figura 02: Cuenca ejemplo curva hipsométrica

La elevación o altitud media de la cuenca (Hm), parámetro que tiene influencia fundamental sobre el régimen hidrológico, puesto que generalmente se encuentra una buena correlación entre la elevación y la precipitación, es decir a mayor elevación, mayor precipitación. Este valor fue obtenido, calculando el volumen bajo la curva hipsométrica y dividiéndolo entre el área (Campos, 1997).

En la figura 03 se muestra la correlación entre los datos de altitud y precipitación (Datos de precipitación satelital TRMM - Tropical Rainfall Measuring Mission)

Figura 03: Altitud Vs Precipitación (TRMM)

Figura 04: Histograma de altitudes

Altitud Media = 3 332 msnm

Los datos TRMM se ajustan muy bien con la altitud, podemos observar que la correlación sí cumple con la gradiente de precipitación - altitud, para sistemas orográficos. Pero en otras vertientes del Perú, se invierte la gradiente altitud - precipitación........

La pendiente media de la cuenca, es un parámetro importante que caracteriza el relieve de la cuenca y permite compararlas (Guilarte, 1978). La pendiente media de la cuenca es calculada a partir de un modelo de elevación digital de terreno. Concluyendo que la pendiente media de la cuenca, es uno de los factores que mayor influencia tiene en la duración del escurrimiento sobre el suelo y los cauces naturales, afectando de manera notable la magnitud de las descargas. La pendiente media también influencia en la infiltración, la humedad del suelo y la probable aparición de aguas subterránea, aunque la estimación cuantitativa del efecto que tiene la pendiente sobre el escurrimiento para estos casos es difícil de estimar.

En la figura 05 se muestra distribución de la pendiente de la cuenca

Figura 05: Pendiente de la Cuenca

Pendiente Media de la Cuenca= 29.5%

3 Parámetros relacionados a la red de drenaje

Se denomina red de drenaje de una cuenca, al sistema de cauces por el que fluyen los escurrimientos superficiales de manera permanente o temporal, su importancia se manifiesta por sus efectos en la formación y rapidez de drenado de los escurrimientos normales o extraordinarios, además de proporcionar indicios sobre las condiciones físicas del suelo y de la superficie de la cuenca.

§ Tipos de corrientes, se clasifican en tres, en base a la constancia de su escurrimiento o flujo: perennes, intermitentes y efímeras. En el área de estudio, los cuerpos de agua evaluados constituyen corrientes perennes e intermitentes. (Davies, Thoms, Walker, O’Keeffe, & Gore, 1994; Raghunath, 2006).

Figura 06: Tipos de corriente y orden de ríos

Orden de río = 7

§ Longitud del cauce principal, es la longitud medida desde la salida hasta el punto más alejado a ésta. Esta característica produce un efecto importante en la respuesta hidrológica, ya que los efectos de la precipitación se producen con mayor rapidez en un cauce corto que en un cauce largo (Campos, 1997).

Figura 07: Cauce Principal de la cuenca

Longitud del río = 335.1 km

§ Pendiente media del cauce principal, este parámetro se relaciona con las características hidráulicas del escurrimiento, en particular con la propagación de ondas de avenida y la capacidad de transporte de sedimentos (Campos, 1997). Es calculado con la siguiente expresión:

j = (Hmax - Hmin / Lc) * 100

Dónde:

Hmáx: elevación máxima de la cuenca Hmín: elevación mínima de la cuenca.

Lc: longitud del cauce principal.

Figura 08: Pendiente del río Principal