Hidrologia informe 3er parcial

ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA
“MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

1. INTRODUCCION
1.1. Generalidades:

El presente proyecto tiene por objeto poner en práctica los conocimientos adquiridos en
el presente semestre de la materia de Hidrología Básica.
Estos conocimientos se aplicaran analizando la cuenca del río JachaWaquiwiña, para
ello se recurrió a información, como: planos en autocad (donde se delimito el área de la
cuenca asi como la red de drenaje), también se investigo las características del terreno
(cobertura vegetal, coeficiente de escorrentía, umbral de escorrentía para cada tipo de
terreno).
En el proceso de realización de este trabajo se tomo en cuenta la pendiente de la
cuenca, con la ayuda de las imágenes proporcionadas por Google Eart se pudo
reconocer los tipos de suelo que abarca la cuenca del río Jacha Waquiwiña.
Con la información obtenida, anteriormente mencionada, se pudo conocer datos como:
el área del proyecto y sus características, el análisis de datos, estudio de caudales,
estudio de sedimentos, para llegar a nuestro objetivo principal, realizar el diagrama
unitario y el estudio de niveles de agua.

A lo largo de la historia el hombre ha ido enriqueciendo sus conocimientos científicos,
lo que hoy en día le sirve para comprender de mejor manera el entorno que lo rodea y
predecir los fenómenos de la naturaleza.

Uno de estos avances ha sido el estudio del Agua, uno de los elementos más
abundantes de la superficie terrestre. La hidrología la ciencia que estudia la distribución
del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes
en la naturaleza, y su relación con la vida en el planeta, es la ciencia en la que se
basan numerosos estudios y proyectos relacionado con la construcción de estructuras
de aprovechamiento y protección referentes al manejo y control de aguas superficiales.

Gracias al avance de la ciencia de la hidrología, hoy en día los fenómenos hidrológicos
pueden ser simulados por los diferentes métodos existentes, y así de esta manera
1 HIDROLOGIA


poder obtener datos de flujo en cauces naturales para la determinación de parámetros
para el posterior diseño de obras hidráulicas y sobre todo la predicción de condiciones
futuras en una determinada cuenca.

En este trabajo, se emplea el método Racionaly el metodo SCS, dadas las
características propias de la cuenca, que como se muestra en un capítulo posterior
califica para la aplicación de este método.

Aunque al igual que en otras áreas, en el campo de la ingeniería civil existen hoy en día
programas capaces de realizar con la ayuda de un ordenador, cálculos muy complejos
en cuestión de muy poco tiempo.

Para el trabajo en cuestión se hace uso del método racional que se utiliza en hidrología
para determinar el Caudal Instantáneo Máximo de descarga de una cuenca
hidrográfica.

2. OBJETIVO DEL TRABAJO
 Proporcionar a los Estudiantes de la Carrera de Ingeniería Civil, instrumentos de
orientación de manera que se pueda mejorar sus habilidades en la resolución de
problemas reales en el marco del proceso de enseñanza–aprendizaje basado en
la investigación e interacción social.

3. OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Delimitar la Cuenca del río Jacha Waquiwiña
 Determinar la Red de drenaje
 Determinar la Curva hipsométrica
 Determinar los Parámetros morfométricos
 Determinar el Área
 Determinar el Perímetro
 Determinar la Pendiente promedio
 Determinar el Indice de Gravelius
 Determinar el Factor de Forma

2 HIDROLOGIA


 Determinar el Rectángulo equivalente
 Determinar el Perfil Longitudinal
 Determinar el Tiempo de concentración
 Determinar los Estadísticos de Horton
 Determinar el Análisis pluviométrico
 Determinar las Curvas IDF – PDF
 Determinar la Tormenta de diseño
 Determinar el Análisis de infiltración
 Realizar Mapa de Cobertura Vegetal
 Realizar Mapa de Tipo de suelo
 Realizar Mapa de Complejos hidrológicos
 Asignar coeficientes de escorrentía
 Asignar del número de curva o Po
 Determinar la Precipitación neta o efectiva
 Determinar el Cálculo de caudales de diseño
 Realizar el Método Racional
 Realizar Método del SCS
 Análizar los resultados
 Realizar el Hidrograma unitario
4. MARCO TEORICO
Descripcion del area de estudio
Ubicación y Extencion
El Municipio de La Paz se encuentra 3.625 m.s.n.m.y su ubicación geográfica mundial
es de16 grados 29 minutos latitud sur respecto a la línea del Ecuador y68 grados 08
minutos longitud oeste respecto al Meridiano de Greenwich.Tiene diversos
pisosecológicos y se ubica a lo largo de una cuenca excavada del altiplano .Es la
sección capital de la Provincia Murillo del Departamento de La Paz, limita al Norte con
el Municipio de Guanay, al Noreste con el Municipio de Caranavi, al Este con los
Municipios de Coroico y Yanacachi, a lSureste con el Municipio de Palca, al Sur con los
Municipios de Mecapaca y Achocalla, entanto que al Suroeste limita con el Municipio
3 HIDROLOGIA


de El Alto y al Oeste con el Municipio de Pucarani. El Municipio de La Paz está
estratégicamente situado conr especto al océano Pacífico, a la región del Amazonas y
al resto del país y cuenta con una estructura vial de vinculación nacional. Las
características topográficas del Área Urbana se caracterizan por una hoyada que
distingue a esta ciudad respecto a otras ciudades, así como por la ubicación de sus
barrios en las laderas de la urbe, que proporcionan a la ciudad una particularidad
impresionante.Las pendientes que tiene la ciudad hangenerado una distorsión en la
estructura tanto de sus viviendas como de sus calles y avenidas, así como del
desarrollo de algunos barrios, especialmente de aquellos que se encuentran en las
laderas de la ciudad.
La cuenca del rio JachaWaquiwiña se encuentra en el departamento de la paz, en la
provincia murillo, ubicada en la parte oriental del rio choqueyapu, tiene como limites al
Oeste limita con la cuenca de janchalani, Este limita con la cuenca Condoriri.
Geográficamente esta comprendido:
Latitud sur 16 º 11 ’ 56”
Longitud oeste 68 º 16 ’ 32 ”
Dentro de la cuenca del rio JachaWaquiwiña no existe ninguna urbanizacion y
poblaciones es una zona inhabitada de dicicil acceso.
Caracterización hidrológica
La temperatura media ambiente para la ciudad de La Paz es de 12.4º C, con un
máximo promedio de 13.9º C en el mes de Noviembre y un mínimo promedio de 10,2º
C en el mes de Julio. La humedad relativa media anual es de 45 % y son los meses de
Diciembre, Enero y Febrero los que presentan mayor humedad ambiente. La
precipitación pluvial media anual es de 57,3 m.m. siendo los meses de Diciembre,
Enero, Febrero y Marzo los más lluviosos con un promedio de 82,35 m.m. mientras que
en los meses de Mayo, Junio y Julio la precipitación es mínima, con un promedio de 7,1
m.m.

Estos factores climáticos originan que gran parte del año se cuenta con nubosidad;
durante el invierno la atmósfera es muy seca y despejada, sin nubes, lo que da lugar a

4 HIDROLOGIA


una mayor irradiación terrestre sobre todo en las noches, produciendo una amplitud
térmica muy acentuada. Los vientos predominantes soplan del sureste con una
velocidad que fluctúa entre 7,5 y 11,22 Km./hr.; mientras que en invierno soplan
algunos vientos de componente Oeste.

Fuente: SENAMI.

Precipitaciones máximas totales "estación central la paz"

Estación Central La Paz Latitud' S" 16° 32'
Provincia Provincia Murillo Longitud "W" 68° 08'
Departamento La Paz Altura msnm 3632
AÑO ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. SEP. OCT. NOV. DIC.
1993 128,4 18,4 45,3 36,2 1,2 4,4 2,6 37,8 15,0 37,1 32,2 114,8
1994 56,0 71,1 54,8 30,2 6,3 13,2 1,4 0,0 15,1 12,7 40,0 57,1
1995 95,4 86,5 94,4 11,0 3,7 0,0 4,9 11,8 8,0 10,8 38,8 114,0
1996 139,5 28,2 38,6 14,7 0,3 0,8 5,4 5,8 22,1 18,1 46,2 107,3
1997 151,1 76,2 128,9 43,5 16,5 0,0 0,0 5,9 48,1 37,0 49,3 43,3
1998 84,4 61,5 45,1 48,0 0,0 19,2 0,0 7,4 2,1 57,4 83,3 53,3
1999 105,9 48,4 109,4 33,8 5,5 1.2 7,3 1.0 51,1 65,4 26,5 73,4
2000 109,7 34,5 72,0 12,6 5,0 21,1 0,2 21,9 1.1 61,9 10,6 128,7
2001 179,8 107,0 77,7 20,4 25,7 5,2 9,3 31,9 18,0 67,3 9,5 75,7
2002 90,3 118,0 80,1 35,1 12,7 10,6 25,9 9,5 26,2 81,3 50,6 71,6
2003 134,7 97,9 82,8 6,9 5,8 1,6 2,4 8,9 27,2 44,3 9,3 109,4

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Fuente: SENAMI.

Delimitación de Cuenca

Red de drenaje

Curva hipsométrica

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Parámetros morfométricos
Litología
Se considero basicamente dos zonas con las siguientes litologicas:
 Aproximadamente el 60% del area en la parte alta de la cuenca presenta
afloramientos de rocas sedimentarias paleozoicas (pizarras, areniscas ordovisias
o siluricas) y algunos afloramientos de rocas cretacicas (areniscas y
conglomerados rojos). Estos sedimentos litificados conforman el basamento en
el cual nacen los sedimentos de edad terciaria y cuaternaria en las partes media
y baja de la cuenca en estudio.
 El 40% restante del areasur,esta constituido por sedimentos terciarios los cuales
presentan faces gravosas asia el oeste de transmision al medio y faces medias
en la parte este. Tambien existen depositos cuaternarios poco consolidados que
conforman los depositos fluviales y de deslisamientos recientes.las principales
obras de trabajo de control de erosion se puede localizar en esta parte terciaria-
cuaternaria inferior.
Los aspectos descritos, permiten inferir que la parte superior presenta menor dificultad
al escurrimiento superficial, debido a su estructura rocosa, pendientes altas y suelo
descubierto, factores que determinan una zona de baja permeabilidad; el suelo en
general no muestra signos de actividad erosiva acusada por el escurrimiento
superficial, debido a la presencia de rocas duras y resistentes.
En cambio, la parte inferior (al sur del rio palcoma) es sensible a los efectos erosivos
del escurrimiento superficial, constituyendose en la principal fuente productora de
material acarreo, debido a que el suelo esta semi cubierto, por lo que existe mayor
actividad humana, construccion de acequias, cultivo en laderas, etc. Factores que
determinan una zona de mayor permeabilidad.
Morfologia de la cuenca
Las caracteristicas litologicas desfavorables en la parte inferior de la cuenca y los
procesos geomorfologicos de apreciable intensidad a dado lugar a estados avanzados,

7 HIDROLOGIA


medios y bajos de erosion, los cuales han sido identificados, clasificados y algunos
casos cuantificados.
Este conocimiento permite proponer mejores soluciones a los principales problemas
tipificados como:
 Remocion en masa
 Erosion pluvial, fluvial e interna
 Transporte de sedimentos
Estos procesos geomorfologicos se han desarrolado entre si y con otros factores como
ser:
 Las caracteristicas geomecanicas e hidraulicas de los terrenos
 Las percipitaciones,la temperatura ambiente, el grado y tipo de cobertura vegetal
 Otros tipos de actividad humana
Estos factores influyen simultaneamente en la intensidad y extension de los procesos
geomorfologicos citados.
Los rasgos morfologicos mas importantes que se presentan en la cuenca son:
 Los escarpes verticales de los deslizamientos de diferentes magnitudes.
 Las paredes verticales en los sedimentos terciarios.
 Los mantos de superficies removidas.
 Los grandes depositos aluviales.
Existen aproximadamente mas de 200 deslizamientos distribuidos en todos los niveles,
alto, medio y bajo de las micro cuencas, con superficies de masa removida que varian
desde los 100m2 a 1.5Km2, cubriendo principalmente los sedimentos terciarios y en
algunos casos las terrazas y lo techos fluviales.
Los tipos de remocion en masa se diferencian segun su velocidad de desplazamiento y
su actividad actual.
1. Segun su velocidad
 Deslizamientos
 Torrentes de barro o mazamorras

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 Caida de bloques y derrumbes
2. Segun su actividad
 Activos generalmente de segundo y tercer grado
 Inactivos (principalmente antiguos)
Los principales problemas relacionados a estos fenomenos de remocion en masa son:
 Provision de grandes volumenes de materiales de arrastre a los rios
 Obstruccion temporal de los causes fluviales.
 Suelos compresibles es inestables
 Cambio el la direccion y ancho de los causes
 Incentivo a la captura de micro cuencas
 Estan asociados a los flujos subterraneos de agua que los reactiva
Los procesos erosivos presentan estados mas avanzados en los sectores donde se
encuentran expuestos a los estratos terciarios de la formacion La Paz, la erosion en las
masas deslizadas presentan estados medios y bajos en general, esto tiene relacion con
la presencia de cubierta vegetal. Tipo de suelo y pendiente.
Las torrentes de barro adquieren cierta resistencia a la erosion debido al proceso de
mezcla que sufren durante su movimiento.
El 75% de la superficie de la cuenca inferior se encuentra con problemas de erosion de
diferentes grados.
La erosion superficial se desarrolla siguiendo varias etapas, cada una de ellas
proporciona al terreno una apariencia tipica. En este sentido se puede distinguir:
 Erosion en canales como estado temprano
 Erosion en carcavas como estado intermedio
 Erosion en su estado mas avanzado cuando se desarrollan las tierras malas.
En las masas deslizadas y torrentes de barro actuales y principalmente en los
materiales de relleno se presentan los fenomenos de erosion interna.
La erosion fluvial lateral de los lechos de rios principalmente se producen provocando
la inestabilidad de taludes laterales.

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Área
Es el área plana (proyección horizontal), inscrita dentro la divisoria topográfica ,o línea
imaginaria cuya trayectoria va por los puntos de mayor nivel topográfico expresado en
Km².

A = 18906156,2849 m2

A = 18,9061 Km2

Perímetro
Es la longitud de la línea divisoria de la cuenca medida Km.

P = 25901,6692 m

P = 25,901 Km

2.2.3. Longitud del cauce principal
Es la longitud del rio principal del la cuenca en estudio

L = 10768,1594 m
Km

L = 10,768 Km

2.2.4. Índice de Gravelius
También llamado coeficiente de compacidad, es la relación entre el perímetro delmicro
cuenca y la longitud de la circunferencia de un círculo de área igualada la de lamicro
cuenca.

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Donde:
P: perímetro de la cuenca, en Km.
A: área de drenaje de la cuenca, en km2.

Kc = 0,200 Km

2.2.5. Factor de forma.
Es la relación entre el ancho medio y la longitud axial de la cuenca. La longitud axial de
la cuenca se mide cuando se sigue el curso de agua más largo desde la
desembocadura hasta la cabecera más distante en la cuenca.
El ancho medio, B, se obtiene cuando se divide el área por la longitud axial de la
cuenca.

Donde:
B: ancho medio, en Km.
L : longitud axial de la cuenca, en Km.
A: área de drenaje, en km2.

2.2.6. Densidad de drenaje.
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Es la relación entre la longitud total de los cursos de agua de la cuenca y su área total.

Donde:
L: longitud total de las corrientes de agua, en Km.
A: área total de la cuenca, en km2.

2.2.7. Extensión media de la corriente superficial
Se define como la distancia media en que el agua de lluvia tendría que escurrir sobre
los terrenos de una cuenca, en caso de que la escorrentía se diese en línea recta
desde donde la lluvia cayó hasta el punto más próximo al lecho de unacorriente
cualquiera de la cuenca. Considerando que una cuenca de área A puedaser
representada por un área de drenaje rectangular, y teniendo un curso de agua de
longitud L igual a la longitud total de las corrientes de agua dentro de ella, quepasa por
su centro.

Donde:
l: extensión media de la escorrentía superficial, en km.

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L: longitud total de las corrientes de agua en la cuenca hidrográfica, en
km.
A: área de drenaje total de la cuenca, en km2.

2.2.8. Sinuosidad de las corrientes de agua.
Es la relación entre la longitud del río principal medida a lo largo de su cauce, L, y la
longitud del valle del río principal medida en línea curva o recta, Lt.
Este parámetro da una medida de la velocidad de la escorrentía del agua a lo largo de
la corriente.

2.2.9. Pendiente de la cuenca
Esta característica controla en buena parte la velocidad con que se da la escorrentía
superficial y afecta, el tiempo que lleva el agua de la lluvia para concentrarse en los
lechos fluviales que constituyen la red de drenaje de las cuencas.

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2.2.10. Rectángulo equivalente
Este índice fue introducido por los hidrólogos franceses como un intento decomparar la
influencia de las características de la cuenca sobre la escorrentía.
La característica más importante del rectángulo equivalente es que tiene
igualdistribución de alturas que la curva hipsométrica original de la cuenca.
Se construye un rectángulo equivalente de área igual a la de la cuenca, tal que ellado
menor sea " l " y el lado mayor "L". Se sitúan las curvas de nivel paralelas a " l
respetando la hipsometría natural de la cuenca.

Perfil Longitudinal
Tiempo de concentración (kirpich)
Tc (tiempo de concentración), es el tiempo transcurriendo desde el comienzo de la
lluvia, hasta el momento en que la partícula de agua más alejada del punto de control,
llega a dicho punto. Este parámetro se mide a través de fórmulas empíricas, las

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cuales involucran entre otras variables a (L), desarrollo del cauce hasta el control y
(S), pendiente promedio entre los puntos extremos de la cuenca y la longitud (L).

2.3. Características climáticas e hidrológicas
La ciudad de La Paz se encuentra ubicada en la cuenca del río La Paz, el cual aporta
su caudal a través de otros cursos de agua al rio Beni, uno de los principales afluentes
del rio amazonas. El sistema de drenaje de la ciudad está conformado por una red
primaria y otra secundaria. La red principal está constituida por la cuenca del río
JachaWaquiwiña. La red secundaria está constituida por cursos superficiales que
descargan a los ríos principales de cada cuenca.

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5. DESARROLLO PRÁCTICO
6. CONCLUSIONES

7. RECOMENDACIONES

 Es necesario mejorar las condiciones de las estaciones pluviométricas de la
cuenca de La Paz para lograr un funcionamiento regular.
 Se recomienda realizar un estudio para poder introducir nuevas especies en la
parte alta de la cuenca, ya que por el clima su terreno es un area con poca
vegetacion.
 Garantizar el libre acceso a la información. Se a notado que en muchas
instituciones se tiene mucha limitación con el manejo de la información, que es
almacenada pero no se la tiene al alcance cuando es requerida.

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Hidrologia informe 3er parcial

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