Una cuenca de drenaje es un área de tierra donde todas las aguas superficiales que fluyen convergen en un único punto, como la desembocadura de un río , o fluyen hacia otro cuerpo de agua , como un lago o un océano . Una cuenca está separada de las cuencas adyacentes por un perímetro, la divisoria de aguas , [1] formada por una sucesión de características elevadas, como crestas y colinas . Una cuenca puede constar de cuencas más pequeñas que se fusionan en las confluencias de los ríos , formando un patrón jerárquico . [2]
Otros términos para una cuenca de drenaje son área de captación , cuenca de captación , área de drenaje , cuenca fluvial , cuenca hidrográfica , [3] [4] e impluvium . [5] [6] [7] En América del Norte, comúnmente se les llama cuenca hidrográfica , aunque en otros lugares de habla inglesa, "cuenca hidrográfica" se usa solo en su sentido original, el de divisoria de drenaje.
Los límites de una cuenca de drenaje están determinados por la delimitación de cuencas hidrográficas , una tarea común en la ingeniería y la ciencia ambiental.
En una cuenca de drenaje cerrada, o cuenca endorreica , en lugar de fluir hacia el océano, el agua converge hacia el interior de la cuenca, conocido como sumidero , que puede ser un lago permanente, un lago seco o un punto donde el agua superficial se pierde bajo tierra . [8]
Las cuencas de drenaje son similares pero no idénticas a los códigos de unidades hidrológicas , que son áreas de drenaje delineadas de modo que se aniden en un sistema de drenaje jerárquico de múltiples niveles . Las unidades hidrológicas se definen para permitir múltiples entradas, salidas o sumideros. En un sentido estricto, todas las cuencas de drenaje son unidades hidrológicas, pero no todas las unidades hidrológicas son cuencas de drenaje. [8]
Alrededor del 48,71% de la tierra del mundo drena hacia el océano Atlántico . [ cita requerida ] En América del Norte , el agua superficial drena hacia el Atlántico a través de las cuencas del río San Lorenzo y de los Grandes Lagos , la costa este de los Estados Unidos, las provincias marítimas canadienses y la mayor parte de Terranova y Labrador . Casi toda América del Sur al este de los Andes también drena hacia el Atlántico, al igual que la mayor parte de Europa occidental y central y la mayor parte del África subsahariana occidental , así como el Sahara Occidental y parte de Marruecos .
Los dos principales mares mediterráneos del mundo también desembocan en el Atlántico. La cuenca del mar Caribe y el golfo de México incluye la mayor parte del interior de los EE. UU. entre los Apalaches y las Montañas Rocosas , una pequeña parte de las provincias canadienses de Alberta y Saskatchewan , el este de América Central , las islas del Caribe y el Golfo, y una pequeña parte del norte de América del Sur. La cuenca del mar Mediterráneo , con el mar Negro , incluye gran parte del norte de África , el centro-este de África (a través del río Nilo ), el sur , centro y este de Europa , Turquía y las zonas costeras de Israel , Líbano y Siria .
El océano Ártico drena la mayor parte del oeste de Canadá y el norte de Canadá al este de la divisoria continental , el norte de Alaska y partes de Dakota del Norte , Dakota del Sur , Minnesota y Montana en los Estados Unidos, la costa norte de la península escandinava en Europa, el centro y norte de Rusia, y partes de Kazajstán y Mongolia en Asia , lo que representa aproximadamente el 17% de la tierra del mundo. [9]
Un poco más del 13% de la tierra del mundo drena hacia el océano Pacífico . [9] Su cuenca incluye gran parte de China, el este y sureste de Rusia, Japón, la península de Corea , la mayor parte de Indochina, Indonesia y Malasia, Filipinas, todas las islas del Pacífico , la costa noreste de Australia y Canadá y los Estados Unidos al oeste de la Divisoria Continental (incluida la mayor parte de Alaska), así como el oeste de América Central y América del Sur al oeste de los Andes.
La cuenca hidrográfica del océano Índico también comprende aproximadamente el 13% de la superficie terrestre. Drena la costa oriental de África, las costas del mar Rojo y el golfo Pérsico , el subcontinente indio , Birmania y la mayor parte de Australia . [10]
Las cinco cuencas fluviales más grandes (por área), de mayor a menor, son las del Amazonas (7 millones de km2 ) , el Congo (4 millones de km2 ) , el Nilo (3,4 millones de km2 ) , el Misisipi (3,22 millones de km2 ) y el Río de la Plata (3,17 millones de km2 ) . Los tres ríos que drenan más agua, de mayor a menor, son los ríos Amazonas, Ganges y Congo. [11]
Las cuencas endorreicas son cuencas interiores que no desembocan en un océano. Las cuencas endorreicas cubren alrededor del 18% de la superficie terrestre de la Tierra. Algunas cuencas endorreicas desembocan en un lago endorreico o un mar interior . Muchos de estos lagos son efímeros o varían drásticamente en tamaño según el clima y la afluencia. Si el agua se evapora o se infiltra en el suelo en su extremo, la zona puede tener varios nombres, como playa, salar, lago seco o sumidero alcalino .
Las cuencas endorreicas más grandes se encuentran en Asia central , incluyendo el mar Caspio , el mar de Aral y numerosos lagos más pequeños. Otras regiones endorreicas incluyen la Gran Cuenca en los Estados Unidos, gran parte del desierto del Sahara , la cuenca de drenaje del río Okavango ( cuenca del Kalahari ), las tierras altas cerca de los Grandes Lagos africanos , el interior de Australia y la península Arábiga , y partes de México y los Andes . Algunas de estas, como la Gran Cuenca, no son cuencas de drenaje individuales sino conjuntos de cuencas cerradas adyacentes e independientes.
En los cuerpos de agua endorreicos , donde la evaporación es la principal vía de pérdida de agua, el agua suele ser más salina que la de los océanos. Un ejemplo extremo de esto es el Mar Muerto . [ cita requerida ]
Las cuencas de drenaje han sido históricamente importantes para determinar los límites territoriales, en particular en regiones donde el comercio por agua ha sido importante. Por ejemplo, la corona inglesa le dio a la Compañía de la Bahía de Hudson un monopolio sobre el comercio de pieles en toda la cuenca de la Bahía de Hudson , un área llamada Tierra de Rupert . La organización política biorregional actual incluye acuerdos de estados (por ejemplo, tratados internacionales y, dentro de los EE. UU., pactos interestatales ) u otras entidades políticas en una cuenca de drenaje particular para administrar el cuerpo o los cuerpos de agua en los que drena. Ejemplos de tales pactos interestatales son la Comisión de los Grandes Lagos y la Agencia de Planificación Regional de Tahoe .
En hidrología , la cuenca hidrográfica es una unidad lógica de enfoque para estudiar el movimiento del agua dentro del ciclo hidrológico . El proceso de encontrar un límite de drenaje se conoce como delimitación de cuencas hidrográficas . Encontrar el área y la extensión de una cuenca hidrográfica es un paso importante en muchas áreas de la ciencia y la ingeniería.
La mayor parte del agua que se descarga por la salida de la cuenca se origina en forma de precipitación que cae sobre la cuenca. [12] Una parte del agua que ingresa al sistema de aguas subterráneas por debajo de la cuenca de drenaje puede fluir hacia la salida de otra cuenca de drenaje porque las direcciones del flujo de las aguas subterráneas no siempre coinciden con las de la red de drenaje suprayacente. La medición de la descarga de agua de una cuenca puede realizarse mediante un medidor de caudal ubicado en la salida de la cuenca. Dependiendo de las condiciones de la cuenca de drenaje, a medida que se producen las precipitaciones, parte de ellas se filtran directamente al suelo. Esta agua permanecerá bajo tierra, descendiendo lentamente hasta llegar finalmente a la cuenca, o se infiltrará más profundamente en el suelo y se consolidará en los acuíferos subterráneos. [13]
A medida que el agua fluye a través de la cuenca, puede formar afluentes que cambian la estructura del terreno. Hay tres tipos principales diferentes, que se ven afectados por las rocas y el suelo que se encuentra debajo. La roca que se erosiona rápidamente forma patrones dendríticos, y estos son los que se ven con más frecuencia. Los otros dos tipos de patrones que se forman son los patrones enrejados y los patrones rectangulares. [14]
Los datos de los pluviómetros se utilizan para medir la precipitación total sobre una cuenca hidrográfica, y existen diferentes formas de interpretar esos datos. Si los pluviómetros son muchos y están distribuidos uniformemente sobre un área de precipitación uniforme, el uso del método de la media aritmética dará buenos resultados. En el método del polígono de Thiessen , la cuenca hidrográfica se divide en polígonos y se supone que el pluviómetro en el medio de cada polígono es representativo de la precipitación en el área de tierra incluida en su polígono. Estos polígonos se forman trazando líneas entre los pluviómetros y luego haciendo bisectrices perpendiculares de esas líneas para formar los polígonos. El método isohietal implica que se dibujan contornos de precipitación igual sobre los pluviómetros en un mapa. Calcular el área entre estas curvas y sumar el volumen de agua lleva mucho tiempo.
Los mapas de isócronas se pueden utilizar para mostrar el tiempo que tarda el agua de escorrentía dentro de una cuenca de drenaje en llegar a un lago, embalse o salida, suponiendo una lluvia efectiva constante y uniforme. [15] [16] [17] [18]
Las cuencas de drenaje son la principal unidad hidrológica considerada en la geomorfología fluvial . Una cuenca de drenaje es la fuente de agua y sedimentos que se desplazan desde elevaciones más altas a través del sistema fluvial hacia elevaciones más bajas a medida que remodelan los cauces.
Las cuencas de drenaje son importantes en ecología . A medida que el agua fluye sobre el suelo y a lo largo de los ríos, puede recoger nutrientes , sedimentos y contaminantes . Con el agua, estos son transportados hacia la salida de la cuenca y pueden afectar los procesos ecológicos a lo largo del camino, así como en el cuerpo de agua receptor .
El uso moderno de fertilizantes artificiales , que contienen nitrógeno (como nitratos ), fósforo y potasio , ha afectado las desembocaduras de las cuencas hidrográficas. Los minerales son transportados por la cuenca hidrográfica hasta la desembocadura, y pueden acumularse allí, alterando el equilibrio mineral natural. Esto puede causar eutrofización , donde el crecimiento de las plantas se acelera por el material adicional.
Debido a que las cuencas hidrográficas son entidades coherentes en un sentido hidrológico, se ha vuelto común gestionar los recursos hídricos sobre la base de cuencas individuales. En el estado estadounidense de Minnesota , las entidades gubernamentales que realizan esta función se denominan " distritos de cuencas hidrográficas ". [19] En Nueva Zelanda, se denominan juntas de cuencas hidrográficas. Los grupos comunitarios comparables con sede en Ontario, Canadá, se denominan autoridades de conservación . En América del Norte, esta función se conoce como " gestión de cuencas hidrográficas ". En Brasil , la Política Nacional de Recursos Hídricos, regulada por la Ley n° 9.433 de 1997, establece la cuenca hidrográfica como la división territorial de la gestión del agua brasileña.
Cuando una cuenca fluvial cruza al menos una frontera política, ya sea una frontera dentro de una nación o una frontera internacional, se la identifica como un río transfronterizo . La gestión de dichas cuencas pasa a ser responsabilidad de los países que la comparten. La Iniciativa de la Cuenca del Nilo , la OMVS para el río Senegal y la Comisión del Río Mekong son algunos ejemplos de acuerdos que implican la gestión de cuencas fluviales compartidas.
La gestión de cuencas hidrográficas compartidas también se considera una forma de construir relaciones pacíficas duraderas entre los países. [20]
La cuenca es el factor más importante que determina la cantidad o probabilidad de inundaciones .
Los factores de la cuenca son: topografía , forma, tamaño, tipo de suelo y uso de la tierra ( áreas pavimentadas o techadas ). La topografía y la forma de la cuenca determinan el tiempo que tarda la lluvia en llegar al río, mientras que el tamaño de la cuenca, el tipo de suelo y el desarrollo determinan la cantidad de agua que llega al río.
En general, la topografía juega un papel importante en la velocidad con la que la escorrentía llega a un río. La lluvia que cae en zonas montañosas escarpadas llegará al río principal en la cuenca de drenaje más rápido que en áreas planas o con una pendiente leve (por ejemplo, con una pendiente > 1%).
La forma del cauce influye en la velocidad con la que la escorrentía llega al río. Una cuenca alargada y estrecha tardará más en drenar que una cuenca circular.
El tamaño ayudará a determinar la cantidad de agua que llega al río, ya que cuanto mayor sea la cuenca de captación, mayor será el potencial de inundaciones. También se determina en función de la longitud y el ancho de la cuenca de drenaje.
El tipo de suelo ayudará a determinar la cantidad de agua que llega al río. La escorrentía de la zona de drenaje depende del tipo de suelo. Algunos tipos de suelo, como los arenosos , tienen un buen drenaje y es probable que la lluvia que cae sobre ellos sea absorbida por el suelo. Sin embargo, los suelos que contienen arcilla pueden ser casi impermeables y, por lo tanto, la lluvia que cae sobre ellos se escurrirá y contribuirá a los volúmenes de inundación. Después de una lluvia prolongada, incluso los suelos con buen drenaje pueden saturarse, lo que significa que cualquier otra lluvia que caiga llegará al río en lugar de ser absorbida por el suelo. Si la superficie es impermeable, la precipitación creará una escorrentía superficial que conducirá a un mayor riesgo de inundación; si el suelo es permeable, la precipitación se infiltrará en el suelo. [5]
El uso del suelo puede contribuir al volumen de agua que llega al río, de manera similar a los suelos arcillosos. Por ejemplo, el agua de lluvia que cae sobre los techos, los pavimentos y las carreteras será recogida por los ríos sin que prácticamente se absorba en las aguas subterráneas . Una cuenca de drenaje es un área de tierra donde todas las aguas superficiales que fluyen convergen en un único punto, como la desembocadura de un río, o desembocan en otro cuerpo de agua, como un lago o un océano.
La gestión eficiente está fuertemente correlacionada con la definición adecuada del perímetro de protección alrededor de los manantiales y la regulación proactiva de los usos del suelo sobre el área de captación del manantial ("impluvium").
Para preservar la estabilidad y la pureza a largo plazo del agua mineral natural, los embotelladores han establecido «políticas de protección» de los impluvios (o zonas de captación) de sus fuentes. La zona de captación es el territorio en el que la parte del agua de lluvia precipitada y/o
del deshielo
que se infiltra en el subsuelo alimenta el acuífero mineral y contribuye así a la renovación del recurso. En otras palabras, una gota precipitada en el territorio del impluvio puede unirse al acuífero mineral; ...
El impluvio no kárstico comprende todos los elementos de la superficie del terreno y de los suelos que son poco permeables, en una parte de los cuales el agua corre mientras que también se infiltra en otra parte menor. Este impluvio superficial, si existe, constituye el primer nivel de organización del sistema de drenaje de la cuenca kárstica.
