Escurrimiento

hidrologia. Escurrimiento

1. Republica bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación I.U.P “Santiago Mariño” Extensión: Puerto Ordaz ESCURRIMIENTO Profesora: Alumna: Énid Josefina Moreno Rincón Daneilys Giusti 23.522.114

2. Ciclo Hidrológico El ciclo hidrológico es la sucesión de etapas que atraviesa el agua al pasar de la tierra a la atmósfera y volver a la tierra : evaporación desde el suelo, mar o aguas continentales, condensación de nubes, precipitación, acumulación en el suelo o masas de agua y reevaporación.

3. Escurrimiento La escorrentía (o escurrimiento) se define como aquella parte de la lluvia, del agua de deshielo y/o del agua de irrigación que no llega a infiltrarse en el suelo, sino fluye hacia un cauce fluvial, desplazándose sobre la superficie del mismo. Se denomina también escorrentía superficial o de superficie.

4. Proceso de escurrimiento La escorrentía también comprende el agua que llega al cauce fluvial con relativa rapidez justo debajo de la superficie. Junto con la escorrentía superficial, este flujo, que se denomina interflujo o flujo subsuperficial, constituye el volumen de agua que en hidrología se conoce generalmente como escorrentía o escurrimiento. El motivo principal del estudio del proceso de escorrentía es la necesidad de estimar la cantidad de agua que alcanza rápidamente el cauce fluvial. La escorrentía es el elemento más importante de la predicción de crecidas y puede consistir de agua pluvial o del agua generada por el derretimiento de la nieve y del hielo.

5. Proceso de escurrimiento Las condiciones en la cuenca hidrológica determinan la proporción de lluvia o nieve que se transforma en escorrentía. Conociendo la cantidad de agua esperada en forma de escorrentía, pueden utilizarse otras herramientas, como el hidrograma unitario, para calcular el caudal o gasto correspondiente que se descargará en el cauce. El movimiento del agua en el suelo es el resultado de tres procesos físicos: entrada, transmisión y almacenamiento . El proceso de entrada, que también se denomina infiltración, ocurre en el límite entre el agua y la superficie del suelo. La transmisión es la percolación, tanto vertical como horizontal, que puede producirse a cualquier profundidad en la capa del suelo. El almacenamiento puede ocurrir en cualquier parte del perfil del suelo y se manifiesta como un aumento en la humedad del suelo.

6. Proceso de escurrimiento Una vez que el agua corre sobre la superficie del suelo y alcanza los cauces de la red hidrográfica, comienza a aparecer el escurrimiento superficial en los cauces.  

7. Proceso de escurrimiento L a contribución que ejerce al caudal de los ríos una precipitación de intensidad moderada y constante. Cuando comienza una precipitación, casi toda el agua de la lluvia es recogida por la tierra en forma de retención superficial (intercepción + almacenamiento superficie suelo + evaporación ); a medida que el tiempo transcurre , el almacenamiento que tiene lugar sobre la capa vegetal y la superficie del suelo se va saturando progresivamente y el agua comienza a infiltrarse a través del suelo; finalmente, aparece el flujo superficial que corre sobre la superficie del terreno, comenzando con ello a hacer presencia el  escurrimiento puramente superficial  en el caudal de los ríos.

8. Diagrama de escurrimiento Escurrimiento subsuperficial. Parte del agua que se desliza a través de los horizontes superiores del suelo hacia las corrientes . Una parte de este escurrimiento entra rápidamente a formar parte de las corrientes superficiales y a la otra le toma bastante tiempo el unirse a ellas. Escurrimiento subterráneo. Es aquel que, debido a una profunda percolación del agua infiltrada en el suelo, se lleva a cabo en los mantos subterráneos y después descarga a las corrientes fluviales.

9. Escorrentía superficial Es la escorrentía que más rápidamente llega a la salida de la cuenca. Ya se dijo que esta depone de la infiltración básica, sin embargo, en campo se ha observado que suelos cubiertos con vegetación arbórea no presentan valores tan altos de escorrentía, mientras que los suelos cubiertos por pasturas y cultivos, presentan valores de escorrentía relativamente altos Diagrama de escurrimiento

10. Factores geográficos que afectan el escurrimiento Superficie de la cuenca: Debido a que la cuenca, es la zona de captación de las aguas pluviales que integran el escurrimiento de la corriente, su tamaño tiene una influencia, que se manifiesta de diversos modos en la magnitud de los caudales que se presentan . Se ha observado que la relación entre el tamaño del área y el caudal de descarga no es lineal. A igualdad de los demás factores, para cuencas mayores, se observa una disminución relativa en el caudal máximo de descarga, debido a que son mayores, el efecto de almacenaje, la distancia recorrida por las aguas, y por lo tanto, el tiempo de regulación en los cauces naturales.

11. Factores geográficos que afectan el escurrimiento Otro factor importante, que afecta la relación entre el caudal y la superficie de la cuenca, es que la máxima intensidad de lluvia, que puede ocurrir con cualquier frecuencia, decrece conforme aumenta la superficie que cubre la tormenta por lo que para cuencas mayores, se tendrán intensidades de precipitación (referidas a la superficie de la cuenca), y caudales específicos de descarga menores

12. Factores geográficos que afectan el escurrimiento Se han propuesto índices numéricos como es el caso del factor de forma y el coeficiente de compacidad: El factor de forma   e xpresa la relación entre el ancho promedio y la longitud de la cuenca, medida esta última desde el punto más alejado hasta la descarga. El ancho promedio se obtiene, a su vez, dividiendo la superficie de la cuenca entre su longitud.

13. Factores geográficos que afectan el escurrimiento El coeficiente de compacidad   E s indicador de la regularidad geométrica de la forma de la cuenca . Es la relación entre el perímetro de la cuenca y la circunferencia de un círculo con igual superficie que el la de la cuenca.

14. Elevación de la cuenca La elevación media de la cuenca, así como la diferencia entre sus elevaciones extremas, influye en las características meteorológicas, que determinan principalmente las formas de la precipitación, cuyo efecto en la distribución se han mencionado anteriormente. Por lo general, existe una buena correlación, entre la precipitación y la elevación de la cuenca, es decir, a mayor elevación la precipitación es también mayor . Pendiente: 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; influye así mismo, en la infiltración, la humedad del suelo y la probable aparición de aguas subterránea al escurrimiento superficial, aunque es difícil la estimación cuantitativa, del efecto que tiene la pendiente sobre el escurrimiento para estos casos. Factores geográficos que afectan el escurrimiento

15. Relación precipitación - escurrimiento Cuando la lluvia cae, las primeras gotas de agua son interceptadas por las hojas y tallos de la vegetación. Esto se refiere generalmente como el almacenamiento de interceptación. A medida que la lluvia continua, el agua llega a la superficie del suelo se infiltra en el suelo hasta que llega a una etapa donde el índice de precipitaciones (intensidad)es superior a la capacidad de infiltración del suelo. A partir de entonces, la superficie de charcos, zanjas, y otras depresiones se llenan (almacenamiento en las depresiones), tras lo cual se generala escorrentía. La capacidad de infiltración del suelo depende de su textura y estructura, así como en el suelo antecedente de humedad (lluvias anteriores o estación seca). La capacidad inicial (de un suelo seco) es alta, pero, mientras la tormenta continua, disminuye hasta que alcanza un valor constante denominado como la tasa de infiltración final. El proceso de generación de escorrentía continua mientras la intensidad de las precipitaciones supera la capacidad de infiltración real del suelo, sino que se detiene tan pronto como la tasa de las gotas de lluvia por debajo de la taza real de infiltración .

16. Estimación de las magnitudes del escurrimiento El cálculo de los escurrimientos superficiales se considera para dos objetivos: el escurrimiento medio, para estimar el volumen de agua por almacenar o retener,. 2 ) los escurrimientos máximos instantáneos para el diseño de obras de conservación. Escurrimiento medio : Para calcular el escurrimiento medio en cuencas pequeñas o áreas de drenaje reducidas, es necesario conocer el valor de la precipitación media, el área de drenaje y su coeficiente de escurrimiento . La fórmula a utilizar sería la siguiente: Vm = C Pm A

17. Donde: Vm = Volumen medio que puede escurrir (m3 ) A = Área de la cuenca (ha) C = Coeficiente de escurrimiento (adimensional) Pm = Precipitación media (mm ) Para aplicar esta fórmula, es indispensable determinar cada uno de los factores que en ella intervienen y para lograrlo deben seguirse los pasos siguientes : Se obtiene el valor del coeficiente de escurrimiento (C), del Cuadro 4.1 de acuerdo con los tipos de suelos, uso del suelo y pendiente. Cuando el área de drenaje presenta diferentes tipos de suelos, vegetación y pendiente media. El coeficiente de escurrimiento (C), se obtendrá para cada área parcial y posteriormente se calculará el promedio ponderado para aplicarlo en la ecuación (4-1). Estimación de las magnitudes del escurrimiento

18. Cuadro 4.1 Valores del Coeficiente de escurrimiento (C) Estimación de las magnitudes del escurrimiento

19. 2) Se obtiene el área de drenaje por medio de cartas topográficas, fotografías aéreas o por un levantamiento directo en el campo. 3 ) Se localiza el área en estudio en los mapas, y se determina la precipitación media anual. En el caso de requerir mayor precisión en los cálculos se recurre a la estación meteorológica más cercana al área de estudio y se obtienen los registros anuales y/o mensuales de precipitación pluvial media. Con esos valores se determinan los volúmenes medios anuales escurridos . 4) Con esta información se procede a calcular los volúmenes medios escurridos mediante la ecuación Estimación de las magnitudes del escurrimiento

20. Método de las curvas numéricas o del SCS (USA) Para estimar el escurrimiento medio por evento y el máximo instantáneo se utiliza el método de las curvas numéricas, el cual utiliza los datos de precipitación por evento o la precipitación máxima para un periodo de retorno deseado y el máximo potencial de retención del agua del suelo como se presenta en la ecuación siguiente: Estimación de las magnitudes del escurrimiento Q > 0 Sí 2.0 S ≤ P Si no 0 Q = Donde : Q = Escurrimiento medio (mm). P = Precipitación por evento (mm). S = Retención máxima potencial (mm).

21. Como el potencial máximo de retención de agua del suelo (S) depende de las condiciones del suelo, vegetación y manejo del cultivo, entonces es factible relacionarlo con las curvas numéricas, las cuales son función de los factores antes mencionados. El potencial máximo de retención (S) se puede obtener de acuerdo a la siguiente relación : Estimación de las magnitudes del escurrimiento Donde : S = Potencial máximo de retención (mm). CN = Curvas numéricas (adimensional).