capÍtulo 5: escorrentía 1. concepto de escorrentía 2. tipos de escorrentía 3. ciclo de...

CAPÍTULO 5: Escorrentía

1. Concepto de Escorrentía

2. Tipos de escorrentía

3. Ciclo de escorrentía

5.1. A partir de datos de aforos

5.2. Coeficiente de escorrentía

4. Factores que influyen

5. Cálculo

Agua procedente de la lluvia que llega a Agua procedente de la lluvia que llega a alimentar a las corrientes superficiales, alimentar a las corrientes superficiales, continuas o intermitentes de una cuencacontinuas o intermitentes de una cuenca

1. Concepto de Escorrentía



2.1. Escorrentía Superficial o Directa

Agua procedente de la lluvia que no se infiltra Agua procedente de la lluvia que no se infiltra en ningún momento y llega a la red de drenaje en ningún momento y llega a la red de drenaje moviéndose por la superficie del terreno por moviéndose por la superficie del terreno por acción de la gravedadacción de la gravedad

2.2. Escorrentía Hipodérmica o subsuperficial


Agua procedente de la lluvia que se infiltra y Agua procedente de la lluvia que se infiltra y que se mueve subhorizontalmente que se mueve subhorizontalmente reapareciendo en la superficie en forma de reapareciendo en la superficie en forma de manantialesmanantiales


2.3. Escorrentía Subterránea

Agua procedente de la lluvia que se infiltra y Agua procedente de la lluvia que se infiltra y que alcanza el nivel freático desde donde que alcanza el nivel freático desde donde circula hasta la red de drenajecircula hasta la red de drenaje

Primera fase



Tra nsp ira c ió n

Eva p o ra c ió n

Eva p o ra c ió n

Flujo sub te rrá ne o

Segunda fase



De te nc ió n Sup e rfic ia l

Inte rc e p c ió n

De te nc ió nSup e rfic ia l

Esc o rre ntíaSup e rfic ia lEsc o rre ntía

Sup e rfic ia l

Esc o rre ntíaSup e rfic ia l

Pre c ip ita c ió n


Tercera fase



Inte rc e p c ió n

Esc o rre ntíaSup e rfic ia lEsc o rre ntía

Sup e rfic ia l

Esc o rre ntíaSup e rfic ia l

Pre c ip ita c ió n

Infiltra c ió n

Esc o rre ntíaHip o d é rm ic a

Flu jo sub te rrá ne o

Cuarta fase



Tra nsp ira c ió n

Eva p o ra c ió n

Eva p o ra c ió n


Pe rc o la c ió n

TIEM PO TRANSC URRIDO DESDELA IN IC IAC IÓ N DE LA PREC IPITAC IÓ N

INTE

NSI

DA

D. V

ALO

RES

(mm

/h) Esc o rre ntía Sup e rfic ia l

Pre c ip ita c ió n so b re c a uc e s

Inte rc e p c ió n

De te nc ió n Sup e rfic ia l

Infil

trac

ión

Esc

orre

ntía

To

tal

Esc o rre ntía Hip o d é rm ic aEsc o rre ntía Sub te rrá ne a

Hum e d a d d e lsue lo



4. Factores que influyen

• MeteorológicosMeteorológicos

• GeográficosGeográficos

• HidrogeológicosHidrogeológicos• BiológicosBiológicos

5.1. A partir de datos de aforos

5. Cálculo


5. Cálculo


P

PC n

PP

limC n

0P

CoeficientCoeficiente e instantáneinstantáneoo


5. Cálculo


• PrevertPrevert

Estimación mediante tablasEstimación mediante tablas

Tabla 5.1. Tabla de Prevert (1986).

Textura del suelo Uso del suelo

Pendiente (%)

Arenoso – limoso Limoso - arenoso

Limoso Limoso - arenoso

Arcilloso

Bosque 0 – 5 5 – 10 10 – 30

>30

0.10 0.25 0.30 0.32

0.30 0.35 0.40 0.42

0.40 0.50 0.60 0.63

Pastizal 0 – 5 5 – 10 10 – 30

>30

0.15 0.30 0.35 0.37

0.35 0.40 0.45 0.47

0.45 0.55 0.65 0.68

Cultivo agrícola

0 – 5 5 – 10 10 – 30

>30

0.30 0.40 0.50 0.53

0.50 0.66 0.70 0.74

0.60 0.70 0.80 0.84


5. Cálculo


• NadalNadal


321 KKK25.0C

Tabla 5.2. Factores para la fórmula de Nadal (1986).

Extensión Lluvia media anual Características Km2 K1 mm K2 Cuenca K3

10 2.60 200 0.25 Llana y permeable 0.5 – 0.7 20 2.45 300 0.50 Ondulada 0.5 – 1.2 40 2.15 400 0.75 Montañosa e impermeable 1.2 – 1.5

100 1.80 500 1.0 200 1.70 600 1.1 500 1.40 700 1.17 1000 1.30 800 1.25 5000 1.0 900 1.32 10000 0.90 1000 1.40 20000 0.87 1200 1.50


5. Cálculo


• KelerKeler


P

baC

Comparación con otras Comparación con otras cuencascuencas


5. Cálculo


Estimación directa: Método Estimación directa: Método del Número de Curvadel Número de Curva

• HipótesisHipótesis

P

P

S

F n S2.0P0


5. Cálculo



• ExpresiónExpresión

0

nn0

PP

P

S

PPP

P0 = In + Vds + If


5. Cálculo




0

20

n P4P

PPP

08.5N

508P0

P

PC n

0

2

20

PP4P

PPC

Tabla 5.3. Valores de N (no corregidos).

Uso de la tierra y cobertura

Tratamiento del suelo

Pendiente del terreno

Tipo de suelo

A B C D Sin cultivo Surcos rectos -- 77 86 91 94 Cultivos en surco Surcos rectos

Surcos rectos Contorneo Contorneo Terrazas Terrazas

> 1 % < 1 % > 1 % < 1 % > 1 % < 1 %

72 67 70 65 66 62

81 78 79 75 74 71

88 85 84 82 80 78

91 89 88 86 82 81

Cereales Surcos rectos Surcos rectos Contorneo Contorneo Terrazas Terrazas

> 1 % < 1 % > 1 % < 1 % > 1 % < 1 %

65 63 63 61 61 59

76 75 74 73 72 70

84 83 82 81 79 78

88 87 85 84 82 81

Leguminosas o praderas con rotación

Surcos rectos Surcos rectos Contorneo Contorneo Terrazas Terrazas

> 1 % < 1 % > 1 % < 1 % > 1 % < 1 %

66 58 64 55 63 51

77 72 75 69 73 67

85 81 83 78 80 76

89 85 85 83 83 80

Pastizales Contorneo Contorneo

> 1 % < 1 % > 1 % < 1 %

68 39 47 6

79 61 67 35

86 74 81 70

89 80 88 79

Pradera permanente < 1 % 30 58 71 78 Bosques naturales: Muy ralo Ralo Normal Espeso Muy espeso

56 46 36 26 15

75 68 60 52 44

86 78 70 62 54

91 84 77 69 61

Caminos: De terracería Con superficie dura

72 74

82 84

87 90

89 92



Tabla 5.4. Tipos de suelos en función de la textura.

Tipo de suelo

Textura del suelo

A Arenas con poco limo y arcilla; suelos muy permeables B Arenas finas y limos C Arenas muy finas, limos, suelos con alto contenido en arcilla D Arcillas en grandes cantidades; suelos poco profundos con

subhorizontes de roca sana; suelos muy impermeables

Tabla 5.5. Valores de N corregidos.

N N con corrección A N con corrección B 0 0 0 10 4 22 20 9 37 30 15 50 40 22 60 50 31 70 60 40 78 70 51 85 80 63 91 90 78 96

100 100 100


Ejemplo 1: Cálculo de NEjemplo 1: Cálculo de N

Tabla 5.6. Porcentaje de suelo y vegetación.

Suelo tipo A 20 % Suelo tipo C 80 %

Bosque Natural Normal 30 % Pradera con pendiente < 1% 70 %

Tabla 5.7. Valores de N.

Valores de N Suelo tipo A Suelo tipo C

Bosque Natural Normal 36 70 Pradera con pendiente < 1% 30 71

N = 0.2*0.3*36+0.2*0.7*30+0.8*0.3*70+0.8*0.7*71=62.92


Ejemplo 2: Cálculo de N corregidoEjemplo 2: Cálculo de N corregido

P5 < 2.5 cm

4051

40N

6070

6069.62 corr

96.4210

1169.240N corr

Ejemplo 3: Cálculo del umbral de escorrentíaEjemplo 3: Cálculo del umbral de escorrentía

mm4.67cm74.608.596.42

508P0

Pacum = 20+12+24+40+50+30+20 = 196 mm


Ejemplo 4: Cálculo de la lluvia neta totalEjemplo 4: Cálculo de la lluvia neta total

Día Precipitación (mm) 11 20 12 12 13 24 14 40 15 50 16 30 17 20

mm51.35

4.674196

4.67196

P4P

PPP

2

0

20

n


Ejemplo 5: Cálculo del coeficiente de escorrentíaEjemplo 5: Cálculo del coeficiente de escorrentía

18.0196

51.35

P

PC n

Ejemplo 6: Cálculo de la lluvia neta diariaEjemplo 6: Cálculo de la lluvia neta diaria

Tabla 5.10. Lluvias netas producidas (Pn) en mm.

Día Precipitación (mm)

Precipitación acumulada (mm)

Umbral de escorrentía P0

0acum

2

0acumn

P4P

PPP

11 20 20 67.4 - 12 12 32 67.4 - 13 24 56 67.4 - 14 40 96 67.4 2.23 15 50 146 67.4 14.86 16 30 176 67.4 26.46 17 20 196 67.4 35.51


5. Cálculo


Estimación directa: Método Estimación directa: Método de la Instrucción de de la Instrucción de CarreterasCarreteras


2

0d

0d0d

11PP

23PP1PPC

capÍtulo 5: escorrentía 1. concepto de escorrentía 2. tipos de escorrentía 3. ciclo de...

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