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
La 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
expresa 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
Es 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:
1) el escurrimiento medio, para estimar el volumen de agua por almacenar
o retener,.
2) 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:
1) 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).