Escurrimiento

1. ESCURRIMIENTO
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION – PUERTO ORDAZ
ING. CIVIL; AULA VIRTUAL
HIDROLOGIA
UNARE-ESTADO-BOLÍVAR
Leonardo Carpio
18.450.023
Puerto Ordaz, Junio del 2015
Profesora
Autor:
Énid Moreno

2. Este término se refiere a los diversos medios por los que
el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie
del terreno. En los climas no excepcionalmente secos,
incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la
escorrentía es el principal agente geológico de erosión
y de transporte de sedimentos
ESCURRIMIENTO
El escurrimiento es función de la intensidad de la
precipitación y de la permeabilidad de la
superficie del suelo, de la duración de la
precipitación, del tipo de vegetación, de la
extensión de la cuenca hidrográfica
considerada, de la profundidad del nivel freático
y de la pendiente de la superficie del suelo

3. Es el agua generada por una cuenca en forma de flujo
superficial, y por tanto constituye la forma más disponible del
recurso. Tiene los siguientes componentes:
ESCORRENTÍA
Escurrimiento o escorrentía superficial
Precipitación sobre el propio cauce
Flujo subsuperficial o hipodérmico, es la
parte de la precipitación que circula
pendiente abajo en el suelo a ligera
profundidad
Aportaciones del flujo subterráneo, o río
efluente
Es conveniente mencionar que diversos autores denominan a la escorrentía como
escurrimiento.

4. 1.- Determinar el escurrimiento
medio, con el fin de estimar el
volumen de agua por
almacenar o retener.
IMPORTANCIA DEL ESCURRIMIENTO
El cálculo del escurrimiento se realiza para dos objetivos:
2.- Determinar los escurrimientos
máximos instantáneos, para el
diseño de obras de conservación.

5. EL CICLO DEL ESCURRIMIENTO

6. 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.
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

7. FACTORES GEOGRÁFICOS QUE AFECTAN EL ESCURRIMIENTO
Forma de la cuenca
Para tomar en cuenta
cuantitativamente la
influencia que la forma
de la cuenca tiene en el
valor del 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. Para cuencas muy anchas o con
salidas hacia los lados, el factor de forma puede
resultar mayor que la unidad. Los factores de forma
inferiores a la unidad, corresponden a cuencas
mas bien extensas, en el sentido de la corriente.
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.

8. Influye en las características meteorológicas,
que determinan principalmente las formas de la
precipitación. 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.
FACTORES GEOGRÁFICOS QUE AFECTAN EL ESCURRIMIENTO
Elevación 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.
Pendiente
El tamaño de los granos del suelo, su ordenamiento
y comparación, su contenido de materia orgánica,
etc, son factores íntimamente ligados a la
capacidad de infiltración y de retención de
humedad, por lo que el tipo de suelo,
predominante en la cuenca, así como su uso,
influye de manera notable en la magnitud y
distribución de los escurrimientos.
Tipo y uso del suelo

9. La cantidad de agua existente en las capas
superiores del suelo afecta el valor del
coeficiente de infiltración. Si la humedad del
suelo es alta en el momento de ocurrir una
tormenta, la cuenca generará caudales
mayores debido a la disminución de la
capacidad de infiltración.
FACTORES GEOGRÁFICOS QUE AFECTAN EL ESCURRIMIENTO
Estado de humedad
antecedente del suelo

10. RELACIÓN PRECIPITACIÓN - ESCURRIMIENTO
La relación entre la precipitación y el escurrimiento es en la actualidad bastante
obvia, sin embargo ésta fue comprobada por primera vez, con el trabajo de Pierre –
Perrault en la cuenca del río Sena, durante el siglo XVII. Perrault midió la precipitación
en la cuenca del río Sena durante los años 1668, 1669 y 1670 obteniendo como valor
medio 520 milímetros; posteriormente, estimó el escurrimiento anual de la cuenca y
llegó a la conclusíon que este representaba solo la sexta parte del volumen llovido,
demostrando que las precipitaciones eran más que suficientes para justificar el
escurrimiento en los ríos.
La relación de precipitación y el escurrimiento es que ambas van vinculadas por que
cada proceso de esto nos lleva una misma cosa que es tener una buena
productividad. La precipitación es aun el proceso en el que el agua va de caída y el
escurrimiento es cuando el agua ya hizo contacto con el suelo, y de ahí está
depende de la relación y el grado de precipitación pluvial tenga.

11. Estimación de las magnitudes del escurrimiento: Escurrimiento medio y Escurrimiento
máximo instantáneo según el Método Racional y el Método SCS o de las curvas
numéricas
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:
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 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.

12. ESCURRIMIENTO MEDIO
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 de isoyetas, 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

13. ESCURRIMIENTO MEDIO (EJEMPLO)
Se trata de determinar el volumen medio que puede escurrir en una cuenca de 50
ha, donde los terrenos son planos (5%), de textura gruesa y arenosos con cultivo de
maíz; la precipitación media anual es de 800 mm.
El coeficiente de escurrimiento es de 0.30 para una zona de cultivo, de pendiente
de 5% y con textura gruesa (Cuadro).
Con los datos de precipitación media, el coeficiente de escurrimiento y el área de
drenaje se obtiene el volumen medio de escurrimiento.

14. ESCURRIMIENTO MÁXIMO INSTANTÁNEO
Para estimar el escurrimiento máximo instantáneo que sirve para el diseño de obras
de excedencia se puede estimar para diferentes periodos de retorno por el método
racional modificado o por el método de las curvas numéricas o del SCS (USA)
 Método racional modificado para estimar escurrimientos máximos
El método racional consiste en utilizar los valores intensidad de la lluvia para
diferentes periodos de retorno y el área de drenaje para estimar los
escurrimientos máximos instantáneos. La modificación propuesta por el Colegio
de Postgraduados consiste en utilizar la lluvia máxima en 24 horas para
diferentes períodos de retorno, en lugar de la intensidad de la lluvia, tal y como
se muestra en la ecuación:

15. Para la utilización de esta ecuación, se siguen los pasos que a continuación se señalan:
(1).- Obtener el área de la cuenca y el coeficiente de escurrimiento (Cuadro)
(2).- Determinar la lluvia máxima en 24 horas para un período de retorno deseado
ESCURRIMIENTO MÁXIMO INSTANTÁNEO
Ejemplo:
Determinar el escurrimiento máximo para un período de retorno de cinco años, en una
cuenca de 100 ha, cercana a la ciudad de Guaymas, Sonora, donde las características
de la cuenca son las siguientes: (a) 40 ha son de terreno plano, con un a textura gruesa y
sembrados de trigo; (b) 20 ha son de terreno ondulado (5-10%) de pasto natural y con
suelos de una textura media y (c) 40 ha de terreno plano, cultivado de maíz y con suelos
también de textura media. Secuela de cálculo:
Con la información del Cuadro 4.1, se obtiene los coeficientes de escurrimiento para las
tres condiciones; (a) 0.30; (b) =0.36 y (c) 0.50. Con estos valores se obtiene el valor de C
ponderado:

16. ESCURRIMIENTO MÁXIMO INSTANTÁNEO
Ejemplo:
Estimar la lluvia máxima en 24 horas para un período de retorno de cinco años.
Para la zona de Guaymas, Sonora, el valor es de 100 mm.
Aplicando el método racional modificado, se calcula el escurrimiento máximo
para el período deseado.

17. MÉTODO DE LAS CURVAS NUMÉRICAS
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
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: