El documento describe los procesos de infiltración, escorrentía e hidrografía. La infiltración ocurre cuando el agua de la precipitación se mueve hacia abajo a través del suelo a diferentes tasas dependiendo de factores como la saturación del suelo. La escorrentía ocurre cuando la tasa de precipitación excede la capacidad de infiltración del suelo. Los hidrogramas muestran la variación del caudal de un río con el tiempo y se usan para predecir las tasas de flujo.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE
VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO
POLITÉCNICO
“ SANTIAGO MARIÑ
EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ
TUTORA
MORENO ÉNID

2. La infiltración ocurre cuando aguas
procedentes de las precipitaciones o de
almacenes
superficiales
(deshielo, ríos, lagos), inicia un movimiento
descendente
adentrándose
en
el
subsuelo, pudiendo alcanzar diferentes
profundidades en función de las condiciones.
En términos generales el valor de la
infiltración no es constante, sino que, en los
primeros momentos de las precipitaciones
suele ser más alto, y disminuye con rapidez
hasta alcanzar un valor constante más bajo
que el inicial. Este descenso está motivado
por diferentes factores:
la progresiva saturación de los poros.
la compactación, sobre todo en el caso de
que el suelo esté desprovisto de vegetación.
cierre o disminución de tamaño de las
grietas de los suelos, cuando estos están
formados por arcillas que aumentan de
tamaño al hidratarse.
El subproceso de infiltración puede continuar sólo
si hay espacio disponible para el agua adicional
en la superficie del suelo. El volumen disponible
para el agua adicional depende de la porosidad
del suelo y de la tasa a la cual el agua antes
infiltrada puede alejarse de la superficie a través
del suelo. La tasa máxima a la que el agua puede
entrar en un suelo se conoce como capacidad de
infiltración. Si la llegada del agua a la superficie
del suelo es menor que la capacidad de
infiltración, toda el agua se infiltrará. Si la
intensidad de precipitación en la superficie del
suelo ocurre a una tasa que excede la capacidad
de infiltración, el agua comienza a estancarse y se
produce la escorrentía sobre la superficie de la
tierra, una vez que la cuenca de almacenamiento
está llena. Esta escorrentía se conoce como flujo
terrestre hortoniano. El sistema hidrológico
completo de una línea divisoria de aguas se
analiza a veces usando modelos de transporte
hidrológicos,
modelos
matemáticos
que
consideran la infiltración, la escorrentía y el flujo
de canal para predecir las tasas de flujo del río y
la calidad del agua de la corriente.

3. El hietograma es un grafico que permite conocer la precipitación de un lugar a través del tiempo de la tormenta y la forma
gráfica de representar la lluvia incremental, por lo tanto se presenta como un diagrama de barras. Así la figura 1 muestra
una lluvia incremental.
Este hietograma de diseño reflejará la distribución de las
precipitaciones producidas a lo largo de las 5 horas más
lluviosas que se pueden producir en ese punto con un periodo
de retorno de 100 años.
Para esto existen diversos procedimientos, varios de ellos se
basan en las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia. Vamos a
ver el método de bloques alternos (alternaling blok method,
chow et al. 1994)
.
Elegimos la curva Intensidad-Duración correspondiente al
periodo retorno deseado, o una ecuación que refleje dicha
curva. En cualquiera de los casos, podremos leer gráficamente
u obtener la ecuación la intensidad de precipitación para
diversos incrementos de tiempo.

4. Para precipitaciones reales se obtiene de un pluviógrafo, aunque estos cálculos no suelen realizarse con una precipitación
que ya sucedió sino con intensidades de precipitación calculadas estadísticamente ("precipitaciones de diseño"), Su
distribución en el tiempo la forma del hietograma puede calcularse o puede estar catalogada previamente dependiendo de la
zona geográfica.
Supongamos que queremos confeccionar un hietograma de
un aguacero de 3 horas y media, con incrementos de tiempo
de 30 minutos. Se trata por tanto de 210 minutos repartidos en
7 intervalos de 7 minutos.
La figura 1 representa una curva Intensidad-Duración para un
retorno de 100 años. En ella hemos leído los valores de
intensidad (mm/h) que aparecen en las dos primeras
columnas de esta tabla:
En la 3era columna calculamos la precipitación caída en cada
intervalo. Para 30 minutos: si en 0,5 horas llovió con una
intensidad de 37,2 mm/hora, en media hora se recogió 0,5 –
37,2. Analógicamente para todos los intervalos, hasta 210
minutos (3,5 horas).
Para calcular la última columna (ΔP) a partir de la
anterior, debemos suponer que dentro de los 60
min. Más lluviosos se encuentran los 30 min, más
lluviosos y razonamos así:
En los 60 min más lluviosos cayeron 24,5 mm.
Si (dentro de los 60 min anteriores) en los 30 min
más lluviosos cayeron 18,6 mm, en los restantes
30 min: 24,5-18,6=5,9mm.
Analógicamente, calculamos el resto de la última
columna, obteniendo la precipitación caída en
incrementos de 30 minutos (es el intervalo elegidos
en este ejemplo), en orden decreciente

5. Para obtener el hietograma (Figura 2) con los valores de la
última columna se procede así:
En el centro se coloca la precipitación registrada en los 30 min
más lluviosos. A su derecha, se coloca la precipitación registrada
en el 2º intervalo más lluvioso. A la izquierda, registrada en el 3er
intervalo más lluvioso, a la derecha el 4º, etc.
Si se dispone de hietogramas reales de la región, será
aconsejado redistribuir los bloques, si observamos por
ejemplo, que el máximo suele producirse en el primer tercio de
la tormenta.
Si deseamos un hietograma expresado en Intensidades (mm/h)
y los intervalos utilizados son de m minutos, habría que
multiplicar la altura de cada bloque por 60/m.
Se
puede
realizar
ligeramente
simplificado
(Ferrer, 1993), consiguiendo u hietograma simétrico, operando
del siguiente modo:
A partir de la curva Intensidad-Duración (fig. 1) leemos los
valores que aparecen anotados en las primeras columnas de
esta tabla:
Suponemos que los 30 minutos más lluviosos están
englobados y en el centro de los 90 minutos más lluviosos; por
lo tanto, a la precipitación de los 90 minutos más lluviosos le
restamos la de los 30 minutos centrales y dividimos esa
diferencia por 2 (un intervalo de 30 minutos a cada lado).
Estos cálculos aparecen en la última columna de la tabla, y el
hietograma resultante es el de la figura 3.
Bajo el hietograma se indican los intervalos del
mismo que corresponden a las lecturas realizadas
sobre la curva Intensidad-Duración de la figura 1.
Con ambos métodos hemos generado un
hietograma de precipitación total, y para calcular el
hietograma que generaría, es necesario evaluar
previamente la precipitación neta.

6. Es un gráfico que muestra la variación en el tiempo de
alguna información hidrológica tal como: nivel de
caudal, carga de sedimentos para un río, arroyo, bien
típicamente representa el caudal frente al tiempo; esto es
equivalente a decir que es el gráfico de la descarga (L3/T) de
un flujo en función del tiempo. Éstos pueden ser hidrogramas
de tormenta e hidrogramas anuales, los que su vez se
dividen en perennes y en intermitentes.
El hidrograma representa la variación de las descargas de
una corriente con respecto al tiempo, en una sección
determinada del curso de agua.
Las ordenadas del hidrograma son gastos instantáneos
(m3/s, l/s y pies3/s) y las abscisas corresponden al tiempo
(minutos, horas, días, meses o años.
El área bajo la curva del hidrograma (es decir su integral)
representa un volumen cuando la ordenada se expresa en
términos de gasto, como por ejemplo m3s.
Los factores que influyen en la forma del hidrograma
son: Magnitud de precipitación, duración de la tormenta,
área de la cuenca, forma de la cuenca, capacidad de
almacenaje de la cuenca topografía, cobertura vegetal,
tipo de suelo, entre otros.
Hidrograma unitario
El Método del hidrograma unitario es uno de los métodos
utilizados en hidrología, para la determinación del caudal
producido por una precipitación en una determinada
cuenca hidrográfica.
Un hidrograma unitario es un hidrograma (Q = f (t))
resultante de un escurrimiento correspondiente a un
volumen unitario (1 cm, mm, plg,... de lluvia por la cuenca)
proveniente de una lluvia con una determinada duración y
determinadas características de distribución en la cuenca
hidrográfica. Se admite que los hidrogramas de otras
lluvias de duración y distribución semejantes presentarán
el mismo tiempo de base, y con ordenadas de caudales
proporcionales al volumen de fluido.

7. Hidrograma
unitario
Lluvia
escorrentía
Limnigramas
En cuencas
con datos de
precipitación
y caudal
Metodo racional
Hidrograma unitario triangular
En cuencas sin datos de
caudal
Transposicion de hidrogramas unitarios
Hidrograma unitario instantaneo

8. El índice de infiltración o capacidad media de infiltración es
Para obtener el índice ø se procede por tanteos
utilizado para calcular el escurrimiento en grandes áreas, donde
suponiendo valores de él y deduciendo la lluvia en
sería difícil aplicar la curva de capacidad de infiltración. Este es
exceso del hietograma de la tormenta. Cuando esta
equivalente a la velocidad media de infiltración.
lluvia en exceso sea igual a la registrada por el
El índice de infiltración media (Figura 4) está basado en la
hidrograma, se conocerá el valor de ø.
hipótesis de que para una tormenta con determinadas
Según la Figura 4, el valor correcto de ø se tendrá
condiciones iniciales la cantidad de recarga en la cuenca
cuando:
permanece constante a través de toda la duración de la
tormenta. Así, si se conoce el hietograma y el hidrograma de la
tormenta, el índice de la infiltración media, ø, es la intensidad de
lluvia sobre la cual, el volumen de lluvia es igual al del
escurrimiento directo observado o lluvia en exceso.
Donde:
= lluvia en exceso en el intervalo de tiempo
deducido del hietograma ø de la tormenta
he = lluvia en exceso deducida del volumen
de escurrimiento directo (Ved) entre el área
de la cuenca (A).

9. Si se tiene una serie de tormentas sucesivas en una cuenca
pequeña
y se dispone del hietograma e hidrograma
correspondientes, es posible obtener la curva de la capacidad
de infiltración aplicando el criterio de Horner y Lloys.
Del hietograma para cada tormenta, se obtiene la altura de
lluvia hp y según el hidrograma, la lluvia en exceso, he, a que
dio lugar. A continuación se calcula el volumen de infiltración F,
expresado en lámina de agua, que es:
En la ecuación anterior hf debe dividirse entre el tiempo
promedio en que ocurre la infiltración en toda la cuenca.
En este criterio se acepta que la infiltración media se inicia
cuando empieza la lluvia en exceso y continúa durante un
lapso después de que ésta termina. En este momento, si
la tormenta cubre toda el área, la infiltración continúa en
forma de capacidad e irá disminuyendo conforme el área
de
Según lo anterior, el tiempo promedio en el que ocurre la
capacidad de infiltración se expresa como:
detección
del
escurrimiento
disminuye.
Horton
considera que el periodo equivalente durante el cual el
mismo volumen de infiltración pasa, desde que la lluvia en
exceso finaliza hasta que cesa el flujo sobre tierra, se
puede detectar al analizar el hidrograma correspondiente.
Donde:
t = duración de la infiltración (h)
De = duración de la lluvia en exceso (h)
Δ t = periodo desde que termina la lluvia en exceso
hasta que seca el flujo sobre tierra (h)
Por lo tanto, la capacidad de infiltración media será:
f = hf / t
Donde:
hf = altura de infiltración media (mm)
t = duración de la infiltración (h)
El trabajar con la curva de capacidad de infiltración es
complicado, se toma un valor medio de infiltración y se
supone que es un valor constante. Esto es válido
cuando el objetivo es determinar la precipitación en
exceso para la determinación de crecidas, donde la
magnitud de la intensidad de precipitación
normalmente es muy superior a la capacidad de
infiltración, y donde la distribución de los excesos se
afectan levemente al considerarla constante en el
período.

10. El modelo de horton, permite simular la curva de infiltración del suelo. Es un modelo de tipo empírico, que se basa en
conceptos simplificados que permiten expresar la capacidad de infiltración como una función del tiempo, de constantes
empíricas y parámetros del suelo.
Una de las primeras ecuaciones de infiltración fue desarrollada por Horton en1939, quien a partir de experimentos de
campo, estableció, para el caso de un suelo sometido a una precipitación con intensidad siempre superior a la
capacidad de infiltración, una relación empírica para representar el declive de la infiltración con el tiempo puede ser
presentada de la siguiente forma:
K.t
F= fc + (fo-fc).e
Donde:
F: es la capacidad de infiltración en el tiempo t.
Fo: es la capacidad de infiltración en el tiempo igual a cero
Fc: es la capacidad de infiltración constante.
K: parámetro del suelo que controla el decrecimiento de la capacidad de infiltración.

11. http://www.upct.es/~minaeees/hidrologia.
http://212.128.130.23/eduCommons/cienciasexperimentales/hidrologia/contenidos/06.Hidrologia_%20superficial_3.
http://www.slideshare.net/Panije/hidrogramas
http://www.geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/INFIL.ht
m
http://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%200
4%20-%20Infiltracion.