CAPÍTULO 5: Escorrentía 1. Concepto de Escorrentía 2. Tipos de escorrentía 3. Ciclo de...
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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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
2. Tipos 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
2. Tipos de escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
3. Ciclo de escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
3. Ciclo de escorrentía
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
Flujo sub te rrá ne o
Tercera fase
CAPÍTULO 5: Escorrentía
3. Ciclo de escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
3. Ciclo de escorrentía
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
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
CAPÍTULO 5: Escorrentía
4. Factores que influyen
• MeteorológicosMeteorológicos
• GeográficosGeográficos
• HidrogeológicosHidrogeológicos• BiológicosBiológicos
5.1. A partir de datos de aforos
5. Cálculo
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
P
PC n
PP
limC n
0P
CoeficientCoeficiente e instantáneinstantáneoo
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
• 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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
• NadalNadal
Estimación mediante tablasEstimación mediante tablas
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
• KelerKeler
Estimación mediante tablasEstimación mediante tablas
P
baC
Comparación con otras Comparación con otras cuencascuencas
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
Estimación directa: Método Estimación directa: Método del Número de Curvadel Número de Curva
• HipótesisHipótesis
P
P
S
F n S2.0P0
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
Estimación directa: Método Estimación directa: Método del Número de Curvadel Número de Curva
• ExpresiónExpresión
0
nn0
PP
P
S
PPP
P0 = In + Vds + If
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
Estimación directa: Método Estimación directa: Método del Número de Curvadel Número de Curva
• ExpresiónExpresión
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
CAPÍTULO 5: Escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
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
CAPÍTULO 5: Escorrentía
5. Cálculo
5.2. Coeficiente de escorrentía
Estimación directa: Método Estimación directa: Método de la Instrucción de de la Instrucción de CarreterasCarreteras
• ExpresiónExpresión
2
0d
0d0d
11PP
23PP1PPC