escorrentia 2015
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UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD PERUANA LOS PERUANA LOS
ANDESANDES
FACULTAD: INGENIERÍA CIVILFACULTAD: INGENIERÍA CIVIL
CURSO: HIDROLOGÍACURSO: HIDROLOGÍA
Ing. Juan José Bullón Rosas
N os gustaría pensar que e l agua de l p laneta es inagotab le
pero ...
... el agua du lce se r enueva por la l luv ia que cae a un r i tmo de 40.000 a 50.000
k i lómet r os cúbicos al año
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. 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
Escorrentía
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
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
Componentes escorrentía Escorrentía superficial Escorrentía subsuperficial (o intermedia)
RápidaLenta
Escorrentía subterránea Precipitación directa sobre cauces
Precipitación total
Abstracción Inicial+
Evapotranspiración
Infiltración
Escorrentía Superficial
(= Precipitaciónen Exceso)
Escorrentía Subsuperficial
Percolación Profunda
Flujo Interm.Rápido
Flujo Interm.Lento
Escorrentía Subterránea
Flujo base
Escorrentía Directa
EscorrentíaTotal
Régimen hidrológico
Según origen escorrentíaRegímenes simples
○ Glacial○ Nival○ Pluvial
Regímenes Mixtos○ Nivo-glacial, pluvio-nival, y otras creativas
combinaciones
Régimen hidrológico
Según tipo de hidrogramaRégimen perenne o de flujo contínuo
(climas húmedos)Régimen efímero (climas secos)
Efectos inesperados de la escorrentia...
http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3
Segunda fase
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
Tercera fase
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
Cuarta fase
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
Escorrentía
Relación entre área de origen y profundidad de la lluvia para una cuenca muestra.Fuente: Humborg 1989
5.1. Métodos volumétricos
Forma más sencilla
Calcular los caudales pequeños
Es la medición directa del tiempo que se tarda en llenar un recipiente de
volumen conocido.
5.2. Métodos velocidad/superficie
Un molinete mide la velocidad en un único punto y para calcular la corriente
total hacen falta varias mediciones.
MOLINETE
El procedimiento consiste en medir y en trazar sobre papel cuadriculado la
sección transversal de la corriente e imaginar que se divide en franjas de igual
ancho.
1 2 3 4 5 6 7 8
Sección
Velocidad del caudal(m/s)
Profundidad(m)
Ancho(m)
Área(m2)5x6
Caudal(m³/s)4x70,2D 0,8D Media
1 - - 0,5 1,3 2,0 2,6 1,30
2 0,8 0,6 0,7 1,7 1,0 1,7 1,19
3 0,9 0,6 0,75 2,0 1,0 2,0 1,50
4 1,1 0,7 0,9 2,2 1,0 2,2 1,98
5 1,0 0,6 0,8 1,8 1,0 1,8 1,44
6 0,9 0,6 0,75 1,4 1,0 1,4 1,05
7 - - 0,55 0,7 2,0 1,4 0,77
TOTAL 9,23
D es la profundidad de la corriente en el punto medio de
cada sección.
5.3. Método Manning
donde:
A = Área mojada (área de la sección del flujo de agua), en m2, función del tirante hidráulico h
R = Radio hidráulico, en m, función del tirante hidráulico h P = Perímetro mojado, en m, función del tirante hidráulico h n = Un parámetro que depende de la rugosidad de la pared, su valor varía entre 0,01 para paredes muy pulidas (p.e., plástico) y 0,06 para ríos con fondo muy irregular y con vegetación. V = Velocidad media del agua en m/s, que es función del tirante hidráulico h Q = Caudal del agua en m3/s, en función del tirante hidráulico h S = la pendiente de la línea de agua en m/m
a) Canales sin vegetaciónSección transversal uniforme, alineación regular sin guijarros ni vegetación, en suelos sedimentarios finos
0,016
Sección transversal uniforme, alineación regular, sin guijarros ni vegetación, con suelos de arcilla duros u horizontes endurecidos
0,018
Sección transversal uniforme, alineación regular, con pocos guijarros, escasa vegetación, en tierra franca arcillosa
0,020
Pequeñas variaciones en la sección transversal, alineación bastante regular, pocas piedras, hierba fina en las orillas, en suelos arenosos y arcillosos, y también en canales recién limpiados y rastrillados
0,0225
Alineación irregular, con ondulaciones en el fondo, en suelo de grava o esquistos arcillosos, con orillas irregulares o vegetación
0,025
Sección transversal y alineación irregulares, rocas dispersas y grava suelta en el fondo, o con considerable vegetación en los márgenes inclinados, o en un material de grava de hasta 150 mm de diámetro
0,030
Canales irregulares erosionados, o canales abiertos en la roca 0,030
(b) Canales con vegetación
Gramíneas cortas (50-150 mm) 0,030-0,060
Gramíneas medias (150-250 mm) 0,030-0,085
Gramíneas largas (250-600 mm) 0,040-0,150
(c) Canales de corriente naturalLimpios y rectos 0,025-0,030
Sinuosos, con embalses y bajos 0,033-0,040
Con muchas hierbas altas, sinuosos 0,075-0,150
Valores del coeficiente n de rugosidad de Manning