Hidrología General: Estimación del Escurrimiento Superficial, Apuntes de Matemáticas

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HIDROLOGIA GENERAL

LOGRO DE UNIDAD

Al finalizar la unidad, el estudiante formula un

informe técnico descriptivo sobre la estimación del

escurrimiento superficial, aplicado a un curso

natural de agua en una cuenca hidrográfica

conocida, con criterios de coherencia y calidad.

LOGRO DE SESIÓN

Al finalizar la sesión, el estudiante aplica el método del

correntómetro, de los flotadores, de los vertederos, de los

linnímetros que permite determinar el caudal de un río o un

canal debido el escurrimiento, para el diseño de una obra

hidráulica.

TIPOS DE ESCURRIMIENTO

Escurrimiento superficial (Q). Es el que proviene de la precipitación no infiltrada y que escurre sobre la superficie del suelo. El efecto sobre el escurrimiento total es inmediato, y existirá durante la tormenta e inmediatamente después de que esta termine. Escurrimiento subsuperficial (Qs). Es el que proviene de una parte de la precipitación infiltrada. El efecto sobre el escurrimiento total puede ser inmediato o retardado. Escurrimiento subterráneo (Qg). Es el que proviene del agua subterránea, la cual es recargada por la parte de la precipitación que se infiltra, una vez que el suelo se ha saturado.

Con base en la forma en que contribuyen al escurrimiento total, el escurrimiento se clasifica en escurrimiento directo cuando su efecto es inmediato, y escurrimiento base si su efecto es retardado. Las precipitaciones no necesariamente producen escurrimiento superficial y en algunos casos, escurrimiento subterráneo. Esto depende de una serie de factores.

FACTORES QUE AFECTAN EL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL

Factores meteorológicos Se consideran la forma, el tipo, la duración y la intensidad de la precipitación, la dirección y la velocidad de la tormenta y la distribución de la lluvia en la cuenca.

• Intensidad de precipitación. Cuando la intensidad de lluvia excede a la capacidad de infiltración del suelo, se presenta el escurrimiento superficial. Ante el aumento de la intensidad de las lluvias, se producen aumento en el caudal de del río.
• Duración de la precipitación. La capacidad de infiltración del suelo disminuye durante la precipitación, por lo que el escurrimiento superficial aumentará, si la lluvia es duradera, aunque sea de poca intensidad.

• Distribución de la lluvia en la cuenca. En cuencas de gran extensión, la distribución difícilmente será uniforme y con la misma intensidad en toda el área de la cuenca. Si la distribución se concentra en la parte baja de la cuenca, allí se producirán los mayores caudales.
• Dirección y velocidad de la tormenta. En general, las tormentas que se mueven en el sentido de la corriente, producen caudales mayores, que las que desplazan hacia la parte alta de la cuenca.

• Forma de la cuenca. Se debe tener en cuenta el factor de

forma, el que expresa la relación entre el ancho promedio y la

longitud de la cuenca, medida desde el punto más alejado

hasta la descarga. El ancho promedio se obtiene dividiendo el

área de la cuenca entre su longitud. Para cuencas muy anchas

y con salidas hacia los lados, el factor de forma puede ser

mayor que uno. Las cuencas extensas y en el sentido de la

corriente, el factor de forma puede ser menor a uno. El otro

factor es el coeficiente de compacidad, que es la relación

entre el perímetro de la cuenca y la circunferencia de un

circulo con igual superficie que el de la cuenca.

• Elevación de la cuenca. 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, influye mucho en la dirección del escurrimiento, sobre el suelo y los cauces naturales, afectando notablemente las descargas.

MEDICIÓN DEL ESCURRIMIENTO (AFOROS)

La hidrometría, es la rama de la hidrología que estudia la medición del escurrimiento. Para este mismo fin, es usual emplear, como dijimos, el término aforo. Aforar una corriente, significa determinar a través de mediciones, el caudal que pasa por una sección dada y en un momento dado.

Aforos con Correntómetros (molinetes) El correntómetro mide la velocidad del agua en los puntos de medición de una sección de control. Es el método más utilizado para aforar corrientes naturales. Hay dos tipos de correntómetros, de hélice y rueda de copas. P = (^)  pi * Pi Este método estima la velocidad del agua por medio del correntómetro, que mide la velocidad en un punto dado de una sección de agua.