Escurrimiento Grupo: 07 Integrantes: Randy Bruno

Presentación del tema: "Escurrimiento Grupo: 07 Integrantes: Randy Bruno"— Transcripción de la presentación:

1 Escurrimiento Grupo: 07 Integrantes: Randy Bruno 1-09-2813
Alexis Fernandez Kelvi Peña Amauris Lopez

2 Escurrimiento El escurrimiento es la parte de la precipitación que aparece en las corrientes fluviales superficiales, perennes, intermitentes o efímeras, y que regresa al mar o a los cuerpos de agua interiores. Dicho de otra manera, es el deslizamiento virgen del agua, que no ha sido afectado por obras artificiales hechas por el hombre.

3 Ciclo del escurrimiento

4 El estudio del escurrimiento de los ríos como parte del ciclo hidrológico, incluye la distribución del agua y su trayectoria desde que se precipita sobre la tierra hasta que alcanza la red hidrográfica o vuelve directamente a la atmósfera a través de la evapotranspiración. La distribución del volumen total de agua caída durante una precipitación dada, depende tanto de las características y condiciones físicas -naturales o artificiales- de la cuenca, como de las características de la propia precipitación.

5 Al comienzo de una precipitación fuerte, una gran cantidad de agua es interceptada por la vegetación; el agua así almacenada sobre la superficie de la capa vegetal se encuentra muy expuesta al viento y ofrece una enorme área de evaporación, de tal forma que las precipitaciones de corta duración y poca intensidad pueden llegar a ser completamente consumidas por la intercepción de las plantas, por la pequeña cantidad de agua que se infiltra a través del suelo y por el agua que llena los charcos y pequeñas depresiones de la superficie del suelo.

6 Para que el agua llegue a infiltrarse, la superficie del suelo debe presentar una serie de condiciones adecuadas. Cuando a lo largo de una precipitación, el poder de intercepción y de almacenamiento en la superficie del suelo han sido ya agotados, y cuando la precipitación es tal que su intensidad excede la capacidad de infiltración del suelo, comienza ya el escurrimiento superficial propiamente dicho.

7 Tipos de escurrimiento o escorrentía

8 Factores que afectan al escurrimiento
Los factores que afectan al escurrimiento se refieren a las características del terreno (cuencas hidrográficas), y se dividen en dos grandes grupos: los climáticos y los relacionados con la fisiografía.

9 Factores climáticos Son aquéllos que determinan, de la cantidad de agua precipitada, la destinada al escurrimiento. 1. Precipitación. Es el elemento climático de más importancia para el escurrimiento, debido a que depende de ella. Interesan varios aspectos de este elemento para el conocimiento del escurrimiento. A. Forma de precipitación. Si la precipitación es en forma líquida, el escurrimiento se presenta con relativa rapidez; si es en forma sólida no hay ningún efecto, a menos que la temperatura permita la rápida licuefacción. b) Intensidad de la precipitación. Cuando la precipitación es suficiente para exceder la capacidad de infiltración del suelo, se presenta el escurrimiento superficial y cualquier aumento en la intensidad repercute rápidamente en dicho escurrimiento. c) Duración de la precipitación. Entre más dure la precipitación mayor será el escurrimiento, independientemente de su intensidad. d) Distribución de la precipitación en el espacio. Generalmente la lluvia nunca abarca toda la superficie de la cuenca.

10 Factores fisiográficos
Se relacionan por una parte con la forma y características físicas del terreno y por la otra con los canales que forman el sistema fluvial.

11 Hidrograma de escurrimiento

12 Es una gráfica que nos muestra la descarga, caudal o gasto de un río en función del tiempo. Durante un período de sequía la descarga estará compuesta enteramente de contribuciones subterráneas, como se observa en la Figura. A medida que el río o arroyo drena agua de la reserva subterránea, el nivel freático decae, dejando cada vez menos agua para alimentarlo. Si no hay una recarga del agua subterránea, el escurrimiento será cero.

13 El escurrimiento va a depender de la topografía, el clima, la geología y el tipo de suelo. El flujo base del escurrimiento decrece en un período de sequía debido a que el agua subterránea se drena hacia el río o arroyo, y así el nivel freático desciende. La recesión del flujo base es igual: Q = Q0 e –at Donde: Q = flujo al mismo tiempo t después de que la recesión empezó (ft3/s o m3/s) Q0 = flujo al inicio de la recesión (ft3/s o m3/s) a = constante de recesión para la cuenca ( d-1) t = tiempo desde que la recesión empieza (d)

14 método del 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. Si fuera posible que se produjeran dos lluvias idénticas sobre una cuenca hidrográfica cuyas condiciones antes de la precipitación también fueran idénticas, sería de esperarse que los hidrogramas correspondientes a las dos lluvias también fueran iguales. Esta es la base del concepto de hidrograma unitario. En la realidad es muy difícil que ocurran lluvias idénticas, esta pueden variar su duración, el volumen precipitado, su distribución espacial y su intensidad.

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16 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 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. Se puede construir un hidrograma unitario a partir de los datos de precipitación y de caudales referentes a una lluvia de intensidad razonablemente uniforme y sin implicaciones resultantes de lluvias anteriores o posteriores. El primer paso es la separación del escurrimiento subterráneo del escurrimiento superficial directo. Se calcula el volumen de fluido (representada por el área ABCD de la figura) y se determinan las ordenadas del hidrograma unitario dividiendo las ordenadas del hidrograma directo, por la altura de escurrimiento distribuido sobre la cuenca, hdistribuido, expresado en cm.

17 El hidrograma unitario resultante corresponde al volumen de un centímetro de escurrimiento. El paso final es la selección de la duración específica de una lluvia, con base en el análisis de los datos de la precipitación. Períodos de baja intensidad de precipitación en el comienzo y al final de la lluvia deben ser despreciados, ya que no contribuyen sustancialmente al escurrimiento.

18 Cálculo del volumen de escurrimiento

19 Estimación de los escurrimientos
El cálculo de los escurrimientos superficiales se considera para dos objetivos: 1- El Escurrimiento medio, que sirve para estimar el volumen de agua por almacenar o retener  2- Los Escurrimientos máximos necesarios para el Diseño de obras de conservación suelos.

20 Estimación del volumen medio
Para calcular el escurrimiento medio o volumen 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, de tal manera que la fórmula a utilizar es la siguiente: Vm = A C Pm

21 Donde: Vm= Volumen medio que puede escurrir (miles de m3). A= Area de la cuenca (km2) C= Coeficiente de escurrimiento que generalmente varías de 0.1 a 1.0. Pm= Precipitación media (mm)

22 Procedimiento: 1)Se obtienen el área de la cuenca en hetarea o Km2 con planos topográficos, fotografías aéreas, o medición directa en el campo. 2)Se obtiene el valor del coeficiente de escurrimiento (C) de acuerdo a las características de las cuencas y al uso del suelo. Cuando la cuenca o 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 de C para aplicarlo en la fórmula.

23 Valores de coeficientes de escurrimientos C para el cálculo de los Escurrimientos
Vegetación Topografia Textura Del Suelo Gruesa Media Fina Bosques Plano(0-5%) Ondulado(6-10%) Escarpado(11-30%) 0.10 0.25 0.30 0.35 0.50 0.40 0.60 Pastizales 0.22 0.36 0.42 0.55 Terreno Cultivados 0.52 0.72 0.70 0.82

24 Metodos Racionales y otros metodos

25 Descripcion de metodo racional
El método Racional es una descripción muy simple del proceso lluvia–escurrimiento, en la cual los efectos de la lluvia y del área de cuenca son tomados explícitamente y los efectos de las condiciones físicas de la cuenca se toman en cuenta de manera indirecta a través del Tc y del valor de C. La infiltración y otras pérdidas no se consideran de una manera física real, sino indirecta global en el coeficiente de escurrimiento C.

26 Método racional Este método requiere de datos pluviográficos para obtener escurrimientos máximos en una cuenca pequeña y se basa en la aplicación de la siguiente fórmula: Q = CIA Donde Q= Escurrimiento máximo m3/seg. C= Coeficiente de escurrimiento, que varia de 0.1 – 1.0 de acuerdo con las características propias de la cuenca. I= Intensidad de la lluvia para una frecuencia o período de retorno dado. Este valor se expresa en cm/hora. A= Área de la cuenca en ha. 0.028= constante numérica resultante de las unidades en que se expresan las variables

27 Para aplicar este método, es necesario, determinar cada uno de los factores que intervienen en la fórmula, y para lograrlo se siguen los siguientes pasos: 1.- Se obtienen el área de la cuenca en hectáreas a partir de planos topográficos, fotografíasaéreas, o medición directa en el campo. 2.- Se obtiene el valor del coeficiente de escurrimiento (C) de acuerdo a las características de la cuenca y al uso del suelo, como se realizó en el método anterior: 3.- Se determina el tiempo de concentración (Tc) de la cuenca que aporta escurrimiento, hasta elsitio donde se pretende realizar la obra de conservación de suelos

28 Método Racional Modificado
Para estimar Escurrimientos máximos. La modificación del método racional consiste en utilizar los valores de lluvia máxima en 24 horas para diferentes períodos de retorno, en lugar del valor de intensidad, de tal manera que la fórmula queda de la forma siguiente: Q = C L A

29 Donde: Q= Escurrimiento máximo en m3/seg 0.028= constante numérica resultante de las unidades en que se expresen las variables C= Coeficiente de escurrimiento que varía de 0.1 a 1 de acuerdo con las características dela cuenca. L= Lluvia máxima en 24 horas para un período de retorno dado. Este valor se expresa en cm. A= Área de la cuenca en ha. Es importante considerar que para el caso más crítico, la lluvia reportada en 24 horas, se puede presentar en una hora. Por tal razón, este valor se debe expresar en cm/hora.

30 Método del Servicio de Conservación de Suelo de los Estados Unidos
El método del Servicio de Conservación de Suelos para estimar el escurrimiento medio y máximo causado por una lluvia, está basado en las investigaciones y metodologías desarrolladas por los hidrólogos del SCS en los últimos 30 años. La ventaja de este método es poder predecir el escurrimiento basado en datos de precipitación y características de los suelos, donde no existan aforo de corrientes o datos hidrometeorológicos, que en general, son las áreas donde se realizan las obras de conservación del suelo y del agua.

31 El método se puede resumir y expresarlo matemáticamente mediante la siguiente fórmula:
Q= Donde: Q= escurrimiento medio en mm. P= precipitación por evento en mm S= Retención máxima potencial en mm. La retención máxima potencial se puede obtener en base a la siguiente relación empírica: S=

32 Donde: S= Retención máxima potencial en mm. CN= Curva numérica adimensional. Estas curvas numéricas son una representación general de los coeficientes de escurrimiento yfueron obtenidas por el SCS basados en la observación de hidrogramas procedentes de variastormentas en diferentes áreas de los Estados Unidos.

33 Método de huellas máximas

34 Descripcion Tiene la ventaja de no requerir de datos de precipitación y se recomienda en cárcavas donde se observe claramente las huellas dejadas por los escurrimientos máximos que se hayan presentado. Para calcular los escurrimientos máximos por este método se utiliza la formula siguiente: Q = A V Donde: Q: Escurrimiento máximo m3/seg A: Área hidráulica de la sección en m2  V: Velocidad del flujo (m/seg)

35 Cálculo del área hidráulica en cárcavas con taludes verticales y sección transversal en forma de U:
Con una cinta se mide la longitud (L) que existe entre las huellas máximas, en la sección de lacárcava para determinar la altura de los trapecios (H) a1, a2, a3, a4y a5, son las ordenadas de los trapecios.

36 El área de la sección transversal se determina mediante la siguiente fórmula:

37 Cálculo del área hidráulica en cárcavas con taludes inclinados y sección transversal en forma de V:
El área se calcula aplicando la fórmula siguiente: A=

38 Donde: A= área de la sección transversal en m2 H= altura en m a= las ordenadas m Para calcular la velocidad de flujo o de la corriente, se utiliza la fórmula de Manning V= R = A/PR : es el radio hidráulico en m. A: es el área hidráulica en m2 P: es el perímetro de mojado en m. S: es la pendiente hidráulica en m/m. n: es el coeficiente de rugosidad adimensional. V: es la velocidad en m/s

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