Balance Hidrico

Cálculo del balance hídrico del suelo

Edgar José Alvarado Rivas -edgar240476@hotmail.com

1. Resumen

2. Parámetros básicos del balance hídrico

3. Cálculo del balance hídrico

4. Bibliografía

RESUMEN

Se realizó un balance hídrico del suelo en una estación climática hipotética, con la finalidad de ilustrar la metodología seguida por muchos autores que requieren en sus estudios de algunos resultados del balance hídrico. En vista de que el cálculo del balance hídrico requiere de la aplicación de la ficha hídrica, fue necesario estimar los parámetros contemplados dentro de esta, los cuales son: precipitación (cm), temperatura (ºC), evapotranspiración potencial (cm) y capacidad de almacenamiento del suelo (cm). Los valores de precipitación y temperatura por lo general se obtienen de los registros de la estación climática seleccionada, mientras que en el caso de la evapotranspiración potencial es necesario contar con el factor fotoperiodo y el índice calórico; finalmente para el caso de la capacidad de almacenamiento del suelo se asume un valor de 10 cm.

PARÁMETROS BÁSICOS DEL BALANCE HÍDRICO

El cálculo del balance hídrico esta basado en la aplicación de la ficha hídrica, la cual contempla varios parámetros, tal como se muestra en la siguiente figura:

Figura Nº 1: Modelo de una ficha hídrica.

Parámetros E F M A M J J A S O N D T

1. Pp media (cm)

2. Temp. Media (ºC)

3. E.T.P. corregida (cm)

4. Reserva (cm)

5. Variación de la reserva

6. Déficit de agua

7. Exceso de agua

8. E.T.R. (cm)

9. Escurrimiento

10. Coeficiente de Humedad

Cálculo de la E.T.P (cm)

A. Índice calórico

B. E.T.P sin corregir

C. Factor Fotoperiodo

Fuente: González y Romero, 2003.

A continuación se mostrará la forma de obtener cada uno de los parámetros contemplados dentro de la ficha hídrica.

1.- Precipitación (cm): Se necesitan registros mensuales de lluvia del sitio en el que se realizará el balance hídrico; a continuación se presenta registros mensuales de precipitación para el período 1970-2000 en una estación climática hipotética:

Cuadro Nº 1: Precipitación (cm). Período 1970-2000.

E F M A M J J A S O N D ∑

4,55 4,42 6,14 10,69 12,32 8,43 9,50 8,73 9,30 11,50 9,11 5,88 100,57

2.- Temperatura (ºC): En este caso también se requieren de datos mensuales de temperatura, tal como se muestra a continuación para el caso de la estación climática hipotética:

Cuadro Nº 2: Temperatura (ºC). Período 1970-2000.

E F M A M J J A S O N D μ

8,47 8,85 9,18 9,43 9,48 9,85 8,85 9,26 9,37 9,38 9,52 8,81 9,14

3.- Evapotranspiración potencial corregida (cm) ó ETP corregida (cm): Este parámetro se obtiene a través de la aplicación de la siguiente formula:

Evapotranspiración corregida en cm (ETP corregida):

ETP corregida: ETP sin corregir * Factor fotoperiodo.

Esta formula implica que ha de contarse con la ETP sin corregir de cada mes, por lo que adicionalmente se aplica la siguiente fórmula:

Evapotranspiración Potencial sin corregir en cm (ETP sin corregir):

Donde:

δ: 0,49239 + (0,’1792 * i) – ((7,71 * 10-5) * i2) + (6,50 * 10 -7) * i3

i: Índice calórico mensual

En vista de que se desconoce el índice calórico de cada mes, es necesario efectuar el cálculo de este, operando la siguiente formula:

Índice calórico mensual (i):

A continuación se muestra el cálculo del índice calórico mensual de acuerdo a la aplicación de la formula anterior:

Cuadro Nº 3: Índice calórico mensual.

E F M A M J J A S O N D ∑

2,22 2,37 2,50 2,61 2,63 2,50 3,37 2,54 2,58 2,59 2,65 2,36 30,92

Con los valores estimados del índice calórico mensual es posible estimar el valor de δ, tal como se muestra a continuación:

δ: 0,49239 + (0,1792 * 30,92) – ((7,71 * 10-5) * 30,922) + (6,50 * 10 -7) * 30,923 = 0,99

De esta manera al obtener el valor de δ y la sumatoria de cada índice calórico mensual, es posible aplicar la formula de la ETP sin corregir y hallar este parámetro, tal como se muestra a continuación:

Cuadro Nº 4: ETP sin corregir (cm)

E F M A M J J A S O N D ∑

4,34 4,53 4,70 4,82 4,85 4,70 4,53 4,74 4,79 4,80 4,87 4,51 56,18

Finalmente al calcular la ETP sin corregir es posible estimar la ETP corregida; para ello solo se requiere conocer el factor fotoperiodo, el cual es una constante que va a depender de la latitud del lugar. En el siguiente cuadro se muestra el factor fotoperiodo de cada mes, en un lugar de latitud norte y longitud occidental.

Cuadro Nº 5: Factor fotoperiodo

E F M A M J J A S O N D

1,01 0,92 1,03 1,03 1,07 1,05 1,07 1,06 1,02 1,02 0,98 1,00

El cálculo de la Evapoptranspiración corregida se muestra a continuación:

ETP enero = 4,34 * 1,01 = 4,38

ETP febrero = 4,53 * 0,92 = 4,17

ETP marzo = 4,70 * 1,03 = 4,84

ETP abril = 4,82 * 1,03 = 4,96

ETP mayo = 4,85 * 1,07 = 5,19

ETP junio = 4,70 * 1,05 = 4,93

ETP julio = 4,53 * 1,07 = 4,85

ETP agosto = 4,74 * 1,06 = 5,02

ETP septiembre = 4,79 * 1,02 = 4,88

ETP octubre = 4,80 * 1,02 = 4,89

ETP noviembre = 4,87 * 0,98 = 4,77

ETP diciembre = 4,51 * 1,00 = 4,51

Cuadro Nº 6: ETP corregida (cm)

E F M A M J J A S O N D ∑

4,38 4,17 4,84 4,96 5,19 4,93 4,85 5,02 4,88 4,89 4,77 4,51 57,39

4.- Capacidad de almacenamiento del suelo (reserva): En caso de que en el sitio donde se efectuará un balance hídrico no exista algún estudio de suelo, se asumirá una capacidad de almacenamiento de 10 cm, aunque lo ideal sería contar con el valor real de la capacidad de almacenamiento del suelo.

CÁLCULO DEL BALANCE HÍDRICO

El cálculo del balance hídrico se comienza a partir del mes siguiente al mes con mayor precipitación (clima húmedo), asumiéndose una capacidad de almacenamiento del suelo de 10 cm, el balance hídrico esta basado en los siguientes casos:

*Si el balance es mayor de 10, la reserva será 10, el resto

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