INFILTRACIÓN DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA
Enviado por Fernando Inturias • 15 de Mayo de 2016 • Informe • 1.530 Palabras (7 Páginas) • 389 Visitas
CAP. 4 INFILTRACIÓN DE UNA CUENCA HIDROGRÁFICA
- INTRODUCCIÓN
La infiltración es el movimiento descendente del agua desde la superficie de la tierra hasta alcanzar el nivel freático de las aguas subterráneas.
- TASA DE INFILTRACIÓN
Es la cantidad de agua que se infiltra y continúa hasta después que deja de llover
- EXCESO DE PRECIPITACIÓN
Se llama así a la parte de precipitación que escurre sobre la superficie del suelo; esto se dá solo si la intensidad de precipitación es > o igual a la tasa de infiltración.
El transportre del agua se dá a través de los poros; la humedad del suelo evita el pasaje o movimiento del agua hacia el interior del suelo, además las gotas mismas de la lluvia provocan que las partículas finas del suelo tapen los poros cuando el suelo está desnudo o sea sin cobertura vegetal, lo cual, puede causar la erosión y compactación del suelo. Otro aspecto a considerar es el movimiento del agua a través de los sustratos u horizontes del suelo, el cual depende de la permeabilidad del suelo o conductividad hidráulica. Otro aspecto de la infiltración, es que, el suelo puede almacenar agua hasta cierto límite (como la esponja), momento en el cual el suelo está saturado.
- METODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA INFILTRACIÓN
Uno de los factores más importantes en la relación precipitación – escorrentía, es la infiltración. En el análisis hidrológico, laa infiltración es estimada por varios procedimientos. A continuación se presentan los métodos más usados.
- FÓRMULA DE HORTON
Esta fórmula se puede representar en la siguiente gráfica:
[pic 1]
La ecuación de Horton queda dada por:
F = fc + (fo - fc) e-k*t
Donde:
f = tasa de infiltración instantánea en el tiempo t
fo = tasa de infiltración inicial en el tiempo 0 (cero)
fc = tasa de infiltración constante o en estado de equilibrio
k = constante propia del suelo
t = tiempo medido desde el comienzo de la lluvia
e = base del logaritmo natural, igual a 2.7182…
La ecuación puede ser desarrollada en base a información de simuladores de lluvia o con el análisis de hidrogramas que se derivan de los simuladores de lluvia.
- ÍNDICE O COEFICIENTE Φ
Es otro método para calcular la infiltración potencial. Se utiliza para calcular la precipitación efectiva o la escorrentía, considerando una tasa de infiltración promedio. Por tanto, el índice Φ es iguel a la tasa media o promedio de precipitación, por encima de la cual, la tasa de escorrentía es igual a la tasa de exceso de precipitación. Puede ser determinada para para una cuenca dada y su correspondiente escorrentía. El coeficiente Φ puede representarse como se indica en la siguiente figura:
[pic 2]
Ejemplo; Se tiene un evento lluvioso de 6 horas de duración, que tiene el siguiente hietograma observado. Calcule el coeficiente de infiltración Φ, y el coeficiente de escurrimiento (Ce) para dicha tormenta, ocurrida en la cuenca dada. Los datos de este evento se indican en la gráfica de precipitación (hietograma) y en la tabla de escurrimiento que se presentan a continuación:
Hietograma de la lluvia[pic 3]
Cuadro 1.19 Escorrentía producida por la lluvia de diseño
Interv. t Δt, hr | Prec. mm | Prec. Acum. mm | Prec. Acum. Correg., mm | Q Acum mm | Q esc. mm |
0 – 1 1 – 2 2 – 3 3 – 4 4 – 5 5 – 6 | 5.08 10.16 38.10 25.40 12.7 5.08 | . . . | . . . | . . . | 0 3.1*10-5 19.7 19.5 10.7 4.3 |
96,52 | 54.2 |
2.2.1 Cálculo del índice φ
Puede calcularse considerando la siguiente fórmula:
[pic 4]
Donde rd es la escorrentía directa (en mm, cm , etc.) sobre la cuenca, que es igual al exceso de precipitación. Rm es la precipitación (en mm, cm , etc.) que se observa en el intervalo de tiempo m. La tasa del índice φ, y M, que es el número de intervalos de tiempo o de pulsos de exceso de precipitación, se encuentran por el método del ensayo y error. Entonces, empleando el método de ensayo y error, y con los datos h tot esc = 54.2 mm (véase cuadro anterior) y Δt = 1 hr, se tiene:
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