GF04

Vista previa del material en texto

1
4.- Ciclo hidrológico y procesos hidrológicos
Sistema cerrado: Ciclo Hidrológico Global
2
Sistema abierto: Ciclo Hidrológico Local
Vegetación
Evapotranspiración
Intercepción
Precipitación
Infiltración
Vegetación
Escorrentía
cortical Trascolación
superficie
Suelo / Regolita
Capa freática Cauce
Escorrentia
superficial
Exfiltración
Infiltración
Escorrentía
subsuperficial
Percolación
Cauce
3
- +Zona saturada
Zona de transición
Pr
of
un
di
da
d
H
um
ed
ad
Zona de humedecimiento
Zona de transmisión
+ -
Frente de humedad
Bodman y Colman, 1943
SIMULADOR DE LLUVIA: 
Calvo; Gisbert; Palau; Romero 
(1988)
4
Respuesta hidrológica del suelo: 
escala microparcela
0
2000
m
m
/h
2000
m
m
/h
0
0 60
min
0
0 60
min
2000 2000
0
0 60
min
m
m
/h
0
0 60
 min
m
m
/h
5
El agua en el suelo
6
+
Redistribución del agua en el perfil de suelo (Calvo et al, 2003)
Humedad (%)
- 50
10
(2)
)
0
(1)
H d d
0
(2)
(3)
0
30
20 (3)(1)
P
ro
fu
n
d
id
ad
 (
cm
)
+ -25 cm
Humedad
d
15 cm
0
40 cm
40
7
BENIDORM SUR
0
10
20
30
40
50
60
BE5101
BE5201
BE5401
BE5501
BE5601
BE5801
BE5901
BE6001
BENIDORM NORTE
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60
BE0101
BE0201
BE0301
BE0401
BE0501
BE0801
BE1001
-1
)
Variación temporal y espacial de la escorrentía (Boix, 2000)
0 20 40 60
CALLOSA SUR
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60
CS5301
CS5601
CS5701
CS6201
60
0 20 40 60
CALLOSA NORTE
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60
CS0101
CS0201
CS0301
CS0401
CS0501
CS0601
CS0701
CS0801
CS0901
60
E
sc
or
re
nt
ía
 (
m
m
 h
-
COCOLL SUR
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60
CC5501
CC5601
CC5801
CC6101
COCOLL NORTE
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60
CC0301
CC0501
CC0601
CC0701
CC0801
CC0901
CC1001
Tiempo (min)
Cisjordania (Israel)
30
40
50
n
 r
at
e 
m
m
 h
-1
Semiárido
Infiltración
0
10
20
0 20 40 60 80 100
Accumulated rain (mm)
In
fi
lt
ra
ti
o
n
Medio árido
Arido
8
10
15
20
25
30
m
m
h
-1
4
6
8
g
l-1
Fc
Sc
0
5
500 660 900 1000
Average pp
0
2
Creta (Grecia)
P
Qt
Qp
Q0
Pno
saturado
(I-f) t = Pe = Q0
t tormenta
I intensidad precipitación
f capacidad de infiltración
Pe exceso de precipitación
Q0 flujo superficial 
Modelos clásicos de generación de escorrentía
Qgsaturado
P
Q
Q0(s)
Pnosaturado
P
Q
Pno
saturado
Q0 f j p f
Qg flujo subterraneo
Q0(s)flujo superficial saturación 
Horton (1933)
Qt
Qg
Qp
saturado
Qt
Qg
Qp
saturado
saturado
Hewlett (1961) 
9
Primeros estudios en el mediterráneo:
- Lavee y Yair 70-80’s
- Destacan de entrada la complejidad que conlleva la
variabilidad espacial
10
FI08
15
30
45
60
e
sc
 (
m
m
)
15
30
45
60
H
um
 (
%
)
FI010
0
15
30
45
60
0 20 40 60
e
sc
 (
m
m
)
0
15
30
45
60
H
um
 (
%
)
FI09
30
45
60
c 
(m
m
)
30
45
60
m
 (
%
)
Distribución espacial de
Escorrentía y Humedad
(Corell, 1997)
FI05
30
45
60
m
m
)
30
45
60
(%
)
FI06
0
15
30
45
60
0 20 40 60
e
sc
 (
m
m
)
0
15
30
45
60
H
um
 (
%
)
0
0 20 40 60
e
0
H
60
m
) 60 )
0
15
0 20 40 60
e
sc
0
15 H
um
FI07
0
15
30
45
60
0 20 40 60
e
sc
 (
m
m
)
0
15
30
45
60
H
um
 (
%
)
FI01
0
15
30
45
60
0 20 40 60
e
sc
 (
m
m
)
0
15
30
45
60
H
um
 (
%
)
0
15
30
0 20 40 60
e
sc
 (
m
0
15
30
H
um
 
FI02
0
15
30
45
60
0 20 40 60
e
sc
 (
m
m
)
0
15
30
45
60
H
um
 (
%
)
FI03
0
15
30
45
0 20 40 60
e
sc
 (
m
m
0
15
30
45
H
um
 (
%
11
0 mm a-1
on
tr
ib
uy
en
te
A
ri
d
o
id
o
o
re
s 
a-
b
ió
ti
co
s
ho
rt
on
ia
na
Modelos de generación de escorrentía en condiciones mediterráneas
500 mm a-1
D
es
ce
ns
o 
de
l á
re
a 
co
S
em
i-
ár
H
ú
m
ed
o
re
s 
b
ió
ti
co
s
F
ac
t o
 s
at
ur
ac
ió
n
E
sc
. h
Lavee et al., 98
1200 mm a-1 D
F
ac
to
r
E
sc
.
1- A medida que las condiciones climáticas se aridizan se 
produce un incremento del área contribuyente
2- Factores abióticos controlan la generación de escorrentía
en las condiciones más áridas, en cambio en las condiciones
más húmedas, factores bióticos ejercen el control sobre
la producción de escorrentía
3- En todo este rango climático hay discontinuidad del flujo
superficial atendiendo a un mosaico zonas de producción
(sources) y zonas de reinfiltración de escorrentía (sinks).
Con el clima cambia la resolución espacial
4- Desconexión hidrológica entre los distintos elementos 
de la ladera, salvo en eventos lluviosos de gran 
magnitud o con elevada humedad antecedente
Qo
Suelo NO saturado
Escorrentía hortoniana
discontinua
S l NO
Suelo saturado
Qo
Qo (s)
-------------------- umbral ------------------------
Escorrentia mixta:
Saturación+Hortoniana
Suelo NO
saturado
Qo (s)
Calvo et al. 2003
12
Vegetación
Evapotranspiración
Intercepción
Precipitación
Infiltración
Vegetación
Escorrentía
cortical Trascolación
superficie
Suelo / Regolita
Capa freática Cauce
Escorrentia
superficial
Exfiltración
Infiltración
Escorrentía
subsuperficial
Percolación
Cauce
Flujos de agua y sedimentos en los canales
13
Hidráulica de canales abiertos
Fuerza implicadas
Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales
14
Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales
Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales
15
16
Transporte de sedimentos
Transporte de sedimentos
17
Medición En Continuo Carga de Fondo en Canales
Data
Logger
Sensor nivel
Flujo
Carga de fondo
Sensor presión
Incisión o agradación: equilibrio
18
Procesos vs Formas
Crecidas (hidrograma)
19
Regímenes Fluviales
Regímenes Fluviales
Segre: nivopluvial
20
Vegetación
Evapotranspiración
Intercepción
Precipitación
Infiltración
Vegetación
Escorrentía
cortical Trascolación
superficie
Suelo / Regolita
Capa freática Cauce
Escorrentia
superficial
Exfiltración
Infiltración
Escorrentía
subsuperficial
Percolación
Cauce
Evapotranspiración:
El agua pasa de la superficie de la Tierra a la atmósfera por 
dos mecanismos distintos: Evaporación y Transpiración.
Evaporación: Proceso de cambio de estado del agua (de líquido 
a gas). Y ocurre cuando: (i) hay agua disponible (ii) la humedad 
relatiba del aire sea menor que la de la superficie.
La evaporación requiere importantes cantidades de energía 
(unas 600 Calorias para evaporar 1 gramo de agua).
Transpiración: Es el proceso de pérdida de agua por las plantas 
a través de los estomas (pequeñas aperturas situadas en la a través de los estomas (pequeñas aperturas situadas en la 
cara inferior de las hojas y conectadas a los tejidos del 
sistema vascular de las plantas)
En muchas plantas es un proceso pasivo, dependiente del la 
humedad atmosférica y del suelo.
21
Evapotranspiración es el termino que uno los dos procesos.
La tasa de evapotranspiración depende de:
La energía disponible—La energía disponible.
—El gradiente de humedad entre la planta y la
atmósfera.
—La velocidad del viento sobre la superficie.
—La disponibilidad de agua (humedad del suelo, 
precipitación antecedente).
Vegetación
Evapotranspiración
Intercepción
Precipitación
Infiltración
Vegetación
Escorrentía
cortical Trascolación
superficie
Suelo / Regolita
Capa freática Cauce
Escorrentia
superficial
Exfiltración
Infiltración
Escorrentía
subsuperficial
Percolación
Cauce
22
Interceptación
Escorrentía
cortical
Trascolación
Experimento
Vegetación
Evapotranspiración
Intercepción
Precipitación
Infiltración
Vegetación
Escorrentía
cortical Trascolación
superficie
Suelo / Regolita
Capa freática Cauce
Escorrentia
superficial
Exfiltración
Infiltración
Escorrentía
subsuperficial
Percolación
Cauce
23
Aguas subterráneas
No confinado
Confinado