Relação Precipitação-Escorrência

Vista previa del material en texto

RELACIÓN PRECIPITACIÓN - ESCORRENTIA
 Autor: Mis Documentos
2015
	RELACIÓN PRECIPITACIÓN Y ESCORRENTIA
CURSO: 
 HIDROLOGÍA GENERAL.
TEMA: 
 DEFINICION RELACIÓN PRECIPITACIÓN Y ESCORRENTIA.
GRUPO N°:
1
DOCENTE: 
 ING. VASQUEZ RAMIREZ LUIS.
INTEGRANTES:
· MEDINA BURGA, JORGE LUIS.
· MEDINA ROMERO, BRYAN ALEXIS.
· RIOS ALVARADO, BRENNER FRANCIS.
HIDROLOGÍA GENERAL
32
GRUPO Nª1
CONTENIDO
I. INTRODUCCION ................................................................................................. 3
II. OBJETIVOS .......................................................................................................... 3
III. MARCO TEORICO................................................................................................ 4
IV. 	 METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTO................................................................ 30
V. RESULTADOS Y DISCUSION............................................................................. 31
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................... 32
VII. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 23
I. INTRODUCCIÓN
· En el área de Hidrologia para desenvolvernos correctamente debemos conocer algunos temas como por ejemplo escorrentía, precipitación entre otros es por eso que en el siguiente informe daremos a conocer conceptos básicos de la relación precipitación- escorrentía, donde la escorrentía viene a ser la cantidad de agua de una tormenta que drena o escurre sobre la superficie del suelo, fluye a los cauces incrementando su volumen; a medida que llega agua de las partes más lejanas comienza suavemente a decrecer el caudal al poco tiempo de terminada la lluvia.
· Para estimar la escorrentía a partir de la precipitación nos guiaremos de los métodos que tratan, en descontar de la lluvia caída sobre una cuenca todas aquellas pérdidas que se deben a factores tales como la infiltración, la evapotranspiración, la intercepción y el almacenamiento superficial.
II. OBJETIVOS
i. OBJETIVOS GENERALES
· Analizar los principales conceptos y definiciones de la Relación Precipitación - Escorrentía.
ii. OBJETIVOS ESPECIFICOS
· Definir los diferentes métodos de hidrogramas y método racional.
· Comparar las diferentes definiciones de relación precipitación – escorrentía de las teorías encontradas en la bibliografía.
III. MARCO TEORICO
1) PRECIPITACIÓN.
a) Generalidades: 
La precipitación es uno de los componentes principales del ciclo hidrológico, pues es en general la principal fuente de abasto de agua a una región. Se generalizan con el nombre de precipitación al agua que se deposita en la superficie terrestre proveniente de la atmósfera. La fuente más importante de la humedad es el agua que se evapora desde los mares, la cual por diferentes mecanismos de circulación y formación se distribuirá en forma heterogénea sobre las regiones continentales e islas, solo un pequeño porcentaje del agua precipitada en una región proveniente de la evaporación local. (ESCOBAR, 1986). 
 La precipitación es la que determina la entrada de mayor aportación de agua a la cuenca, determina su cantidad y frecuencia y entre otras cosas su calidad (BATEMAN, 2007). 
 La precipitación incluye la lluvia, la nieve, y otros procesos mediante los cuales el agua cae a la superficie terrestre, tales como granizo y nevisca. La formación de precipitación requiere la elevación de una masa de agua en la atmósfera de tal manera que se enfríe y parte de su humedad se condense (VEN TE CHOW, 1994). 
 Desde el punto de vista de la ingeniería hidrológica, la precipitación es la fuente primaria del agua de la superficie terrestre, y sus mediciones forman el punto de partida de la mayor parte de los estudios concernientes al uso y control del agua (MIJARES, 1989). 
 Se define precipitación a toda forma de humedad, que, originándose en las nubes, llega hasta la superficie terrestre. De acuerdo a esta definición, las lluvias, las granizadas, las garuas y las nevadas son formas distintas del mismo fenómeno de la precipitación (MORÁN, 2003)
b) Formación de la precipitación. 
 La precipitación es cualquier forma de humedad que llega a la superficie terrestre, ya sea lluvia, nieve, granizo, niebla, rocío, etc. (BATEMAN, 2007).
 Debido a su calentamiento cerca de la superficie, motivado por diferencias de radiación, las masas de aire ascienden hasta alturas de enfriamiento suficientes para llegar a la saturación. Pero esto no conlleva precipitación, suponiendo que el aire está saturado o casi saturado, para que se forme neblina o gotas de agua o cristales de hielo, se requiere la presencia de núcleos de condensación (en los dos primeros casos) o de congelamiento (en el tercero) (MORÁN, 2003). 
 La condensación o congelamiento del vapor de agua se produce por el enfriamiento de masas de aire húmedo y por el agrupamiento de las moléculas de agua entorno a la presencia de núcleos o partículas de varias sustancias de diámetros que oscilan entre 0.1 a 10 mm (ESCOBAR, 1986). 
 Estos núcleos pueden ser de condensación o de congelación, siendo los primeros constituidos por productos de combustión, óxidos de nitrógeno y partículas de sal; mientras que los núcleos de congelación consisten de materiales arcillosos, siendo el carbón el que más se presenta (ESCOBAR, 1986). 
 Parte del agua proveniente de las nubes no llegan al suelo; pues se tiene que para gotas de lluvia de radio menor a 0.1 mm se evaporan a 30 m del suelo para condiciones de humedad de 90%, en tanto que para igual humedad gotas de 0.5 mm de radio pueden caer hasta 2 km me considera 0.2 mm el diámetro límite entre el tamaño de las gotas de una nube y el precipitable (ESCOBAR, 1986). 
(BATEMAN, 2007) Indica que los elementos necesarios para la formación de las precipitaciones son:
· Humedad atmosférica.
· Radiación solar.
· Mecanismos de enfriamiento del aire
· Presencia de núcleos higroscópicos para que haya condensación.
El proceso de formación se puede resumir como sigue:
1. El aire húmedo de los estratos bajos es calentado por conducción
2. El aire húmedo se torna más leve que el de su alrededor y experimenta una ascensión adiabática. 
3. El aire húmedo se expande y se enfría a razón de 1ºC por cada 100 m (expansión adiabática seca) hasta llegar a una condición de saturación para llegar a la condición de condensación.
4. Las gotas de agua se forman cuando la humedad se condensa en pequeños núcleos higroscópicos. 
5. Dichas gotas quedan en suspensión y crecen por diversos motivos hasta que por su peso precipitan. Existen dos procesos de crecimiento de las gotas:
a. Coalescencia. Es el aumento de las gotas por choque con otras.
b. Difusión de vapor. Encuentro de capas supersaturadas (difusión de vapor de agua) con aquellas en las que ya existen gotas de agua, adquiriendo estas últimas mayor tamaño.
c) Tipos de Precipitación.
(BATEMAN, 2007) Menciona: Puesto que la humedad atmosférica se concentra en los extractos más bajos y próximos a la superficie terrestre, este valor de agua ascenderá a capas superiores de la atmósfera en donde a medida que gana altura, estas masas húmedas se enfrían merced a la reducción de temperatura, hasta alcanzar la temperatura de condensación formándose así las nubes.
De pendiendo del mecanismo que facilitará el ascenso y condensación de las masas de aire húmedo, así se denominarán los tipos de precipitación como:
· Precipitación Orográfica:
La fuente básica de información es el valor mensual y diario de precipitación de un conjunto de observaciones pertenecientes a la red secundaria del INM, seleccionados atendiendo a criterios como la continuidad temporal de las observaciones(lagunas inferiores al 5% de la serie completa, rellenadas mediante regresión múltiple con las estaciones vecinas mejor correlacionadas),y representatividad espacial. La circulación atmosférica ha sido estudiada a través de la base de datos REANALYIS (http://www.cru.ua.ac.uk), de la que se extrajeron parámetros como la humedad específica a 850 hPa y la presión a nivel del mar. A partir de los datos originales de esta última variable de cálculo la varianza filtrada para resaltar la trayectoria más frecuente de las perturbaciones, así como unos tipos de circulación escala diaria(FERNÁNDEZ GARCÍA et al, 2002).
Los patrones especiales de laprecipitación a escala mensual se obtuvieron aplicando un Análisis en Componentes Principales sobre una matriz configurada en modo S (AGUDO	et al, 1993), utilizándose los valores originales en vez de sus anomalías, ya que el cálculo de este último estadístico refleja implícitamente el efecto orográfico. Para proporcionar un peso equitativo a las diferentes varianzas y amortiguar el sesgo de los valores mensuales, los componetes se extrajeron de una matriz de correlación basada en el coeficiente no paramétrico de Spearman. Dado que el propósito de este trabajo no es la delimitación de áreas uiformes, no ha sido necesaria la rotación de los componentes obtenidos (RICHMAN, 1985)
Estas precipitaciones se generan cuando una masa de aire relativamente cálida y húmeda choca con una formación orográfica que la obliga a ascender. En ocasiones, en el caso de las masas de aire inestables, el efecto de la formación orográfica es simplemente detonar la inestabilidad convectiva. (http://www.sol-arq.com/index.php/fenomenos-atmosfericos/precipitaciones)
· Precipitación Convectiva.
 Producida por el ascenso de una columna de aire caliente. En el ascenso el aire se enfría hasta alcanzar la misma temperatura que el entorno, y desciende. En el descenso vuelve a calentarse hasta alcanzar la temperatura necesaria para volver a ascender. Este ciclo de ascenso y descenso provoca corrientes muy potentes que mantienen en el aire grandes gotas de agua que llegan a congelarse en altura. Es el mecanismo que funciona en las tormentas.
Resulta de una ascensión rápida de las masas de aire a la atmosfera, son de corta duración (menos de 1 h), fuerte intensidad y de poca extensión espacial. Zona tropical.
Este fenómeno es clásico en zonas tropicales y en latitudes templadas, donde existen fenómenos análogos durante los períodos estivales pero con menor intensidad.Durante el verano y por efecto de la insolación se producen nubes de desarrollo vertical que en su ascensión se enfrían y pueden producir tormentas. (http://mx.encarta.msn.com/encnet/refpage...)
· Precipitación Ciclónica:
Estas precipitaciones se relacionan estrechamente con determinadas alteraciones ciclónicas, y se dividen en dos tipos básicos: frontales y no frontales.
· Las precipitaciones frontales son provocadas por frentes fríos o cálidos. En los frentes fríos el aire calido es empujado con fuerza hacia arriba por el aire frío, lo que suele generar nubes de gran desarrollo vertical y consecuentemente lluvias intensas, que pueden convertirse en verdaderas tormentas. En los frentes cálidos el aire cálido asciende con mayor suavidad sobre la cuña que suele formar el aire frío, generando nubosidades estratiformes que suelen provocar lluvias menos intensas pero más prolongadas. (http://www.sol-arq.com/index.php/fenomenos-atmosfericos/precipitaciones)
· Las precipitaciones no frontales pueden ser generadas por cualquier depresión barométrica. El ascenso del aire cálido se acompaña de la convergencia de masas de aire que tienden a ocupar la zona de baja presión. (http://www.sol-arq.com/index.php/fenomenos-atmosfericos/precipitaciones)
Además de la presencia en la naturaleza de estos tipos de precipitación característicos, se presentan eventos originados por la combinación entre ellos.
Imagen extraída del libro (AGUSTIN FELIPE BREÑA PUYOL, N/E)
d) Medición de la Precipitación.
 El rol de la medida de la precipitación consiste en determinar la cantidad de agua precipitada en el tiempo dado, sobre una superficie dada. La medición de la precipitación se refiere a la determinación de la lámina o capa de agua que se acumulará en la superficie terrestre en caso de que quedarse en el sitio donde cae en forma líquida en ausencia de infiltración, escurrimiento y de evaporación. Esta lámina de agua de precipitación se cuantifica midiendo su espesor en milímetros y décimas de milímetro, empleando diferentes equipos y técnicas. Un milímetro de altura de agua equivale a un litro por cada metro cuadrado de superficie (BATEMAN, 2007).
(MORÁN, 2004) Indica que, fundamentalmente, existen tres tipos de instrumentos: 
· Pluviómetros. En principio cualquier recipiente abierto de paredes verticales puede servir de pluviómetro, porque lo que interesa es retener el agua llovida para luego medirla. En el sistema métrico se mide en milímetros y décimos de mí1ímetro. Sin embargo, es importante que las dimensiones de estos instrumentos sean normaliza das para poder comparar las medidas tomadas en diferentes localidades.
Es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la recogida y medición de la precipitación. Se usa para medir la cantidad de precipitaciones caídas en un lugar durante un tiempo determinado.
La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura (o equivalentemente en litros por metro cuadrado). El diseño básico de un pluviómetro consiste en una abertura superior (de área conocida) de entrada de agua al recipiente, que luego es dirigida a través de un embudo hacia un colector donde se recoge y puede medirse visualmente con una regla graduada o mediante el peso del agua depositada. Normalmente la lectura se realiza cada 12 horas. Un litro caído en un metro cuadrado alcanzaría una altura de 1 milímetro. Para la medida de nieve se considera que el espesor de nieve equivale aproximadamente a diez veces el equivalente de agua.
Cuando se espera que nieve se retiran tanto el embudo como el tubo y se recibe la nieve en el depósito cilíndrico; después que la nieve se ha fundido se vierte en el tubo medidor.
· Pluviógrafo. Los pluviómetros simples sólo registran la cantidad de lluvia caída; no nos dicen nada acerca de la intensidad que ella adquiere en el transcurso de la precipitación, lo cual se consigue con los p1uviógrafos.
· Pluviógrafo de Balanza.
· Pluviógrafo de Balancín.
· Pluviógrafo tipo Hellmann o de Sifón.
· Radar Meteorológico: El radar meteorológico mide la lluvia de forma indirecta a través de la reflectividad (Z), variable que está relacionada con las características de las gotas de lluvia. El radar toma una muestra de la atmósfera girando alrededor de un eje vertical y a un cierto ángulo de elevación. Cambiando el ángulo de elevación, el radar es capaz de muestrear prácticamente todo el volumen alrededor del mismo a diferentes alturas y en distancias realmente grandes (del orden de 150Km alrededor). Los datos de reflectividad son almacenados en coordenadas polares tal y como son tomados, luego se hace una transformación a coordenadas cartesianas para obtener una base de datos más estándar. La base de datos así almacenada contiene la reflectividad medida a diferentes alturas del volumen de la atmósfera encima de una región (BATEMAN, 2007).
(ESCOBAR, 1986) Indica además que existe un instrumento adicional a los tres mencionados con anterioridad.
· Satélites. Las imágenes fotográficas tomadas desde satélites que a diferentes estratos en la atmósfera vigilan nuestro planeta, ofrecen muy buena información sobre las características de los sistemas de nubes, su distribución, tamaño, trayectoria, etc. información que permite hacer pronósticos con buena confiabilidad sobre la ocurrencia y distribución de posibles lluvias.
e) Precipitación Efectiva (Pe).
Se conoce como precipitación efectiva a la parte de la lluvia total resultante de descontar las pérdidas por escorrentía superficial, percolación profunda y evaporación de la lluvia interceptada por el follaje, siendopues la lámina neta que puede aprovechar la vegetación para suplir sus demandas. 
La precipitación efectiva es afectada por la lluvia misma, la topografía, el suelo, el estado de desarrollo y densidad de la cobertura vegetal entre los más relevantes (ESCOBAR, 1986).
f) Precipitación Máxima Probable (PMP). 
Se conoce como precipitación máxima probable (PMP) un concepto emitido por meteorólogos para referirse a la máxima lámina de lluvia que se puede producir en una determinada zona durante una tormenta. 
Básicamente, el método consiste en el traslado de tormentas máximas producidas históricamente en la cuenca bajo estudio, o en cuencas cercanas y de características semejantes (ESCOBAR, 1986).
2) ESCORRENTÍA.
a) Definición.
De acuerdo con el ciclo hidrológico, la escorrentía se puede definir como la porción de la precipitación pluvial que ocurre en una zona o cuenca hidrológica y que circula sobre o debajo de la superficie terrestre y que llega a una corriente para ser drenada hasta la salida de una cuenca o bien alimentar un lago, si se trata de cuencas abiertas o cerradas, respectivamente (AGUSTIN FELIPE BREÑA PUYOL, N/E). 
Escorrentía: De acuerdo con el ciclo hidrológico, el escurrimiento se puede definir como la porción de la precipitación pluvial que ocurre en una zona o cuenca hidrológica y que circula sobre o debajo de la superficie terrestre y que llega a una corriente para ser drenada hasta la salida de una cuenca o bien alimentar un lago, si se trata de cuencas abiertas o cerradas, respectivamente.
El escurrimiento que se presenta en un cauce es alimentado por cuatro fuentes diferentes y cada uno de ellos tiene características muy peculiares, tal como se menciona a continuación (BREÑA & VILLA).
b) Fuentes del Escurrimiento.
El escurrimiento se inicia sobre el terreno una vez que en la superficie se alcanza un valor de contenido de humedad cercano a la condición de saturación. Posteriormente se iniciará un flujo tanto sobre las laderas, como a través de la matriz de los suelos, de las fracturas de las rocas o por las fronteras entre materiales de distintas características, esto es, un flujo sub superficial (AGUSTIN FELIPE BREÑA PUYOL, N/E). 
En el primer caso, el flujo se incorporará a algún tributario del sistema de drenaje de la cuenca. En el segundo caso, parte del agua sub superficial podrá percolar a sistemas más profundos, otra parte permanecerá como un almacenamiento temporal, y otra regresará a la superficie, donde eventualmente formará parte de los volúmenes que conducirán los diferentes cauces a zonas de menor altitud (AGUSTIN FELIPE BREÑA PUYOL, N/E).
Las fuentes principales del escurrimiento en cauces se pueden clasificar en cuatro tipos: precipitación directa sobre el cauce; flujo subsuperficial; flujo base; y escurrimiento directo. 
· Precipitación directa sobre el cauce. Es un aporte modesto comparado con los volúmenes asociados a las otras fuentes; esto se debe principalmente a la pequeña superficie que generalmente abarcan los ríos y corrientes. 
· Flujo sub superficial. Los volúmenes asociados a este escurrimiento varían en el tiempo y en el espacio. En la época de estiaje podrán descargar a un ritmo casi constante, formando corrientes perennes. En otros casos sólo aportarán cantidades suficientes para mantener por algunas semanas más, después de las últimas lluvias, el gasto en un cauce, formando así las corrientes intermitentes. 
Cuando el aporte es reducido, el flujo superficial es prácticamente nulo; sin embargo, si se presenta lluvia, deshielo, etc., el posible escurrimiento superficial será del tipo efímero. 
Si un tramo del cauce presenta condiciones de contenido de humedad bajas, el escurrimiento se verá afectado, ya que una parte será aportada a las riberas y/o a través de la plantilla. 
· Flujo base. Es el aporte de un sistema acuífero somero a un cauce determinado. En el caso en que una parte de la cuenca se encuentre perturbada por alguna obra hidráulica tal como una presa, un sistema de riego, etc., entonces el gasto base corresponderá a los volúmenes asociados con la operación de dichas obras.
· Escurrimiento directo. Es aquel volumen asociado a la precipitación, es decir, el flujo remanente una vez que quedan definidas las primeras tresfuentes.
c) Procesos del escurrimiento.
(AGUSTIN FELIPE BREÑA PUYOL, N/E) Indica que para el análisis básico del escurrimiento, se consideran las variables siguientes: la intensidad de la precipitación; la capacidad de infiltración de una superficie particular; la condición hidráulica a la que se encuentra el suelo o la roca; y la característica hidráulica del suelo o roca. 
La comparación entre estas variables permite obtener información sobre los procesos que se pueden presentar bajo diferentes situaciones.
1. Cuando la intensidad de precipitación es menor que la capacidad de infiltración y el contenido de humedad del suelo o roca es menor a su capacidad de campo. En este caso, el escurrimiento sobre la superficie del terreno será reducido, ya que el suelo o roca será capaz de captar la mayor parte del volumen de agua que entra como precipitación. El flujo sub superficial será muy reducido, ya que el agua captada se utilizará para aumentar el contenido de humedad inicial. 
2. Cuando la intensidad de precipitación es menor que la capacidad de infiltración y el contenido de humedad del suelo o roca es mayor o igual a su capacidad de campo. Como el suelo o roca se encuentra en una condición cercana a la capacidad de campo, parte de la precipitación se convertirá eventualmente en escurrimiento sobre el terreno; sin embargo, los volúmenes seguirán siendo de poca cuantía. El flujo sub superficial será importante. 
3. Cuando la intensidad de precipitación es mayor que la capacidad de infiltración y el contenido de humedad del suelo o roca es menor a su capacidad de campo. El suelo o roca presenta una deficiencia de humedad importante, de modo que el agua que precipite, a pesar de que la capacidad de infiltración es reducida, se utilizará en abastecer de humedad al suelo, escurriendo sólo una porción relativamente pequeña. 
4. Cuando la intensidad de precipitación es mayor que la capacidad de infiltración y el contenido de humedad del suelo o roca es mayor o igual a su capacidad de campo. En este caso, al encontrarse el suelo o roca en una condición cercana a la saturación, no permitirá una infiltración importante, de modo que la mayor parte se convertirá en escurrimiento sobre el terreno. El flujo sub superficial también será importante. Cuando la parte somera de un suelo no permite una infiltración importante, se forma el denominado flujo Hortoniano, es decir, la saturación en un suelo o roca tendrá lugar sólo en una porción cercana a la superficie, siendo incapaz el frente de humedad de avanzar a mayor profundidad, favoreciendo de esta manera al escurrimiento sobre el terreno.
d) Hidrogramas.
(BREÑA & VILLA) El hidrograma es una representación gráfica o tabular de la variación en el tiempo de los gastos que escurren por un cauce. El gasto (Q) se define como el volumen de escurrimiento por unidad de tiempo (m3/s) que escurre por un cauce. 
El hidrograma se define para una sección transversal de un río y si los valores obtenidos se grafican contra el tiempo se obtendrá una representación gráfica como la de la siguiente figura.
La figura representa un hidrograma anual y si la escala se amplia de tal manera que se pueda observar el escurrimiento producido por una sola tormenta, se obtendrá una gráfica como la que se muestra:
En este caso el significado de las variables es: es el tiempo de inicio del escurrimiento directo; es el tiempo pico y se define como el tiempo que transcurre entre el inicio del escurrimiento y el gasto máximo o pico; es el tiempo base y equivale al lapso de tiempo durante el cual ocurre el escurrimiento directo; y es el gasto base. 
Los elementos fundamentales del hidrograma son: el gasto antecedente; la rama ascendente; la cresta o pico; la rama descendente; la curva de recesión; y el gastobase. A continuación se define cada uno de ellos. 
· El gasto antecedente. Es el valor donde tiene inicio la rama ascendente; esto es, cuando la condición de saturación en una zona de la superficie de la cuenca es tal que cualquier evento de precipitación propiciará el escurrimiento directo.
· La rama ascendente. Es aquella parte del hidrograma que muestra una fuerte pendiente positiva, uniendo el punto asociado al gasto antecedente con el segmento correspondiente a la cresta o pico del escurrimiento.
· La cresta o pico. Es el valor máximo del escurrimiento y en ocasiones la rama ascendente se une en un sólo punto, el gasto pico, con la rama descendente; en otras se presenta un cambio notorio en la pendiente del hidrograma antes de alcanzar el gasto pico, es decir, aun cuando se trata de una pendiente positiva, su valor es mucho menor al de la rama ascendente antes del gasto pico.
· La rama descendente. Se inicia cuando se presenta el gasto pico y puede ser que al comienzo el descenso sea lento, mostrando pendientes relativamente pequeñas; posteriormente el descenso será franco y la pendiente aumentará considerablemente hasta que algún otro evento de escurrimiento tenga lugar. En ese momento se forma la curva de recesión, es decir, aquel tramo que mantiene una pendiente negativa, pero con un valor mucho menor al que está asociado con la rama descendente. 
· La curva de recesión. Es el resultado de aportes de otros sistemas con otras características, y que son notorios después del escurrimiento directo.
Tales aportes podrían tener como origen el medio poroso de las riberas aguas arriba de la sección donde se lleva a cabo la medición; cuando los niveles o tirantes en el río aumentan, las riberas, en algunas partes, serán capaces de captar cantidades importantes de agua a través de infiltraciones en las paredes de las riberas, las cuales serán liberadas una vez que los niveles desciendan nuevamente. Los tiempos de respuesta en el cauce son mucho más rápidos que los que tienen lugar en las riberas. La curva de recesión tenderá a estabilizarse alrededor de un valor casi constante, con oscilaciones relativamente pequeñas; esto ocurre en la época de estiaje. 
· El gasto base. Es el valor casi constante al cual tiende la curva de recesión. Generalmente se asocia con el aporte del agua subterránea; sin embargo, como se mencionó anteriormente, si la cuenca ha sido alterada en su funcionamiento hidrológico por alguna obra de control, entonces el flujo base tendrá su origen en la operación de los sistemas hidráulicos existentes.
· La forma del hidrograma. Estará fuertemente influenciada por las características fisiográficas de la cuenca hidrológica, así como por las condiciones particulares del cauce (cambios en la sección, condiciones de las riberas, etc.).
· Metodo de Hidrogramas:
(VILLON, 2002) dice que el hidrograma de una corriente es la representación gráfica de las variaciones del caudal con respecto al tiempo, arregladas en orden cronológico en un lugar dado en la corriente.
a) Hidrograma Unitario
El hidrograma unitario de una cuenca, se define como el hidrograma de escurrimiento debido a una precipitación con altura en exceso (hpe) unitaria (mm, cm, pulg, etc.) repartida uniformemente sobre la cuenca (VILLON, 2002)
b) Hidrograma S o Curva S
Se llama curva s el hidrograma de escorrentía directa que es generado por una lluvia continua uniforme de duración infinita. (VILLON, 2002)
La lluvia continua puede considerarse formada de una serie infinita de lluvias de periodo p tal que cada lluvia individual tenga una lámina hpe. (VILLON, 2002)
c) Hidrogramas Unitarios Sinteticos
Para usar el método del hidrograma unitario, siempre es necesario contar con al menos un hidrograma medido a la salida de la cuenca, además de los registros de precipitación. Sin embargo, la mayor poarte de las cuencas, no cuentan con una estación hidrométrica o bien con los registros pluviograficos necesarios.
Por ello, es conveniente contarcon métodos con los que se pueden obtener hidrogramas unitarios usando únicamente datos de características generales de la cuenca. Los hidrogramas unitarios asi obtenidos se denominan sintéticos. (VILLON, 2002)
d) Hidrograma Unitario Triangular
Mockus desarrollo un hidrograma unitario sintético de forma triangular, como se muestra en la figura, que lo usa SCS (Soil Conversation Service), la cual a pesar de su simplicidad proporciona los parámetros fundamentales del hidrograma. Caudal punta (Qp), tiempo base (tb), y el tiempo que produce la punta (tp) (VILLON, 2002)
e) Hietogramas:Para precipitaciones reales se obtiene de un pluviógrafo, aunque estos cálculos no suelen realizarse con una precipitación que ya sucedió sino con intensidades de precipitación calculadas estadísticamente ("precipitaciones de diseño"), Su distribución en el tiempo (la forma del hietograma) puede calcularse o puede estar catalogada previamente dependiendo de la zona geografica.
El cálculo de qué parte de la precipitación va a generar escorrentía puede realizarse para cada incremento de tiempo (p.e. hora a hora), como indica el dibujo, o para todo el aguacero conjuntamente,
Por ejemplo: con el método SCS o simplemente aplicando un coeficiente de escorrentía calculado o estimado.
Aquí representamos la precipitación neta separadamente
En esta fase calculamos el hidrograma generado popr la precipitación neta (Método Racional, hidrogramas sintéticos, hidrograma unitario)
Le añadimos el caudal básico si existía previamente
Si el hidrograma calculado aún debe recorrer cierta distancia hasta llegar a la zona de interés, debemos calcular el tránsito de la avenida: retardo y atenuación –disminución del caudal punta– (p.e.: método Muskingum)
El hidrograma calculado (y, en su caso, transitado) provocará una altura de inundación que dependerá de la geometría del cauce (y de sus áreas colindantes), de la pendiente, del tipo de cauce, etc.(Programa HEC-RAS, o aproximación con la fórmula de Manning)
f) Análisis de hidrogramas.
(BREÑA & VILLA) Se entiende por análisis de hidrogramas aquel proceso por el cual se tratan de definir y cuantificar los diferentes elementos que lo conforman. Como primer paso se considera la separación del flujo base y del escurrimiento directo y para ello se requiere de la identificación del gasto antecedente y del punto donde inicia la curva de recesión.
Existen al respecto diferentes métodos de separación del gasto base y del escurrimiento directo y a continuación se presentan dos de los más usados:
· Método de la línea recta: Una vez que se define la escala de tiempo para el análisis (gastos horarios, diarios, mensuales, etc.), se procede a identificar el punto donde se inicia el gasto antecedente y se traza una línea horizontal.
Ahora bien, aunque este criterio proporciona resultados con un grado de aproximación adecuada, en especial para tormentas de corta duración, sobrestima tanto el tiempo base del hidrograma, así como la magnitud del volumen de escurrimiento directo. En la figura se muestra un esquema representativo de la aplicación del método de la línea recta y luego se ilustra su aplicación.
Métodos de separación del flujo base y del escurrimiento directo
Muestra la aplicación del método (BREÑA & VILLA).
· Método del tiempo Fijo: La separación por el método del tiempo fijo requiere de la prolongación de la curva del flujo base, partiendo del gasto antecedente, hasta la intersección con la recta vertical que pasa por el gasto pico. Después de este punto de intersección, se traza otro tramo de recta que se unirá a la curva del hidrograma a una distancia equivalente a N unidades de tiempo. El valor de N se puede obtener de una regresión, considerando como segunda variable independiente alguna característica fisiográfica de la cuenca, tal como la pendiente del cauce principal. 
Viessman y coautores (1989) han desarrollado una ecuación que permite evaluar la distancia N, a través de la expresión siguiente:
N: distancia (días)
Ac: es el área
· Método de la curva de recesión del gasto base:Con este criterio se procede a determinar la curva de recesión del gasto base, representativo para una cuenca hidrológica de estudio. Por tal efecto se analizan varios hidrogramas y se seleccionan los tramos donde exista únicamente el escurrimiento base.
Hidrograma indicando tramos con escurrimiento base donde los tramos seleccionados podrían ser a-b, c-d, e-f y g-h.
Los tramos seleccionados se dibujan en papel semilogarítmico de tal forma que sus extremos inferiores sean tangentes a una línea recta. En este proceso, se eliminan aquellos tramos formados por escurrimiento directo, situación que se manifiesta en la gráfica elaborada en escala semilogarítmica, ya que su extremo inferior no es tangente a la línea recta.
La línea resultante se denomina curva de recesión del gasto base y la figura muestra el proceso para determinar la curva mencionada (BREÑA & VILLA).
Curva de recesión del gasto base
· Metodo triangular Del SCS
Estas sencillas expresiones se obtuvieron estudiando hidrogramas de crecida provocados por unas precipitaciones cortas y uniformes en numerosas cuencas.
	Tiempo de la punta (horas):
	
	tp = tiempo de la punta (horas)
	
	tp = 0,5 · D + tr ≈ 0,5 · D + 0,6 ·tc
	(7)
	D = Duración de la precipitación neta (horas)
	
	Tiempo base (horas): 3
	
	t r = tiempo de retardo, Lag (horas)
	
	t b = 2.67 . tp
	(8)
	t c = tiempo de concentración (horas)
	
	Caudal de la punta (m3 / seg): 4
	
	tb = tiempo base (horas)
	
	Qp
	
	P . A
	
	(9)
	Qp = Caudal de la punta (m3 / seg)
	
	
	1,8 tb
	
	P = precipitación neta (mm.)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	A = superficie de la cuenca (km2)
	
El coeficiente 2,67 de la ecuación (8) es una proposición empírica del SCS que refleja que en promedio el descenso es 1,67 veces mayor que la crecida (la parte derecha del triángulo es más ancha que la parte izquierda). Si este factor es mayor, el tiempo base será mayor y el caudal punta menor.
g) El Ciclo de Escorrentía
(MORÁN,2003) Indica en su libro que el ciclo de escorrentía es el término que se emplea para describir aquella parte del ciclo hidrológico entre la precipitación que cae sobre una área y la descarga subsiguiente de esa agua a través de cauces o bien por evapotranspiración. 
Las aguas procedentes de las precipitaciones llegan al cauce del río por diferentes vías:
· escorrentía superficial.
· escorrentía subsuperficial.
· agua subterránea.
· lluvia que cae en el espejo de agua.
La figura mostrada a continuación esquemáticamente las variaciones temporales de los factores hidrológicos durante una tormenta extensa en una cuenca relativamente seca. El área punteada representa la porción de la lluvia total que eventualmente llega a ser el flujo de la corriente, medido a la salida de la cuenca. 
La precipitación sobre el cauce es el único incremento del flujo en el cauce que ocurre durante el período inicial de la lluvia. A medida que aumenta la corriente aumenta su espejo de agua y por 10 tanto aumenta también el volumen de precipitación sobre el cauce. 
La tasa de intercepción es alta al comienzo de la lluvia, especialmente en una cobertura vegetal densa, y disminuye conforme se copa la capacidad de intercepción disponible. 
La tasa a la cual se reduce el almacenamiento de depresión también disminuye rápidamente a partir de un valor inicial alto, a medida que se llenan las depresiones más pequeñas.
La mayor parte de la diferencia de humedad del suelo es satisfecha antes de que tenga lugar una escorrentía superficial apreciable. 
El agua que se infiltra y no es retenida como humedad del suelo, se mue ve hacia los cauces como escorrentía sub superficial o penetra en la capa freática y alcanza eventualmente el cauce como agua subterránea' (flujo base). 
La tasa de escorrentía superficial comienza en cero, aumenta lentamente al principio y luego rápidamente hasta alcanzar un valor porcentual, en relación a la intensidad de precipitación, relativamente constante. 
La figura mostrada sólo pretende ilustrar, sobre uno de los infinitos casos posibles, en cuanto a la magnitud relativa de los diferentes factores del ciclo de escorrentía. En la práctica se producen complicaciones debido a las variaciones de la intensidad de la lluvia durante la tormenta, así como también al hecho de que todos los factores varían de un punto a otro de la cuenca.
h) Métodos Empíricos:
Según (VILLON, 2002) existen una gran variedad de método empíricos, en general todos se derivan del método racional.
i) Método Racional:
El uso de este método, tienen una antigüedad de más de 100 años, se ha generalizado en todo el mundo. El método puede ser aplicado a pequeñas cuencas de drenaje, aproximadamente si no exceden a 1300 has ó 13 km2.
En el método racional, se supone que la máxima escorrentía ocasionada por la lluvia, se produce cuando la duración de esta es igual al tiempo de concentración (tc) (VILLON, 2002).
Donde:
Q = caudal máximo de escorrentía.
C = coeficiente de escorrentía (se obtiene de tablas)
I = intensidad máxima de lluvia para un periodo de duración igual al tiempo de concentración, y para la frecuencia deseada en el diseño.
A = área de la cuenca.
Si “I” está en mm/h y A en km2, el caudal resulta en m3/seg
Por otro lado si “I” está en mm/h y A en Ha, el caudal resulta en m3/seg y viene dado por:
IV. METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTO
I. METODOLOGIA
· El análisis y discusión de las teorías encontradas en las diferentes bibliografías que nos ayudara al desarrollo del tema.
II. PROCEDIMIENTO
· Se procedió a buscar bibliografía.
· Se analiza la bibliografía y se descarta aquella que no contiene la información necesaria para el trabajo.
· Nos reunimos en grupo y cada integrante analizo un libro especifico.
· Una vez obtenido el análisis el grupo selecciona de manera adecuada y coherente las definiciones que servirán el desarrollo óptimo del tema tratado.
V. RESULTADOS Y DISCUSION
· Después de discutir y analizar las distintas bibliografías se puede aseverar que no se puede utilizar una sola bibliografía para desarrollar este tema puesto que, están tienden a complementarse tanto en conceptos como en orden y distribución de los mismos.
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
· Se logró definir los diferentes métodos de relación precipitación – escorrentía
· Se logró hacer una comparación de los diferentes conceptos y definiciones de la relación precipitación – escorrentía.
· Se definió algunos métodos de relación precipitación – escorrentía 
· Se recomienda usar por lo menos tres bibliografías diferentes ya que llegan a complementarse unas a otras
· Se recomienda usar la bibliografía ya que son más confiables que las páginas web
· Es recomendable tanto bibliografía antigua y bibliografía actual al fin de encontrar diferencias y similitudes.
BIBLIOGRAFÍA
· AGUSTIN FELIPE BREÑA PUYOL, M. A. (N/E). PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGÍA SUPERFICIAL. N/E: UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA.
· BATEMAN, A. (2007). HIDROLOGIA BASICA Y APLICADA . Grupo de Investigación en Transporte de Sedimentos (GITS).
· BREÑA, & VILLA. (s.f.). PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGIA SUPERFICIAL.
· ESCOBAR, H. J. (1986). HIDROLOGÍA BÁSICA I. Colombia: Impreso en Oficina de Publicaciones. Facultad de Ingeniería.
· MIJARES, F. J. (1989). FUNDAMENTOS DE HIDROLOGÍA DE SUPERFICIE. México D.F.: LIMUSA, S.A. de C.V. GRUPO NORIEGA EDITORIALES.
· MORÁN, W. C. (N/E). HIDROLOGÍA para estudiantes de ingeniería civil. Lima - Perú: Obra auspiciada por CONCYTEC.
· VEN TE CHOW, D. R. (1994). HIDROLOGÍA APLICADA. Santafé de Bogotá - Colombia.: McGRAW-HILL INTERAMERICANA, S.A.
· VILLON, M. (2002). HIDROLOGIA. LIMA: VILLON.
image2.png
image3.png
image4.jpeg
image5.jpeg
image6.jpeg
image7.jpeg
image8.jpeg
image9.jpeg
image10.png
image11.png
image12.png
image13.png
image14.jpeg
image15.emf
image16.emf
image17.emf
image18.png
image1.jpeg