UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD PERUANA LOS PERUANA LOS

ANDESANDES

FACULTAD: INGENIERÍA CIVILFACULTAD: INGENIERÍA CIVIL

CURSO: HIDROLOGÍACURSO: HIDROLOGÍA

Ing. Juan José Bullón Rosas

N os gustaría pensar que e l agua de l p laneta es inagotab le

pero ...

... el agua du lce se r enueva por la l luv ia que cae a un r i tmo de 40.000 a 50.000

k i lómet r os cúbicos al año

ESCORRENTIA

SUPERFICIAL

Agua procedente de la lluvia que llega a Agua procedente de la lluvia que llega a alimentar a las corrientes superficiales, alimentar a las corrientes superficiales, continuas o intermitentes de una cuencacontinuas o intermitentes de una cuenca

1. Concepto de Escorrentía

2. Tipos de escorrentía

2.1. Escorrentía Superficial o Directa

Agua procedente de la lluvia que no se infiltra Agua procedente de la lluvia que no se infiltra en ningún momento y llega a la red de drenaje en ningún momento y llega a la red de drenaje moviéndose por la superficie del terreno por moviéndose por la superficie del terreno por acción de la gravedadacción de la gravedad

Escorrentía

2.2. Escorrentía Hipodérmica o subsuperficial

2. Tipos de escorrentía

Agua procedente de la lluvia que se infiltra y Agua procedente de la lluvia que se infiltra y que se mueve subhorizontalmente que se mueve subhorizontalmente reapareciendo en la superficie en forma de reapareciendo en la superficie en forma de manantialesmanantiales

2.3. Escorrentía Subterránea

Agua procedente de la lluvia que se infiltra y Agua procedente de la lluvia que se infiltra y que alcanza el nivel freático desde donde que alcanza el nivel freático desde donde circula hasta la red de drenajecircula hasta la red de drenaje

Componentes escorrentía Escorrentía superficial Escorrentía subsuperficial (o intermedia)

RápidaLenta

Escorrentía subterránea Precipitación directa sobre cauces

Precipitación total

Abstracción Inicial+

Evapotranspiración

Infiltración

Escorrentía Superficial

(= Precipitaciónen Exceso)

Escorrentía Subsuperficial

Percolación Profunda

Flujo Interm.Rápido

Flujo Interm.Lento

Escorrentía Subterránea

Flujo base

Escorrentía Directa

EscorrentíaTotal

Régimen hidrológico

Según origen escorrentíaRegímenes simples

○ Glacial○ Nival○ Pluvial

Regímenes Mixtos○ Nivo-glacial, pluvio-nival, y otras creativas

combinaciones

Régimen hidrológico

Según tipo de hidrogramaRégimen perenne o de flujo contínuo

(climas húmedos)Régimen efímero (climas secos)

Efectos inesperados de la escorrentia...

http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3

http://visibleearth.nasa.gov/Hydrosphere/

Arrastre de sedimentosNutrientesContaminantesVida útil obras

hidráilicas

Primera fase

3. Ciclo de escorrentía

Tra nsp ira c ió n

Eva p o ra c ió n

Eva p o ra c ió n

Segunda fase

3. Ciclo de escorrentía

De te nc ió n Sup e rfic ia l

Inte rc e p c ió n

De te nc ió nSup e rfic ia l

Esc o rre ntíaSup e rfic ia lEsc o rre ntía

Sup e rfic ia l

Esc o rre ntíaSup e rfic ia l

Pre c ip ita c ió n

Tercera fase

3. Ciclo de escorrentía

Inte rc e p c ió n

Esc o rre ntíaSup e rfic ia lEsc o rre ntía

Sup e rfic ia l

Esc o rre ntíaSup e rfic ia l

Pre c ip ita c ió n

Infiltra c ió n

Esc o rre ntíaHip o d é rm ic a

Cuarta fase

3. Ciclo de escorrentía

Tra nsp ira c ió n

Eva p o ra c ió n

Eva p o ra c ió n

Flujo sub te rrá ne o

Pe rc o la c ió n

TIEM PO TRANSC URRIDO DESDELA IN IC IAC IÓ N DE LA PREC IPITAC IÓ N

INTE

NSI

DA

D. V

ALO

RES

(mm

/h) Esc o rre ntía Sup e rfic ia l

Pre c ip ita c ió n so b re c a uc e s

Inte rc e p c ió n

De te nc ió n Sup e rfic ia l

Infil

trac

ión

Esc

orre

ntía

To

tal

Esc o rre ntía Hip o d é rm ic aEsc o rre ntía Sub te rrá ne a

Hum e d a d d e lsue lo

Escorrentía

El proceso de escorrentía superficial

El proceso de escorrentía superficial

Relación entre área de origen y profundidad de la lluvia para una cuenca muestra.Fuente: Humborg 1989

Factores que afectan la escorrentía superficial

Factores que afectan la escorrentía superficial

Factores que afectan la escorrentía superficial

Factores que afectan la escorrentía superficial

Factores que afectan la escorrentía superficial

5. Cálculo del Caudal

5.1. Métodos volumétricos

Forma más sencilla

Calcular los caudales pequeños

Es la medición directa del tiempo que se tarda en llenar un recipiente de

volumen conocido.

5.2. Métodos velocidad/superficie

Un molinete mide la velocidad en un único punto y para calcular la corriente

total hacen falta varias mediciones.

MOLINETE

El procedimiento consiste en medir y en trazar sobre papel cuadriculado la

sección transversal de la corriente e imaginar que se divide en franjas de igual

ancho.

1 2 3 4 5 6 7 8

Sección

Velocidad del caudal(m/s)

Profundidad(m)

Ancho(m)

Área(m2)5x6

Caudal(m³/s)4x70,2D 0,8D Media

1 - - 0,5 1,3 2,0 2,6 1,30

2 0,8 0,6 0,7 1,7 1,0 1,7 1,19

3 0,9 0,6 0,75 2,0 1,0 2,0 1,50

4 1,1 0,7 0,9 2,2 1,0 2,2 1,98

5 1,0 0,6 0,8 1,8 1,0 1,8 1,44

6 0,9 0,6 0,75 1,4 1,0 1,4 1,05

7 - - 0,55 0,7 2,0 1,4 0,77

TOTAL 9,23

D es la profundidad de la corriente en el punto medio de

cada sección.

5.3. Método Manning

donde:

 = Área mojada (área de la sección del flujo de agua), en m2, función del tirante hidráulico h

Radio hidráulico, en m, función del tirante hidráulico h

 = Perímetro mojado, en m, función del tirante hidráulico h

 = Un parámetro que depende de la rugosidad de la pared, su valor varía entre 0,01 para paredes muy pulidas (p.e., plástico) y 0,06 para ríos con fondo muy irregular y con vegetación.

 = Velocidad media del agua en m/s, que es función del tirante hidráulico h

 = Caudal del agua en m3/s, en función del tirante hidráulico h

 = la pendiente de la línea de agua en m/m

R(h) =

a) Canales sin vegetaciónSección transversal uniforme, alineación regular sin guijarros ni vegetación, en suelos sedimentarios finos

0,016

Sección transversal uniforme, alineación regular, sin guijarros ni vegetación, con suelos de arcilla duros u horizontes endurecidos

0,018

Sección transversal uniforme, alineación regular, con pocos guijarros, escasa vegetación, en tierra franca arcillosa

0,020

Pequeñas variaciones en la sección transversal, alineación bastante regular, pocas piedras, hierba fina en las orillas, en suelos arenosos y arcillosos, y también en canales recién limpiados y rastrillados

0,0225

Alineación irregular, con ondulaciones en el fondo, en suelo de grava o esquistos arcillosos, con orillas irregulares o vegetación

0,025

Sección transversal y alineación irregulares, rocas dispersas y grava suelta en el fondo, o con considerable vegetación en los márgenes inclinados, o en un material de grava de hasta 150 mm de diámetro

0,030

Canales irregulares erosionados, o canales abiertos en la roca 0,030

(b) Canales con vegetación

Gramíneas cortas (50-150 mm) 0,030-0,060

Gramíneas medias (150-250 mm) 0,030-0,085

Gramíneas largas (250-600 mm) 0,040-0,150

(c) Canales de corriente naturalLimpios y rectos 0,025-0,030

Sinuosos, con embalses y bajos 0,033-0,040

Con muchas hierbas altas, sinuosos 0,075-0,150

Valores del coeficiente n de rugosidad de Manning

nos gustar ía N O consumir t an ta agua... per o..

.... el consumo mundial se dobla cada 20 años

GRACIAS…

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