capitulo iv

5/26/2018 Capitulo IV

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Tiempo de Concentracin

1

Se define como el tiempo que tarda en llegar a la seccin de

salida una gota de lluvia cada en el extremo

hidrulicamente ms alejado de la cuenca, determinndose

mediante frmulas experimentales.

H

LStc

8,0

5,14

GiandottiSiempre que L/3600 tc

L/3600 * 1,5

Passini

5,0

31

i

SLat

c

tc = tiempo de concentracin, en horas

S= rea de la cuenca, en km2

L= longitud del cauce principal, en km

i= pendiente del cauce

H= elevacin media de la cuenca

a = alejamiento medioS

La

siendo 0,04 a 0,13


2/1052

Californiana (Kirpich)

Tiempo de Concentracin

385,03

870,0

H

Ltc

Direccin general de carreteras (modificada del U.S. Corps of Engineers

76,0

413,0

JLtc

Donde:

tc= tiempo de concentracin, en horasL= longitud del cauce principal, en km,

H= diferencia de nivel, entre la salidade la cuenca y el punto ms alejado

J= pendiente media del cauce principal

( J = H/L)


3/1053

Son la principal fuente de entrada de agua en una cuenca vertiente

Controlan el paisaje natural y las actividades humanas.

Precipitacin


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4

Es la cada de agua lquida y slida, en forma degranizo, de hielo, lluvia y llovizna.

Formacin:

Que exista vapor de agua

Diferencia de temperatura (mecanismo deenfriamiento)

Mecanismo de formacin de gotas de lluvia (agua,hielo, granizo (nubes = gotas flotando)

Cuando las gotas pesan lo suficiente precipitan(mecanismo de crecimiento de gotas).

Precipitacin


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5

Convectivas: fenmeno de enfriamiento de la atmsfera por

ascenso del aire.

Tipos de precipitacin


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6

Orogrficas: Otra forma de enfriamiento al elevarse el aire cargado de

vapor de agua por accin de las montaas.

Tipos de precipitacin

Ciclnicas: Interfase entre masas de aire fro y caliente.


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Nombre Caractersticas

Muy suave Gotas aisladas que no humedecencompletamente la superficie .

Ligera Intensidades menores 2,5 mm/h.

Moderada Intensidades entre 2,57,6 mm/h.

Fuerte Intensidades mayores 7,6 mm/h.

Clasificacin de la lluvia segn Huschke (1980)

Nombre Caractersticas

Ligera Intensidades menores 1 - 5 mm/h.

Fuerte Intensidades entre 1520 mm/h.

Tempestad

muy violenta

Intensidades mayores 100 mm/h.

Clasificacin de la lluvia segn Remenieras (1974)


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Magnitud o cantidad:Es la altura de agua cada en un ciertotiempo. La miden los pluvimetros en mm.

Intensidad: es la velocidad que cae la precipitacin. Lamiden los pluvigrafos en mm/h.

Duracin: tiempo que ocurre entre el inicio y fin de unaprecipitacin. Se mide en horas.

Medicin de la precipitacin


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9

Pluvimetro Pluvigrafo


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10

ESTACIONES AUTOMTICAS


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Medicin de la precipitacin

Radar

Puede determinar dnde estn la lluviayel granizo .

El radar rebota ondas de radio en lasgotas de lluvia de las nubes.

Una computadora mide cunto tiempo letoma a las ondas reflejarse de vuelta yutiliza ese tiempo para determinar cun

lejos est la lluvia. La computadora tambin mide cunta

energa se refleja de vuelta hacia el radary calcula cuanta lluvia contienen lasnubes.

Radar Doppler

No slo puede determinar cun lejosestn las gotas de lluvia, tambin puedecalcular si se estn moviendo en direccino lejos del radar.

Los meterelogos saben que si la lluvia seest moviendo, el viento debe estarempujndola. Es as como saben hacia

dnde sopla el viento dentro de lasnubes.
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/rain.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/wind.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/hail.sp.htmlhttp://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Atmosphere/precipitation/rain.sp.html


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12

Cuando en una estacin pluviomtrica tiene lugar algn

cambio en las condiciones de medicin, como cambio de

operador, de localizacin o de las condiciones adyacentes,

los registros sufren alteraciones que afectan la

homogeneidad de los datos.

Para detectar y corregir estas alteraciones se utiliza la

tcnica llamada curva masa doble

Ajuste de Registros de Precipitacin


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ao Estaciones consideradas

Estacin en

estudio

Estacin A Estacin B Estacin CSuma

Precipitc.Precipitc.

mediaPrecipitc.Acum.

Precipitc.Precipitc.Acum.

1948 914,4 857,0 1426,0 3197,4 1065,8 1065,8 1167,9 1167,9

1949 888,4 532,0 740,6 2161,0 720,3 1786,1 754,6 1922,5

1950 1081,7 807,5 915,7 2804,9 935,0 2721,1 759,7 2682,2

Mtodo de la Curva de Doble masa: permite ajustar los datos deprecipitacin de tal manera que se pueda considerar que la estacinmedidora no ha sufrido cambio alguno desde el inicio de su operacin.

Ajuste de Registros de Precipitacin


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14


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16


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17


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18

Media AritmticaPrecipitacin media sobre la cuenca

mmPm 2,166

27231419212


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19

Polgonos de Thiessen

Precipitacin media sobre la cuenca


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20

Mtodo Isoyetas

Precipitacin media sobre la cuenca


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Isoyetas de la cuenca superior del rioCatamayo


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Interpolacin espacial

Procedimiento matemtico utilizado para predecir el valor deun atributo en una locacin precisa a partir de valores delatributo obtenidos de puntos vecinos ubicados al interior dela misma regin. A la prediccin del valor de un atributo enlugares fuera de la regin cubierta por las observaciones se le

llama extrapolacin.


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ESCURRIMIENTO

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Escurrimiento superficial:

Proviene de la precipitacin no infiltrada y escurre sobre lasuperficie del suelo y la red de drenaje.

La parte de la precipitacin que contribuye al Escurrimientosuperficial se denomina precipitacin en exceso.

Escurrimiento subsuperficial

Se debe a la precipitacin infiltrada en la superficie del suelo,pero que se mueve lateralmente sobre su horizonte superior.


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24

Escurrimiento subterrneo:

Es el que proviene del agua subterrnea, la cual es recargada

por la parte de la precipitacin que se infiltra a travs delsuelo, una vez que este se ha saturado.

Se expresa en tres formas:

Unidades de gasto (v/t): l/s, m3/s, o en Hm3/ao

Unidades de gasto Unitario: m3/seg/km2o Hm3/ km2/ ao

En lmina o tirante: mm/da. Relacin PrecEscurr.

ESCURRIMIENTO


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27

PrecipitacinTotal

PrdidasInfiltracin

Precipitacin en

exceso

EscurrimientoSuperificial

EscurrimientoSubsuperficial

EscurrimientoSubterrneo

EscurrimientoSubsuperificial

rpido

EscurrimientoSuperificial

lento

EscurrimientoDirecto

EscurrimientoBase

EscurrimientoTotal

ABSTRACC

IONES


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Mtodos de Medicin

28

Volumtricos

Secciones de control

Seccin y pendiente

Seccin y velocidad

Qumicos. Sensores

V = velocidad media

R = radio hidrulico

S = pendiente

n = coef. rugosidad


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ESTACIONES DE AFORO DE MICROCUENCASEXPERIMENTALES


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30

AFORO DECORRIENTES

MOLINETEHIDRULICO


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MEDICIN DE CAUDAL EN MICROCUENCAEXPERIMENTAL


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MEDICIN DE CAUDAL EN LOS CURSOS DEAGUA PEQUEOS


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MEDICIN DE CAUDAL EN GRANDES RIOS


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Aforo del Caudal en grandes ros


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35

LIMNIMETROS

MEDICION DEL NIVEL DEL AGUA


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36

LIMNIGRAFOS:

Son aparatos que registrancontinuamente las variaciones del

nivel del agua en el ro.

Los limngrafos de flotador constande un tambor acoplado a unsistema de relojera. En el tambor

va colocada la grfica donde seregistra mediante una plumilla olpiz la variacin del nivel del agua

Medicin del nivel del agua

ESTACIN HIDROLGICA DE MOYOCOCHA


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ESTACIN HIDROLGICA DE MOYOCOCHA

R l i


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escurrimientosmediosmximos

escurrimientos medios

Para calcular elescurrimiento medio ovolumen medio en cuencaspequeas o reas de drenaje

reducidas, es necesarioconocer el valor de laprecipitacin media, el reade drenaje y su coeficientede escurrimiento

RelacionesLluvia - escurrimiento


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39

Cuando se quiere estimar el volumen de agua para almacenar oretener anualmente se puede utilizar la siguiente expresin:

Vm = A C Pm

Vm = Volumen medio de agua que puede escurrir (miles de m3)

C = Coeficiente de escorrenta (0.1 a 1.0)

Pm = Precipitacin media (mm)

A = Area de la cuenca (km2)

Coef. de escorrenta= Vol. de agua

escurrida/Vol. de agua precipitada

Escurrimiento medio anual


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COBERTUR VEGET L Y SUELOS DE LMICROCUENC L C PILL


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41

Valores de C para el clculo del escurrimiento

Topografa Textura del sueloVegetacin Gruesa Media Fina

Bosque:

Plano (0-5 % pendiente)

Ondulado (6-10 %)Escarpado (11-30 %)

0.10

0.250.30

0.30

0.350.50

0.40

0.500.60

Pastizales:


Ondulado (6-10 %)

Escarpado (11-30 %)

0.10

0.16

0.22

0.30

0.36

0.42

0.40

0.55

0.60

Terrenos Cultivados:


Ondulado (6-10 %)

Escarpado (11-30 %)

0.30

0.40

0.52

0.50

0.60

0.72

0.60

0.70

0.82


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Mtodo del nmero de curva

Mtodo para la obtencin de la escorrenta superficial deuna lluvia aislada a partir de las caractersticas del suelo, su

uso y cubierta vegetal.

Desarrollado por el U. S. Soil Conservation Service

Donde:Q = escorrenta superficial acumulada (mm)

P = Precipitacin acumulada (mm)

P0 = Umbral de escorrenta (mm)

=( )


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El mtodo propone las siguiente simplificacin:

Entonces: =( , )

+,8 ; para P = 0,2 S

Luego: = 254

1 ; CN = nmero de curva (valordel complejo hidrolgico suelo-

cubierta)


= 0,2


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FACTORES QUE DEPENDE:

Tipo de suelo

Cubierta vegetal y usos del suelo

Condiciones hidrolgicas para la infiltracin

Estado previo de la humedad del suelo

TIPO DE SUELO:

GRUPO A: Es el que ofrece menor escorrenta. Terrenos profundos,sueltos, con predominio de arena y grava.

GRUPO B: Suelos de moderada permeabilidad cuando estnsaturados (franco arenosos de mediana profundidad, francoprofundos)



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GRUPO C: Suelos de poca permeabilidad cunado estn

saturados. Presentan estrato impermeable de arcilla o texturafranco arcillosa o arcillosa.

GRUPO D: Es el que ofrece mayor escorrenta, suelos muyimpermeables (arcillosos profundos).

CUBIERTA VEGETAL Y USOS DEL SUELO

Condiciones que presenta la cubierta del suelo en relacin consu mayor o menor capacidad de infiltracin.

Clase y densidad de la vegetacin.

Tipo de Labores realizadas



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CONDICIONES HIDROLGICAS PARA LA INFILTRACIN

Efecto que tiene el estado de la superficie del terreno en lacapacidad de infiltracin y en la generacin de escorrenta.

Densidad de la cubierta vegetal

Rotacin y densidad de cultivos Intensidad del aprovechamiento ganadero

Regularidad de la superficie del terreno.

CONDICIONES DE HUMEDAD DEL SUELOAMC I: condiciones anormalmente secas. Meses de verano secos

AMC II: Condiciones medias

AMC III: Cuenca saturada tras una lluvia reciente.



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Hidrograma de simulacin de influencia


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52

Hidrograma de simulacin de influencia

de la ordenacin agrohidrolgica


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Curva Elevaciones - Gastos


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Caudales medidos en estaciones fluviomtricas

Los caudales obtenidos en mayoras de estacionesno representan rendimiento de las cuencas, sino que

estn afectados por tomas no controladas ( parariego), siendo algunos significativos.

Caudales medio s d iar ios

Informacin bsica para clculo de caudales mediosmensuales y anuales.

Caudal medio o escorrenta media



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Caudales medio s mensuales

Sirven como herramienta para describir ladistribucin intra-anual de la escorrenta.

Para evaluacin general de recursos hdricos y

manejo del agua a escala de cuenca es suficienteutilizar datos mensuales. Para aplicacin de modeloshidrolgicos es necesario los caudales diarios uhorarios.

Caudales med ios anuales

La cantidad de agua disponible en una cuenca estcaracterizada por los volmenes anuales expresados

en miles o millones de m3/ao.




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Caudales medios anuales

Los registros deben ser largos de por lo menos 10 aos, pero en

el caso de regiones secas el perodo debera ser mayor.

La principal informacin de los caudales se expresa mediante el

Caudal Medio y la desviacin estndar (Cv), que representa la

variabilidad del caudal.

El Caudal Medio Anual (media aritmtica de los caudales

medios anuales), o mdulo de escorrenta (Qmed), caracterizala mxima cantidad potencial de agua que est disponible en el

sitio de inters de una cuenca en un perodo.



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Curva de duracin de caudales

Procedimiento grfico para anlisis de frecuencia de caudalesy representa la frecuencia acumulada de ocurrencia de uncaudal determinado. Los datos de caudal medio anual,mensual o diario se pueden usar para construir la curva.

Los caudales se disponen en orden descendente, usandointervalos de clase si el nmero de valores es muy grande. SiN es el nmero de datos, la probabilidad de excedencia, P, decualquier descarga(o valor de clase), Q, es:

=

100

Siendo mel nmero de veces que se presenta en ese tiempoel caudal.


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Las siguientes caractersticas de la curva de duracin son de inters

desde el punto de vista hidrolgico:

La pendiente depende del tipo de datos. Por ejemplo caudalesdiarios producen una curva con ms pendiente que una calculadacon caudales mensuales, debido a que los picos se suavizan con

registros mensuales.

La presencia de un embalse modifica la naturaleza de la curva deduracin.

Pendientes altas en la curva de duracin, indican caudales muyvariables. Pendientes bajas indican respuestas lentas a la lluvia yvariaciones pequeas del caudal. Una curva suave en la partesuperior es tpica de un ro con grandes planicies de inundacin.


C d d i d d l


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Las curvas de duracin se usan en la planeacin de recursos hidrulicos,para evaluar el potencial hidroelctrico de un ro, para estudios de controlde inundaciones, en el diseo de sistemas de drenaje, para calcular lascargas de sedimento y para comparar cuencas cuando se desea trasladarregistros de caudal. Por medio de esta curva se definen los siguientescaudales caractersticos:

Caudal caracterstico mximo: Caudal rebasado 10 das al ao.

Caudal caracterstico de sequa: Caudal rebasado 355 das al ao.

Caudal de aguas bajas: caudal excedido 275 das al ao o el 75 % deltiempo.

Caudal firme: es aquel que tiene una probabilidad del 95%.

Caudal mnimo probable es aquel que la corriente puede suministrardurante todo el ao con una probabilidad de excedencia prxima al100% .


C d d i d d l


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Ejemplo:

Se dispone de caudales promedios diarios de un ro en tresaos consecutivos. Calcular los caudales con probabilidades

del 50% y del 75% de ser excedidos.




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Q (m3/s) 61-62 62-63 63-64 Total Acumulado P%

140 - 120.1 0 1 5 6 6 0.55

120100.1 2 7 10 19 25 2.28

10080.1 12 18 15 45 70 6.38

8060.1 15 32 15 62 132 12,03

6050.1 30 29 45 104 236 21,51

5040.1 70 60 64 194 430 39,19

4030.1 84 75 76 235 665 60,62

30 -25-1 61 50 61 172 837 76,3

2520.1 43 45 38 126 963 87.78

2015.1 28 30 25 83 1046 95,35

1510.1 15 18 12 45 1091 99,45

105.1 5 - - 5 1096 99,91

TOTAL 365 365 366 N = 1096


C d d i d d l


62/105

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

0 20 40 60 80 100

Caudalesm

3/s

Probabilidad de excedencia (%)

50% 75%

28 m3/s

40 m3/s



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Caudal mnimo que garantice la conservacin de lavida, el movimiento y la reproduccin de lasespecies que pueblan las aguas en el momento deinstalacin de las obras. (Olivares, 2004)

Flujo que debe mantenerse en cada sectorhidrogrfico de tal manera que los efectos abiticos(disminucin de permetro mojado, profundidad del

calado, velocidad de la corriente, difusinturbulenta, incremento de concentracin denutrientes) producidos por disminucin del caudal,no alteren la dinmica del ecosistema. Aguirre y deVikua, 2000.

Caudal Ecolgico

1 3 C d l di t di


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1.3 Caudal medio o escorrenta media

Carac ters ti cas Reg io nales de la Esco rren ta

Caudal o rendimiento especfico (q) definido como elcaudal de un rea unitaria expresado en m3/s/km2

l/s/km2.

Este se deriva a partir del mdulo de escorrenta (Qmed),

dividindola para el rea de la cuenca (A).

q = Qmed/A

Otra caracterstica es la altura o lmina de escorrenta(h) que corresponde a la cantidad de agua que escurre

de la cuenca en un perodo determinado y que se

distribuye de manera uniforme por toda la cuenca.

1 3 C d l di t di


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1.3 Caudal medio o escorrenta media

Model izacin Precipi t acin -Caudal

El caudal del ro se estima en base a la lluvia observada

y con la informacin geogrfica relacionada con las

pendientes, cobertura vegetal y tipo de suelo.

Lo importante es que los registros de precipitacin son

siempre ms extensos que las series de caudales.

En el pas se utilizan distintos tipos de software para la

modelacin precipitacin-caudal como: Temez, Watbal,

Mike Nam, etc.

DEMANDA DE AGUA CON FINES DE


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Las condiciones climticas de cada regin como laevaporacin, la transpiracin del cultivo, la humedad

relativa y la velocidad del viento determinan la

demanda de agua del sector agrcola.

La demanda del sector agrcola se estima como el

producto de la evapotranspiracin y el coeficiente de

cultivo (Kc). Los requerimientos de riego de obtienen

de restar la evapotranspiracin del cultivo de la

precipitacin efectiva (Pe)

occ ETKET

DEMANDA DE AGUA CON FINES DERIEGO

ec PETRR

EVAPOTRANSPIRACIN


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TEMPERATURA:Esta informacin es necesaria para calcular o

estimar variables de la ecuacin del balance hdrico.

Se compilan temperaturas medias mensuales de las

estaciones involucradas en un sistema hidrogrfico, tanto las

internas como las externas.

A partir de los datos de aos completos se puede analizar la

distribucin interanual de la temperatura y establecer su

variacin estacional.

Se generar un modelo entre altitud y temperatura de todas

las estaciones para establecer el mapa de isotermas.

EVAPOTRANSPIRACIN

M P DE TEMPER TUR


68/105

68

33

EVAPOTRANSPIRACIN


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Las plantas necesitan agua para su crecimiento y para

controlar su temperatura, especialmente en los dassoleados en que se presenten vientos calientes y secos.

Las plantas extraen agua del suelo y la transportan hacia

las hojas. Las pequeas aberturas (estomas) localizadas

en el envs y el haz de las hojas permiten la entrada del

bixido de carbono que se requiere para la fotosntesis y

el crecimiento de la planta.

El vapor de agua se evapora de las hojas de las plantasa travs de las cavidades de los estomas, como un flujo

de vapor que va del estoma hacia la atmsfera, este

proceso se denomina Transpiracin.

EVAPOTRANSPIRACIN

O S C


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La evapotranspiracin (ET) es la suma de la cantidad de agua

que pasa a la atmsfera por los procesos de evaporacin delagua interceptada por el suelo y la transpiracin de las plantas.

Comprende la evaporacin directa (desde la superficie del

suelo) e indirecta (desde la superficie de la vegetacin), y, la

transpiracin de la cobertura vegetal en particular.

En la mayor parte de los cultivos, la evaporacin del agua

desde la superficie del suelo y de las pantas y la transpiracin

de las cavidades de los estomas, representa ms del 98% delagua utilizada por los vegetales.

EVAPOTRANSPIRACIN

E t i i


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Evapotranspiracin potencial (ETP): es la cantidad de agua,

que si estuviese disponible sera evapotranspirada desde una

superficie dada. Tomando en cuenta la humedad de la

superficie se define ETP como la evapotranspiracin que

puede ocurrir desde una superficie cubierta de vegetacin

bien dotada de humedad.

Evapotranspiracin Real (ETR): es la cantidad de agua que

realmente pasa a la atmsfera por los procesos de

evapotranspiracin. En condiciones naturales la humedad es

limitada por lo tanto la ETR < que la ETP, siendo la ETP su valor

mximo.

Evapotranspiracin

E t i i


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Si el aire circundante a la planta y al suelo tiene igualtemperatura, pero mucho ms seca, tendr una presin devapor ms baja.

El vapor de agua se mueve de zonas de alta presin de vapora zonas de baja presin. Entonces mientras haya unintercambio de aire y ste sea ms seco, la tasa de ETP serms alta.

En zonas ventosas y ridas, la adveccin proveer de tantaenerga para la ETP como la radiacin neta. En zonashmedas la adveccin puede ser ignorada.

Evapotranspiracin

E t i i


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Otras dos fuentes de energa para la ETP son: el intercambiode calor entre el cultivo y el suelo, o entre el cultivo y el airecircundante.

Si el suelo est ms caliente que el cultivo, la energa estransferida del suelo al cultivo. Si el follaje est ms caliente

que el suelo la energa fluir hacia el suelo y la ETP disminuir.

El mismo tipo de transferencia ocurrir entre el cultivo y elaire. Los cultivos que no estn sujetos a tensin de agua,estn ms fros que aire circundante.

Si estn estresados por falta de agua, estarn ms calientesque el aire que los rodea.

Evapotranspiracin

Medicin de la Evapotranspiracin


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Mtodos Aerodinmicos: Consideran la medicin de la tasade movimiento de vapor de agua encima del follaje de loscultivos.

Mtodos agua-suelo: el suelo es la ltima fuente de

abastecimiento de agua durante la ETP, se utilizan variosmtodos para relacionar los cambios de humedad en el sueloen funcin del consumo de agua por los cultivos.

Lismetros: Consiste en un recipiente enterrado y cerrado

lateralmente de modo que el agua drenada por gravedad esrecogida por un drenaje. Opera en forma idntica al mtododel balance de agua.




75/105

Lismetros




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Los lismetros de mayor precisin son los de pesada ogravimtricos, tiene una aproximacin de medida de 0.025mm en la ETP.

Los mejores lismetros son los monolticos, que son llenadoscon suelo de estructura inalterada. Un mantenimientocuidadoso y regular de los lismetros y su rea circundante esnecesario para mantener precisin.

Mtodo del monitoreo de plantas: Uso de pormetrosadheridos a las hojas de las plantas y se pueden medircambios en la humedad y cantidad de transpiracin.

Lismetros


LISMETROS


77/105

cascajo

suelo materia orgnica

LISMETROS


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Gramnea

GramneaPinus

Eucalipto

M di i d l E t i i


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Medidas de la evaporacin del suelo: Utiliza micro lismetrosque son pequeos cilindros que son llenados en formamonoltica. La diferencia de peso diario determina la tasa deevaporacin.

Mtodos para estimar la ETP regional: Se puede utilizarmtodo de balance de aguas, entradas y salidas de aguasubterrnea y superficial y cambios de almacenamiento deagua en la cuenca. La diferencia representa la ETP. Requierevarios aos de informacin, y es usado para perodos largos.

Otro mtodo es utilizando imgenes infrarrojas de satlite.Es difcil si no se las tiene las disponible. Los mtodosregionales se utilizan con fines hidrolgicos o para prediccinde rendimiento de cultivos.


Estimacin de la Evapotranspiracin


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El mtodo del cultivo de referencia se recomienda como un

procedimiento unificado que ha probado ser preciso para

muchas localidades.

El mtodo de la evapotranspiracin del cultivo de referencia

utiliza dos factores para predecir el consumo actual del agua:

occ ETKET

Etc= tasa actual de ETC del cultivo

Kc= coeficiente de cultivo

Eto= tasa ETP del cultivo de referencia.


E ti i d l E t i i


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El cultivo de referencia se representa ya sea por un pasto o

por alfalfa. Se ha utilizado un pasto sano y bien regado de

una altura de 8 a 15 cm. Tambin se usa alfalfa bien regada de

30 cm. de altura (oeste de los EE.UU.)

El Coeficiente de cultivo Kc

Relaciona el uso del agua del cultivo de referencia con el de

otro cultivo. Generalmente es pequeo cuando follaje deplanta tambin lo es, y cubre parte de la superficie del suelo.


Seleccin y aplicacin del mtodo para


82/105

Seleccin y aplicacin del mtodo paraestimar la Eto

La seleccin del mtodo ms adecuado depende de:

Tipo, precisin y duracin de los datos de clima disponibles.

Patrones naturales de la ETP durante el ao

Uso posterior de las estimaciones de la ETP

El tipo, calidad y perodos de tiempo de datos climticos afecta

la seleccin del mtodo. En muchos sitios la T del aire se hamedido por largo tiempo, en cambio la V viento, la HR, y la Rstienen menos disponibilidad.

Seleccin y aplicacin del mtodo


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Seleccin y aplicacin del mtodopara estimar la Eto

riego Datos en tiempo real

Diseo y derechos

de agua

Estimaciones a nivel histrico y para

diferentes patrones de cultivo

Calendarios de riego

Sistemas de riego,

embalses,

reservorios

Las estimaciones diarias de Eto no son siempre necesarias para

algunas aplicaciones de calendarios de riego. Si los terrenos se

riegan cada 10 das la estimacin puede efectuarse utilizandolos mtodos de la radiacin o la temperatura.

Mtodos para Estimar laE t i i


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Mtodos simples Temperatura media

Mtodos complejos

Radiacin solar

Temperatura del aire

Velocidad del viento

Presin de vapor

Tasa de desarrollo follaje

Blaney - Criddle

Turc

Thornthwaite

Christiansen

Evapotranspiracin

Penman-Monteith

El mtodo de Penman-Monteith


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Jensen

et al

. (1990) compararon 20 mtodos para calcular ETopara zonas ridas y hmedas. Encontraron que el mtodo con

las modificaciones de Allen (1986) fue el ms preciso en ambos

ambientes.

Est dado por la ecuacin:

a

zzo

1

*n*r

ee

BP

K0,622

GR

1ETo

El mtodo de Penman Monteith

ETo = evapotranspiracin de referencia (cm/d)

= calor latente de vaporizacin (lang/cm)

Rn= radiacin neta (lang/d)

G = flujo de calor del suelo (lang/d)

= pendiente curva de presin vapor (mb/C)

= constante psicromtrica (mb/C)

= densidad del aire (kg(m3)

BP = presin baromtrica (mb)

ez= presin media de vapor a saturacin (mb)

ez = presin actual de vapor (mb)

El t d d P M t ith


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Mtodo

Penman-Monteith

Radiacin solar

Temperatura

Velocidad del viento

Humedad del aire

Si hay datos de clima suficientemente precisos, el

mtodo puede utilizarse para clculos diarios de Eto. Se

recomienda su uso cuando existe la siguiente

informacin:

El mtodo de Penman-Monteith

METODO DE THORNTHWAITE


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METODO DE THORNTHWAITE

a

I

TET

1053.00

514.1

5

Ti

ETo = evapotranspiracin potencial sin ajustar, en mm

T = temperatura del aire (C)

I = ndice calrico anual, que se obtiene con la suma de

12 ndices calricos mensuales.

La frmula de C. W. Thornthwaite para el clculo de la ETP fue

propuesta el 1948 con base en observaciones lisimtricas yprdidas de agua en cuencas de la parte central de los EE.UU.

492.010*17910*77110*675 42739 IIIa

Mtodo de Blaney y Criddle


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Harry Blaney y Waine Criddle propusieron una frmula para eloeste de los EE.UU:, en la cual se emplea la temperatura mediamensual, el foto perodo diario y un factor de cultivo.

12.8457.00 TpET

Mtodo de Blaney y Criddle

ET0= evapotranspiracin mensual en cm.

T = temperatura media mensual, en C.P = porcentaje de horas de brillo solar (tomar de

cuadro 2 FAO)

Ajustar con valores de viento, humedad relativa y relacin n/N. Fig 1 FAO

Mtodo de la evaporacin de


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La Eto puede ser estimada mediante la medida de la tasa deevaporacin en un tanque a cielo abierto y poco profundo,

como el estandar clase A.

El tanque clase A se encuentra montado en una estructura demadera, con el fondo a 15 cm del suelo. El nivel del agua

debe mantenerse entre 5 y 7 cm abajo del filo del tanque.

Debe pintarse con pintura de aluminio y el agua debe sercambiada para evitar su turbidez.

Mtodo de la evaporacin detanque



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tanque

tan0 *EKET p

ET0= evapotranspiracin del cultivo de referencia

Kp = coeficiente de tanque

Etan = evaporacin en el tanque (cm/d)



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tanque

Correlacin entre Penman y el Tanque


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La mayor parte del agua usada en esta poca es la que sepierde como evaporacin de la superficie del suelo. Conformeel follaje se desarrolla, ms radiacin es absorbida por elcultivo; por lo tanto la ETP aumenta.

Cuando el cultivo cubre la superficie del suelo Kc puedeexceder a 1. Significa que el uso del agua por el cultivoconsiderado puede ser mayor al del cultivo de referencia.

Cuando el cultivo comienza a madurar el Kc empieza adecrecer.





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Patrn de Cultivos


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Patrn de Cultivos

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

Tomate

Papaya

Aguacate

Forraje

Lluvia Efectiva


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No toda la lluvia que cae es efectiva. Una parte se pierde por

escurrimiento superficial, percolacin profunda oevaporacin.

Slo una porcin de una lluvia pesada y de alta intensidad

puede infiltrarse y almacenarse en la zona radical.

Lluvias ligeras y frecuentes, interceptadas por el follaje concobertura completa tiene una efectividad cercana al 100%.

En un suelo seco una lluvia de 8 mm/da, puede perderse porevaporacin. Lluvias de 25 a 30 mm/da tiene una efectividaddel 60%.

Lluvia Efectiva


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Coeficientes de Blaney-Criddle:

Coeficientes de Ogrosky y Mockus:

=

. ,

Lluvia (mm) Coeficientes de efectividad

25

50

75

100

125

150

> 150

0.95

0.90

0.82

0.65

0.45

0.25

0.05

; =

Lluvia Efectiva


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Donde:

P= precipitacin observada, en mm.

ET= evapotranspiracin, en mm.

Ecuacin de Prescott y Anderson:

= 0,9 ,7

Donde:

Pcm= Precipitacin calculada media

Ev= Evaporacin mensual media, medida en tanque tipo A.

Si Pcm > Pm; entonces Pe = 0

Si Pcm < Pm; entones Pe = 0,8

Requerimientos Hdricos de losC lti


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Cultivos

Determinan la posible rea de riego, ante determinado volumen deagua disponible.

Elaborar calendarios tericos de riego; fijar las lminas e intervalosde riego, que en funcin de eficiencias a nivel parcelario y deconduccin, permiten determinar planes de riego y extraccin devolmenes.

Estimar eficiencias de riego a nivel parcelario.

Determinar lminas de sobreriego para prevenir problemas desalinizacin de suelos.

Estimacin de volmenes auxiliares para riego

Estimacin en grandes cuencas de posibles volmenes de agua adrenar.

Seleccionar cultivos ms adecuados para zonas de agricultura detemporal.

Determinar la eficiencia con la que se ests utilizando el agua

Requerimientos Hdricos de losC lti


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VARIABLE MESES Tot

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

P

ETP

Pe

Ef.RR

TOTAL(mm/mes)

Cultivos

ec PETRR

ndice de escasez de agua


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ndice de escasez de agua

Indice= /

Categora ndice de escasez Caracterstica

No significativo 50% Demanda alta con respecto a

la oferta

Cuando la demanda supera el 20% de la oferta indica que es necesario ordenar

la oferta con la demanda; si es menor del 10% supone menores problemas de

manejo y si esta entre 10 y 20% indica que la disponibilidad del agua est

limitada.

ndice de Aridez


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El ndice de aridez o dficit de agua representa el mayor o menor grado de

insuficiencia de los volmenes precipitados para mantener la vegetacin.

ndice de Aridez

0

0

ET

ETET raI

Categora ndice de Aridez

Cuenca altamente deficitaria de agua >0.60

Cuencas deficitarias 0.50-0.59

Cuencas entre normales y deficitarias


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Hdrica (IRH)

El ndice de retencin y regulacin evala la capacidad de lacuenca para mantener un rgimen de caudales, producto dela interaccin del sistema suelo-vegetacin con lascondiciones climticas y con las caractersticas fsicas ymorfomtricas de la cuenca.

Este indicador permite evaluar la capacidad de regulacin delsistema en su conjunto.

La obtencin de este indicador se basa fundamentalmente enla curva de duracin de caudales medios diarios para lasestaciones seleccionadas.

ndice de Retencin y Regulacin


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Su estimacin resulta de la relacin entre el volumen representadopor el rea que se encuentra por debajo de la lnea del caudal

medio y el correspondiente al rea total bajo la curva de duracin

de caudales diarios.

y gHdrica (IRH)

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

0 20 40 60 80 100

Caudalesm3/s

Probabilidad de excedencia (%)

Vt VP

ndice de Retencin y Regulacin


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=

Hdrica (IRH)

IRH= ndice de retencin y regulacin hdricaVP = volumen representado por el rea que se

encuentra por debajo de la lnea del caudal medio.

Vt = volumen total representado por el rea bajo la

curva de duracin de caudales.

Rango valoresindicador

Calificacin Descripcin

> 0,85 MIUY ALTA Muy alta retencin y regulacin dehumedad

0,75

0,85 ALTA Alta retencin y regulacin de humedad0,650,75 MODERADA Media retencin y regulacin de

humedad

0 50 0 65 BAJA Baja retencin y regulacin de humedad

capitulo iv

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