La infiltración en el ciclo hidrológico
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La infiltración en el ciclo hidrológico

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Anyela Rondon ...

Anyela Rondon
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  • 1. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología Profesor: Enid Moreno Autor: Anyela Rondón C.I: 20.505.237 Puerto Ordaz, 16 de noviembre del 2013
  • 2. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología INFILTRACION: Es el proceso por el cual el agua penetra en el suelo a través de la superficie de la tierra, y queda retenida por ella o alcanza un nivel acuífero incrementando el volumen acumulado anteriormente. En la infiltración ocurren tres subprocesos: La entrada de agua al suelo, La retención de agua. El movimiento del agua a través del suelo. Se expresa en unidades de velocidad de paso: mm/h milímetro por hora o cm/h centímetro por hora.
  • 3. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología LOS INFILTROMETROS: Se pueden dividir en dos grupos: “De carga constante y simuladores de lluvia” Infiltrómetros de Carga Constante Permiten conocer la cantidad de agua que penetra en el suelo en un área cerrada a partir del agua que debe agregarse a dicha área para mantener un tirante constante, que generalmente es de medio centímetro. Figura 1: Infiltrómetro de carga constante Simuladores de lluvia Con el objeto de evitar en lo posible las fallas de los infiltrómetros de carga constante, se usan los infiltrómetros que simulan la lluvia, aplicando el agua en forma constante al suelo mediante regaderas.
  • 4. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología HIETOGRAMA: Es un grafico que permite conocer la precipitación de un lugar a través del tiempo de la tormenta. Forma de Obtener el Hidrograma: Se traza una horizontal, en el hietograma, por tanteos, de modo que la porción del hietograma situada por encima de esta horizontal representan la lamina de escorrentía directa o la ordenada de esta horizontal es el índice Ø buscado
  • 5. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología HIDROGRAMA: Es la representación gráfica de las variaciones del caudal con respecto al tiempo, arregladas en orden cronológico en un lugar dado de la corriente. En las figuras. 5.1 y 5.2 se han representado los hidrogramas correspondientes a una tormenta aislada y a una sucesión de ellas respectivamente. En el hietograma de la figura 5.1 se distingue la precipitación que produce la in filtración, de la que produce escorrentía directa, ésta última se denomina precipitación en exceso, precipitación neta o efectiva. El área bajo el hidrograma, es el volumen de agua que ha pasado por el punto de aforo, en el intervalo de tiempo expresado en el hidrograma. Es muy raro que un hidrograma presente un caudal sostenido y muy marcado, en la práctica la forma irregular de la cuenca, la heterogeneidad espacial y temporal de la lluvia, la influencia de las infiltraciones, etc, conducen a hidrogramas de uno o muchos picos (caudal máximo). Analizando el hidrograma correspondiente a una tormenta aislada (figura 5.1) se tiene lo siguiente:
  • 6. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología
  • 7. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología El Índice de Infiltración: Es utilizado para calcular el escurrimiento en grandes áreas, donde sería difícil aplicar la curva de capacidad de infiltración. Este es equivalente a la velocidad media de infiltración. Forma de Obtener el Índice de Infiltración: Dadas las distribuciones de precipitación en la siguiente tabla, calcular el índice de infiltración sabiendo que la escorrentía superficial o directa fue de 42 mm.
  • 8. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología Forma de Obtener el Índice de Infiltración: RESOLUCION: En primer lugar tengamos en cuenta que, al ser el intervalo de tiempo entre datos de precipitación igual a 1 hora, los valores de intensidad necesarios para la aplicación del método son los mismos valores de precipitación: El cálculo del índice Φ de pérdidas se realiza por iteración, suponiendo un valor inicial y determinando si el área positiva del histograma de intensidades es igual a la escorrentía directa medida (42 mm para este ejemplo). De esta forma, supongamos que hubo escorrentía superficial directa (ESD) las 6 horas de la precipitación. La infiltración, en la primera iteración será de:
  • 9. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología Forma de Obtener el Índice de Infiltración: Este valor implica que la lluvia de la primera hora y la de la última no contribuyen a la escorrentía (quedan por debajo de la línea horizontal definida por Φ), por lo que el nuevo valor de infiltración se obtiene de restar al de la primera iteración (54 mm) las precipitaciones de la hora 1 y la hora 6:
  • 10. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología Forma de Obtener el Índice de Infiltración: Con este valor, al estar por debajo de las intensidades de lluvia desde la hora 2 hasta la 5, se determina el área de la escorrentía para cada intervalo (Diferencia entre las intensidades suministradas y 10 mm/hr): La suma de la escorrentía (13 + 18 + 9 + 2) es igual a 42 mm (el valor de la escorrentía superficial medida), por lo cual se puede establecer que el valor final del Índice Φ de Infiltración en este ejemplo es de 10 mm/hr.
  • 11. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología Forma de Obtener el Índice de Infiltración: En el gráfico de la figura siguiente se presenta el histograma con los valores aquí calculados.
  • 12. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología MODELO DE HORTON: Horton supuso que el cambio en la capacidad de infiltración puede ser considerada Proporcional a la diferencia entre la capacidad de infiltración actual y la capacidad de infiltración final, introduciendo un factor de proporcionalidad k.
  • 13. Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Escuela: 42 Ing. Civil Cátedra: Hidrología Referencias: Ciclo Hidrologico. Infiltracion del agua. Disponible: http://www.ciclohidrologico.com/infiltracin_del_agua. [Consulta: 16 de Noviembre 2013] Obtención del Hietograma de Diseño. Disponible: http://hidrologia.usal.es/practicas/Hietog_diseno_fundamento.pdf. Hidrograma Asociado a una Precipitación. Disponible: ftp://ceres.udc.es/ITS_Caminos/1_Ciclo/Hidraulica_Hidrologia_II/tema_Hidrogra mas.pdf Modelo de Horton. Disponible: http://www.biblioteca.udep.edu.pe/BibVirUDEP/tesis/pdf/1_136_147_89_1258.pdf