Agua Subsuperficial y Agua Superficial

7/26/2019 Agua Subsuperficial y Agua Superficial

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AGUA SUBSUPERFICIAL Y AGUA SUPERFICIAL

(Capitulo 4 y 5)

Integrantes

!ESUS !"SE #AES$RE A%E&'A"

'ARIA&&IS I&ES PI&$" IBAES

#ARYSABEL $"US R"#ER"

U&I%ERSI'A' 'E LA GUA!IRA

FACUL$A' 'E I&GE&IERIAPR"GRA#A 'E I&GE&IERIA A#BIE&$AL

RI"ACA* LA GUA!IRA

+,-.


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AGUA SUBSUPERFICIAL Y AGUA SUPERFICIAL

(Capitulo 4 y 5)

Integrantes

'ARIA&&IS I&ES PI&$" IBAES

#ARYSABEL $"US R"#ER"

!ESUS !"SE #AES$RE A%E&'A"

'o/ente

YAIR ALF"&S" #"%IL FUE&$ES

U&I%ERSI'A' 'E LA GUA!IRA

FACUL$A' 'E I&GE&IERIAPR"GRA#A 'E I&GE&IERIA A#BIE&$AL

RI"ACA* LA GUA!IRA

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C"&$E&I'"

Pag

I&$R"'UCCI"&

"B!E$I%"S

CAPI$UL" 4

-0 Agua Su1super2i/ial.7-0-0 Flujo no saturado10-0+0 Infiltracin 12-030 Tiempo de encharcamiento 15

+0 Agua super2i/al+0-0 flujo superficial hortoniano 00+0+0 Hidrograma de caudal 11+030 !ceso de precipitacin " escorrent#a directa 00+040 $rofundidad de flujo " %elocidad ..00+050 Tiempo de tr&nsito11+0.0 'edes de rios ..11

C"&CLUSI&

REFERE&CIAS C"&SUL$A'AS


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I&$R"'UCCI"&


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-0 AGUA SUBSUPERFICIAL

l agua su(superfial flu"e por de(ajo de la superficie terrestre.-0- Fluo no satura6o

ha" tres procesos importantes de flujo su(superficial " las )onas en *ue estas

ocurren. In2litra/ion 6e agua super2i/al en el suelo* para con%ertirse enhumedad del suelo+ 2luo su1super2i/ial o no satura6o satura6o+ a tra%,s delsuelo " el 2luo 6e agua su1terranea o 2luo satura6oa tra%es de los estratos desuelos o rocas. -os estratos de suelo o roca *ue permiten el flujo de agua se

denominan medios porosos. l flujo es no satura6o cuando el medio porosotoda%ia tiene alguno de sus %acios ocupados por aire " es satura6ocuando los%acios estan llenos de agua.El ni7el 2re8ti/oes la superficie donde el agua seencuentra a presin atmosferica en un medio saturado. $or de(ajo del ni%el

fre&tico+ el medio poroso se encuentra saturado " a presin superiores a la

atmosferica. $or encima del ni%el freatico las fuer)as capilares pueden saturar el

medio poroso a lo largo de una corta distacia en la franja capilar+ por encima del

cual el medio poroso se encuentra usualmente no saturado e!cepto despues de

una llu%ia+ cuando la infiltracin desde la superficie del terreno puede producir

temporalmente condiciones de saturacin. -a salidas de agua su(superficial "

agua su(terranea ocurren cuando el agua su(superficial emerge para con%ertirse

en flujo superficial en una corriente o manantial+ la humedad del suelo se e!trae

por e%apotranspiracin a medida *ue el suelo se seca.

onas " procesos del agua su(superficiales.


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-0+ I&FIL$RACI&

s el proceso mediante el cual el agua penetra desde la superficie del terreno

hacia es suelo+ los factores *ue influ"en en la tasa de infiltracin pueden ser lasuper2i/ie 6el suelo " su /u1ierta 7egetal+ las propiedades del suelo/ porosi6a6" /on6u/ti7i6a6 9igra:li/a " /onteni6o 6e 9u;e6a6 presente en el suelo.stratos de suelos con propiedades fisicas diferentes pueden superponerse unos

so(re otros formando hori)ontes por ejemplo un suelo limoso con una

conducti%idad hidralica relati%amente alta puede estar superpuesto so(re una

)ona de arcilla de (aja conducti%idad. -os suelos tam(ien presentan una gra

%aria(ilidad espacial tam(ien dentro de pe*ueas areas como en un sem(rado.

3omo resultado de estas grandes %ariaciones espaciales " de las %ariaciones

temporales de las propiedades del suelo *ue ocurren a medida *ue cam(ia el

contenido de humedad de este.

-a distri(ucin de humedad dentro del perfil del suelo durante el mo%imiento haciaa(ajo del agua la encontramos representada en la siguiente figura.

!isten cuatro )onas de humedad/

4na )ona saturada cerca de la superficie+ una )ona de transmision de flujo no

saturada " contenido de humedad apro!imadamente uniforme+ una )ona de

mojado en la cual la humedad decrece con la profundidad " un frente de mojado

en el cual el cam(io de contenido de humedad con la profundidad es tan grande

*ue da la apariencia de una discontinuidad aguada entre el suelo mojado de arri(a

" el suelo seco de a(ajo. ependiendo la cantidad de infiltracion " de las

propiedades fisicas del suelo+ el frente de mojado puede penetrar en el suelo

desde unas pocas pulgadas hasta %arios pies.

-a tasa de infiltracin f+ *ue se e!presa en pulgada por hora o centimetros por

hora+ es la tasa la cual el agua entra al suelo en la superficie. 6i el agua se

encharca en la superficie la infiltracion ocurre a la tasa de infiltracin potencial. 6i

la tasa de suministro de agua en la superficie+ por ejemplo por llu%ia es menor *ue

la tasa de infiltracin potencial+entonces+ la tasa de infiltracin real tam(ien sera

menor *ue la tasa potencial. -a inflitracin acumulada F es la profundidad

acumulada de agua inflitrada dentro de un periodo dado " es igual a la integral de

la tasa de infiltracin de ese periodo.


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ona de humedad durante la infiltracin

la in%ersa+ la tasa de infiltracin es la deri%ada temporal de la infiltracin acumulada

-03 $IE#P" 'E E&CARCA#IE&$"

!isten algunos metodos para calcular la tasa de infiltracion en el suelo+ para todos ellos

se utili)a la suposicion de *ue el agua se encharca con una profundidad pe*uea en la

superficie del suelo. e tal manera *ue toda el agua *ue el suelo pueda infiltrar se

encuentra disponi(le en la superficie.

6in em(argo durante una llu%ia+ el agua se encharca en la superficie si la intensidad de

llu%ia es ma"or *ue la capacidad de infiltracion del suelo. l tiempo de encharcamiento

8tp9 es el lapso entre el inicio de llu%ia " el momento en *ue el agua se empie)a a

encharcar en la superficie de terreno. 6i la llu%ia empie)a en suelo seco+ el perfil %ertical

de humedad en este puede parecerse al de la imagen *ue encontraremos a continuacion.

ntes del tiempo de encharcamiento la intensidad de la llu%ia es menor *ue la tasa de

infiltracion potencial " la superficie del suelo permanece no saturada.


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l encharcamiento comien)a cuando la intensidad de llu%ia e!cede la tasa potencial de

infiltracion. n ese momento 8 t:tp9 el suelo en la superficie se satura. medida *ue la

llu%ia continua 8 t;tp9 la )ona saturada se e!tiende profundamente en el suelo " empie)a

la escorrentia superficial de agua encharcada.

$erfiles de humedad del suelo antes+ durante+ " despues de *ue ocurre el

encharcamiento.

+0 AGUA SUPERFICIAL

+0- FLU!" SUPERFICIAL "R$"&IA&"

Horton 81espreciando la

intercepcin por %egetacin+ la escorrent#a superficial es a*uella parte de la llu%ia *ue no

es a(sor(ida por el suelo mediante infiltracin. 6i el suelo tiene una capacidad de


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infiltracin 2 *ue se e!presa en pulgadas a(sor(idas por hora+ entonces cuando laintensidad de la llu%ia i es menor *ue 2+ la llu%ia es a(sor(ida completamente " noe!ististe escorrent#a superficial. 6e puede decir como una primera apro!imacin *ue si ies ma"or *ue 2+ la escorrent#a superficial ocurrir& a una tasa de 8i


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-as %elocidades del flujo su(superficial son normalmente tan (ajas *ue por s# solo no

puede contri(uir en forma significati%a a transmitir la precipitacin directamente al flujo de

la corriente+ e!cepto (ajo circunstancias especiales en *ue la conducti%idad hidr&ulica del

suelo es mu" alta. 6in em(argo+ Bosele" 81


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diferentes r,gimen dentro del hidrograma anual+ en el encontramos el r,gimen perenne o

de flujo continuo caracter#stico de clima hmedo+ dentro de esta los picos *ue se originan

por las tormentas+ se conocen como escorrent#as directas o flujo r&pido+ mientras *ue el

flujo con pocas %ariaciones en los periodos sin llu%ias se llama flujo (ase. Ctro r,gimen es

el ef#mero el cual se da en un clima &rido.

I'R"GRA#A 'E $"R#E&$A

l estudio de los hidrograma anuales muestra *ue los picos decrecientes se producen de

forma poco frecuente " son el resultado de las llu%ias por si solas o acompaadas por el

derretimiento de nie%e.


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+03 E=CES" 'E PRECIPI$ACI& Y ESC"RRE&$IA

l e!ceso de precipitacin+ es la precipitacin *ue no se retiene en la superficie terrestre "

tampoco se infiltra en el suelo. espu,s de fluir a tra%,s de la superficie de la cuenca+ ele!ceso de precipitacin se con%ierte en escorrent#a directa a la salida de la cuenca (ajo la

suposicin de flujo superficial hortoniano. -as gr&ficas de e!ceso de precipitacin contra

el tiempo o hietograma de e!ceso de precipitacin 8 'H por sus siglas en ingl,s9 es un

componente cla%e para el estudio de las relaciones de las relaciones llu%iasDescorrent#as.

-a diferencia entre el hietograma de llu%ia total *ue se o(ser%a " el hietograma de e!ceso

de precipitacin se conoce como a(stracciones o p,rdidas. -as p,rdidas son

primordialmente agua a(sor(ida por infiltracin con algo de interseccin "

almacenamiento superficial.

C"EFICIE&$ES 'E ESC"RRE&$IA

-as a(stracciones tam(i,n pueden utili)arse por medio de los coeficientes de escorrent#a.

-a definicin m&s comn de un coeficiente de escorrent#a es *ue este es la relacin entre

la tasa pico de escorrent#a directa " la intensidad promedio de precipitacin en una

tormenta de(ido a la alta %aria(ilidad de la intensidad de precipitacin este %alor es dif#cil

de determinar utili)ando la informacin o(ser%ada. 4n coeficiente de escorrent#a tam(i,n

puede definirse como la relacin entre la escorrent#a " la precipitacin so(re un periodo

de tiempo dado. stos coeficientes se aplican comnmente a precipitacin " escorrent#a

de una tormenta+ pero tam(i,n pueden utili)arse para informacin de precipitacin "

caudales mensuales o anuales.

+04 PR"FU&'I'A' FLU!" Y %EL"CI'A'

l flujo de agua so(re la superficie de una cuenca es un proceso complejo *ue %ar#a en

las tres dimensiones espaciales " en el tiempo. 3omien)a cuando el agua almacenada en


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la superficie ad*uiere una profundidad suficiente para so(repasar las fuer)as de retencin

superficial " empie)a a fluir. 6e pueden distinguir dos tipos (&sicos de flujo/ El 2luosuper2i/ial y el 2luo en /anal0l flujo 8escorrent#a9 superficial es una capa delgada *ueflu"e a lo largo de una superficie ancha. l flujo en canal es una corriente m&s angosta

*ue flu"e en una tra"ectoria confinada.

l flujo de agua superficial est& go(ernado por los principios de continuidad " de

momentum. -a aplicacin de estos principios a *ue flujos no permanentes

tridimensionales en la superficie de una cuenca solo es posi(le en condiciones mu"

simplificadas por lo tanto generalmente se suponen flujos unidimensionales o

(idimensionales.

FLU!" SUPERFICIAL

s una l&mina delgada *ue ocurre en la parte superior de las pendientes antes de *ue el

flujo se concentre en canales reconoci(les. -a siguiente imagen muestra el flujo a lo largo

de una plano uniforme en el cual la llu%ia cae con una intensidad i " se presenta una

infiltracin a una tasa f .

FLU!" E& CA&ALES

l paso de flujo superficial hacia un canal puede %erse como flujo lateral de la misma

manera *ue los anteriores ejemplos considera la precipitacin como flujo lateral hacia la

superficie de la cuenca.

+05 $IE#P" 'E $RA&SI$"

l tiempo de transito del flujo desde un punto de la cuenca hasta otro puede deducirse a

partir de la distancia " la %elocidad de flujo. 6i dos puntos a lo largo de una corriente est&n

separados por una distancia -+ " la %elocidad a lo largo de la l#nea de corriente es %8l9

donde l es la distancia a lo largo de la tra"ectoria+ entonces el tiempo de transito t.

+0. RE'ES 'E RI"S


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n mec&nica de fluidos+ el estudio de las similaridad de los flujos en sistemas de diferente

tamao es una herramienta importante para relacionar los resultados de estudios hechos

en modelos de pe*uea escala para aplicarlos a prototipos de gran escala.

Horton 81


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