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República Bolivariana de Venezuela I.U.P. “Santiago Mariño” Cátedra: Hidrología Sección: S, Escuela: 42 Puerto Ordaz – Estado Bolívar

HIDROLOGÍA INFILTRACIÓN

Tutora: Enid Moreno

Alumna: Karina Hernández C.I.: 14.409.445


Hietograma: Un hietograma de lluvia es una gráfica histograma de profundidad de lluvia o intensidad frente al tiempo. El exceso de precipitación o precipitación efectiva, es la precipitación no retenida en la superficie y tampoco infiltrada en el terreno. Luego de circular por la superficie de la cuenca, el exceso de precipitación se transforma en escurrimiento directo a

la salida de la cuenca bajo la presunción de flujo

superficial hortoniano; es decir bajo la suposición n de que el flujo no es absorbido por el suelo y tampoco interceptado por la vegetación. Las curvas de exceso de precipitación frente al tiempo o hietograma de exceso de precipitación son importantes para el estudio del proceso lluvia es corrimiento. La diferencia entre el hietograma de lluvia total y el hietograma de exceso de precipitación son las abstracciones o pérdidas. Las pérdidas son agua absorbida por infiltración más interceptación y almacenamiento superficial Hidrograma Unitario. Conocido en un principio como gráfica unitaria de una cuenca, se define como el hidrograma de escurrimiento directo resultante de 1 centímetro de exceso de lluvia. Generado uniformemente sobre la superficie de drenaje a una tasa constante a lo largo de una duración efectiva. El hidrograma unitario es un modelo lineal simple que puede emplearse para derivar el hidrograma resultante de cualquier cantidad de exceso de lluvia. Las siguientes suposiciones son inseparables de este modelo: El exceso de precipitación tiene una intensidad constante a lo largo de la duración efectiva. El exceso de precipitación está uniformemente distribuido en toda la superficie de la cuenca. El tiempo base de la duración del escurrimiento directo resultante de un exceso de lluvia de una duración dada es constante. En otras palabras, los hidrograma generados por tormentas de la misma duración tienen el mismo tiempo base pese a que corresponden a diferentes intensidades de precipitación. Las ordenadas de todas las duraciones del escurrimiento directo de una base de tiempo común son directamente proporcionales a la cantidad total de


escurrimiento

presentada por

cada

hidrograma.

Esto

se conoce como el principio de proporcionalidad. Se puede calcular el hidrograma unitario correspondiente a una precipitación aislada, a partir del hidrograma originado por dicha tormenta, mediante el siguiente procedimiento: 1. Obtener el volumen de escurrimiento directo (Ve), del Hidrograma de la tormenta, para lo cual, transformar los Escurrimientos directos a volumen y acumularlo. 2. Obtener la altura de precipitación en exceso (hpe), Dividiendo el volumen de escurrimiento directo, entre el área de la cuenca (A), es decir: hpe =Ve/A 3. Obtener las ordenadas del hidrograma unitario, dividiendo las ordenadas del escurrimiento directo entre la altura de precipitación en exceso. La duración en exceso (de), correspondiente al hidrograma unitario se obtiene a partir del hietograma de la tormenta y el índice de infiltración media, su cálculo se explica en el inciso.

Infiltración. Se define a la infiltración como al proceso hidrológico por el cual el agua ingresa al suelo a través de su superficie. La infiltración del agua en el suelo es parte importante del ciclo hidrológico. Es a través de este proceso que el agua está disponible para las raíces de las plantas, y que los acuíferos reciben una parte de su recarga. En términos generales, la infiltración es primordial para proyectos de gestión integral de cuencas, drenaje urbano, inundaciones, riego, drenaje agrícola, entre otros.


El índice de infiltración. Cuando se realizan análisis a reales, uno de los inconvenientes que se presentan es la determinación del estado de humedad del suelo, en el instante en que se produce la tormenta o precipitación, es por ello que se desconoce en que punto de la curva f-t, se encuentra nuestro suelo. En el caso extremo de que la intensidad de la precipitación fuese siempre mayor que la capacidad de infiltración, se puede suponer que la curva es la capacidad de infiltración y descontarle a la intensidad de precipitación ese valor. El trabajar con la curva de capacidad de infiltración es complicado, se toma un valor medio de infiltración y se supone que es un valor constante. Esto es válido cuando el objetivo es determinar la precipitación en exceso para la determinación de crecidas. Índice Ø. Se define como la capacidad de infiltración a partir de la cual todo el volumen precipitado es igual al volumen total escurrido. Para determinar el índice ø se traza una paralela al eje de los tiempos que divide el hietograma en dos áreas. El área superior corresponde al volumen total de escorrentía superficial. Este índice incluye la parte de la precipitación que no se transforma en escurrimiento directo, es decir infiltración, intercepción, almacenamiento en depresiones y evapotranspiración. Índice W. Se define como la tasa de infiltración promedio durante el tiempo en el cual la intensidad de precipitación excede a la capacidad de infiltración. W = F / t = 1/ t * (P - Q - S) Donde: F = infiltración total. t = tiempo durante el cual la intensidad de precipitación excede la capacidad de infiltración. P = precipitación total en el tiempo t.


Q = Escorrentía superficial. S = almacenamiento en depresiones más intercepció Como se obtiene la infiltración Los métodos que permiten calcular la infiltración en una cuenca para una cierta tormenta, requieren del hietograma de la precipitación media y de su correspondiente hidrograma. Esto implica que en la cuenca donde se requiere evaluar la infiltración se necesita, por lo menos un pluviógrafo y una estación de aforo en su salida. En caso de contar únicamente con estaciones pluviométricas sólo se podrán hacer análisis diarios. Se considera que: P=Q+F Donde: P = Volumen de precipitación (m3) Q = Volumen de escurrimiento directo (m3) F = Volumen de infiltración (m3) En esta ecuación se considera que F involucra las llamadas pérdidas que incluyen

la intercepción

de

agua

por plantas y el almacenamiento

en

depresiones (techos de edificios, casas, embalses) ya que no es factible medirlos; además, en esta forma se evalúa todo el escurrimiento directo, que es de interés fundamental ya que permite determinar la cantidad de agua que escurre con respecto a la que llueve. La curva de capacidad de infiltración. Capacidad de infiltración a la velocidad máxima con que el agua penetra en el suelo. La capacidad de infiltración depende de muchos factores; un suelo desagregado y permeable tendrá una capacidad de infiltración mayor que un suelo arcilloso y compacto. Si una gran parte de los poros del suelo ya se encuentran saturados, la capacidad de infiltración será menor que si la humedad del suelo es relativamente baja.


En la figura anexa se puede ver la curva de la capacidad de infiltración, variable en el tiempo, sobrepuesta a un pluviograma horario, gráficamente se muestra el escurrimiento superficial, también variable en el tiempo..

El modelo de Horton. El modelo de Horton, permite simular la curva de capacidad de infiltración del suelo. Es un modelo empírico, que basa en conceptos simplificados que permiten expresar la capacidad de infiltración como una función del tiempo de constantes empíricas y parámetros del suelo. La expresión de Horton de tres parámetros es la siguiente: -K. t F=fc+ (fo-fc).e Donde: f : es la capacidad de infiltración en el tiempo t. Fo: es la capacidad de infiltración en el tiempo igualo cero. fc: es la capacidad de infiltración constante. K: parámetro del suelo que controla el decrecimiento de la capacidad de infiltración. Los parámetros fo y k. dependen del contenido del agua inicial del suelo, así como también de la tasa de aplicación. Los parámetros de la ecuación se evalúan usualmente desde datos de infiltración experimentales.


Referencias Bibliográficas Horton, R.E., (1940). “An approach towards a physical interpretation of infiltration capacity”. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 5: 399-417. Marcela Nave-a Pedrani-a.vich-A Marin. Sociedad Estandares de ingeneria para aguas y suelos LTD.

Trabajo hidrología  

Instituto Universitario Santiago Mariño - Puerto Ordaz. Informe de Infiltración

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