Presentacin de PowerPoint
Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular
y la EducacinI.U.P Santiago Mario Extensin Puerto OrdazCatedra:
Hidrologa42 I Ing. Civil
Profesor (a):Enid MorenoAutor:Jorge Morocoima, CI.:24.412.941
Ciudad Guayana, 16/11/2013La Infiltracin en el Ciclo HidrolgicoLa
infiltracin : Es el movimiento descendente del agua desde la
superficie de la Tierra hacia el suelo o las rocas porosas. En
cualquier parte del mundo, una porcin del agua que cae como
precipitacin y nieve se infiltra hacia el suelo subsuperficial y
hacia las rocas. La infiltracin ocurre cuando aguas procedentes de
las precipitaciones o de almacenes superficiales (deshielo, ros,
lagos), inicia un movimiento descendente adentrndose en el
subsuelo, pudiendo alcanzar diferentes profundidades en funcin de
las condiciones.
Subprocesos de la Infiltracin:Por lo general ocurren tres
subproceso la cuales serian:La entrada de agua al sueloLa retencin
de agua Movimiento del agua a travs del suelo. Se expresa en
unidades de velocidad de paso: mm/h, milmetro por hora o cm/h,
centmetro por hora.Infiltrometros: Se utilizan para determinar la
capacidad de infiltracin en pequeas reas cerradas, aplicando
artificialmente agua al suelo. Los infiltrmetros se usan con
frecuencia en pequeas cuencas o en reas pequeas o experimentales
dentro de cuencas grandes. Cuando en el rea se presenta gran
variacin en el suelo y vegetacin, sta se subdivide en subreas
relativamente uniformes, de las cuales haciendo una serie de
pruebas se puede obtener informacin aceptable.
Se pueden dividir en dos grupos: carga constante simuladores de
lluviaInfiltrmetros de carga constante: Permiten conocer la
cantidad de agua que penetra en el suelo en un rea cerrada a partir
del agua que debe agregarse a dicha rea para mantener un tirante
constante, que generalmente es de medio centmetro.Simuladores de
lluvia.: Con el objeto de evitar en lo posible las fallas de los
infiltrmetros de carga constante, se usan los infiltrmetros que
simulan la lluvia, aplicando el agua en forma constante al suelo
mediante regaderas. Es un grafico que permite conocer la
precipitacin de un lugar a travs del tiempo de la
tormenta.Heitograma:
Forma de obtener el Heitograma: Lo primero que hacemos es
construir el grfico de curva de masas para lo cual es necesario
obtener tanto la lmina acumulada como el tiempo acumulado, este
tiempo acumulado se calcula obteniendo el tiempo transcurrido y
sumndolo en forma consecutiva, datos que se presentan en la Tabla
8.
En la Figura 16, se presenta el grfico de masas correspondiente.
Para construir el hietograma, se divide la precipitacin de cada
intervalo contra el tiempo del intervalo, es decir, se obtiene la
intensidad por intervalo. Ver Tabla 9.
En la Figura 17 se presenta el hietograma correspondiente.
Hidrograma Es un grfico que muestra la variacin en el tiempo de
alguna informacin hidrolgica tal como: nivel de agua, caudal, carga
de sedimentos, entre otros. para un ro, arroyo, rambla o canal, si
bien tpicamente representa el caudal frente al tiempo; esto es
equivalente a decir que es el grfico de la descarga (L3/T) de un
flujo en funcin del tiempo. stos pueden ser hidrogramas de tormenta
e hidrogramas anuales, los que a su vez se dividen en perennes y en
intermitentes.Permite observar: las variaciones en la descarga a
travs de una tormenta, o a travs del ao hidrolgico: El pico de
escorrenta (caudal mximo de la avenida) El flujo de base o aporte
de las aguas subterrneas al flujo; o, Las variaciones estacionales
de los caudales si se grafica un perodo de uno o varios aos.Forma
de obtener los hidrogramasHidrograma Unitario: Curva bsica de
respuesta a una unidad de precipitacin que describe la forma en que
una cuenca devuelve un ingreso de lluvia distribuido en el tiempo.
Se basa en el principio de que dicha relacin entrada-salida es
lineal, es decir, que pueden sumarse linealmente. Se construye con
base en un "Hidrograma en S" que a su vez se construye desglosando
varias tormentas y sus hidrogramas reales producidos.
2. Hidrograma Sinttico: Hidrgrama unitario estimado de acuerdo
con frmulas que incluyen parmetros fsicos de la cuenca en estudio
como rea, longitud del cauce principal, pendiente promedio y otros.
Son los hidrogramas sintticos ms conocidos: el Triangular del USDA,
el de Schneider, el de Clark.
hidrograma unitario
Hidrograma de tormenta debido a la lluvia recibida en la
cuenca.ndice de infiltracin Velocidad media de infiltracin,
deducida de un hietograma de tal modo que el exceso de precipitacin
sobre esta velocidad sea igual al volumen de escorrenta.Forma de
obtener el ndice infiltracin: Infiltracin media: Est basado en la
hiptesis de que para una tormenta con determinadas condiciones
iniciales la cantidad de recarga en la cuenca permanece constante a
travs de toda la duracin de la tormenta. As, si se conoce el
hietograma y el hidrograma de la tormenta, el ndice de la
infiltracin media, , es la intensidad de lluvia sobre la cual, el
volumen de lluvia es igual al del escurrimiento directo observado o
lluvia en exceso.
ndice de infiltracin media ( ) Para obtener el ndice se procede
por tanteos suponiendo valores de l y deduciendo la lluvia en
exceso del hietograma de la tormenta. Cuando esta lluvia en exceso
sea igual a la registrada por el hidrograma, se conocer el valor de
.
Donde:
= lluvia en exceso en el intervalo de
deducido del hietograma de la tormentahe = lluvia en exceso
deducida del volumen de escurrimiento directo (Ved) entre el rea de
la cuenca (A). Debe sealarse que como la lluvia vara con respecto
al tiempo y el ndice es constante, cuando la variacin de la
lluvia
en un cierto intervalo de tiempo
sea menor que , se acepta que todo lo llovido se infiltr. El
problema se presenta cuando se desea evaluar el volumen de
infiltracin, ya que si se evala a partir del ndice se obtendr por
este hecho un volumen mayor que el real. Para calcular el volumen
de infiltracin real, se aplica la siguiente ecuacin: F = ( hp - he
) ADonde:F = volumen de infiltracin (m3)hp = altura de lluvia
debida a la tormenta, la cual es la suma de los
(mm)he = altura de la lluvia en exceso (mm)A = rea de la cuenca
(m2) Curva de capacidad de infiltracin:
Velocidad mxima con que el agua penetra en el suelo, la
capacidad de infiltracin depende de muchos factores; un suelo
desagregado y permeable tendr una capacidad de infiltracin mayor
que un suelo arcilloso y compacto.
Forma de obtener la Curva de capacidad de infiltracin. Si se
tiene una serie de tormentas sucesivas en una cuenca pequea y se
dispone del hietograma e hidrograma correspondientes, es posible
obtener la curva de la capacidad de infiltracin aplicando el
criterio de Horner y Lloys Del hietograma para cada tormenta, se
obtiene la altura de lluvia hp y segn el hidrograma, la lluvia en
exceso, he, a que dio lugar. A continuacin se calcula el volumen de
infiltracin F, expresado en lmina de agua, que es:
En la ecuacin anterior hf debe dividirse entre el tiempo
promedio en que ocurre la infiltracin en toda la cuenca. En este
criterio se acepta que la infiltracin media se inicia cuando
empieza la lluvia en exceso y contina durante un lapso despus de
que sta termina. En este momento, si la tormenta cubre toda el rea,
la infiltracin contina en forma de capacidad e ir disminuyendo
conforme el rea de deteccin del escurrimiento disminuye. Horton
considera que el periodo equivalente durante el cual el mismo
volumen de infiltracin pasa, desde que la lluvia en exceso finaliza
hasta que cesa el flujo sobre tierra, se puede detectar al analizar
el hidrograma correspondiente.Segn lo anterior, el tiempo promedio
en el que ocurre la capacidad de infiltracin se expresa como:
Donde:t = duracin de la infiltracin (h)de = duracin de la lluvia
en exceso (h) t = periodo desde que termina la lluvia en exceso
hasta que seca el flujo sobre tierra (h) Por lo tanto, la capacidad
de infiltracin media ser: f = hf / tDonde:hf = altura de
infiltracin media (mm)t = duracin de la infiltracin (h) Una vez
conocido el valor de f para cada tormenta, se lleva a una grfica en
el punto de cada periodo t. Al unir los puntos resultantes se
obtiene la curva de capacidad de infiltracin media.
Modelo de Horton: La Capacidad de Infiltracin se puede realizar
mediante la expresin de Horton quien estableci que, para cualquier
suelo bajo lluvia constante, la Velocidad de Infiltracin decrece en
el tiempo de acuerdo a la siguiente ley:
Donde:F: Capacidad de infiltracin en un tiempo t(mm/hr).
Fc: Capacidad de Infiltracion para un tiempo t muy grande
(mm/hr).Es la capacida de equilibrio obtenida cuando el suelo esta
completamente saturado.fo: Capacidad de infiltacion inicial, t=0.
(mm/hr)t: Tiempo transcurrido desde el inicio de la lluvia (min).K:
constante para el suelo y superficie particulares. (min) La
constante K es una funcin de las condiciones de la superficie del
suelo (cobertura vegetal, por ejemplo). Un suelo recubierto de
vegetacin tendr valores de K pequeos, mientras que los suelos sin
vegetacin (desnudos) tendrn valores mayores. fc y fo dependen
igualmente del tipo de suelo y su cobertura. Para estos
coeficientes, los valores representativos siguientes:Tipo de
Suelofo(mm/hr)fc(mm/hr)K(min-1)Desnudo2806-2201,6Agrcola estndar
con materia orgnica.90020-2900,8Pantanoso3252-201,8Arenoso fino
desnudo2102-252Arcilloso con materia
orgnica.67010-301,4Referencias:Universidad Complutense Madrid
Escorrenta Subterrnea Disponible en:
http://pendientedemigracion.ucm.es/info/diciex/proyectos/agua/esc_sub_infiltracion.html
[consulta: 2013, Noviembre 10].
Infiltracin disponible en:
http://geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/INFIL.htm[consulta,
2013, Noviembre 10]Wikipedia la enciclopedia Libre Hidrograma
Disponible en: http://gl.wikipedia.org/wiki/Hidrograma [consulta,
2013 Noviembre 10]
Wikipedia la enciclopedia Libre Hidrograma Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrograma [consulta. 2013 Noviembre
10]AguaMarket ndice de infiltracin disponible en:
http://www.aguamarket.com/diccionario/terminos.asp?Id=5759&termino=%CDndice+de+Infiltraci%F3n
[consulta, 2013 Noviembre 13]
Wikipedia la enciclopedia Libre Capacidad de Infiltracin
Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_infiltraci%C3%B3n.
[Consulta, 2013 Noviembre 13]Perdidas de Infiltracin en una cuenca
hidrogrfica- Aspectos bsico. Disponible en:
http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/perdidas-por-infiltracion-en-una-cuenca-hidrografica-aspectos-basicos/.
[consulta: 2013, Noviembre 13]Yahoo!respuestas Que es un
hietogramaDisponible
en;http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080623095832AADOl21
[consulta,2013 Noviembre 15]