Infiltración Continuación

• Capacidad de Infiltración

• Cantidad de agua en lámina que el suelo es capaz de absorber en una unidad de tiempo (mm/h)

• Horton (1950) propone la siguiente relación para determinar la capacidad de Infiltración:

𝑓 = 𝑓𝑐 + (𝑓𝑜 − 𝑓𝑐)𝑒−𝑘𝑡

𝑓: capacidad de infiltración en un tiempo t (mm/h)

𝑓𝑜: capacidad inicial en mm/h 𝑓𝑐:capacidad de equilibrio, que se da cuando el suelo está completamente saturado

𝑘:constante tasa de decrecimiento de esa capacidad

Supóngase que al inicio de la tormenta el suelo está de tal manera seco que la capacidad de infiltración inicial es mayor que la intensidad de la lluvia (toda la lluvia se infiltra). Con el tiempo, si la lluvia es suficientemente intensa, el contenido de humedad del suelo se aumenta hasta que llega a la saturación.

En ese momento, las depresiones del terreno empiezan a llenarse y se forman charcos (Tiempo de encharcamiento), dándose origen a la escorrentía superficial directa.

Medidas de la Infiltración

II. Simulador de lluvia: se simula artificialmente la lluvia por medio de aspersores, controlando la intensidad y la lámina total. Se mide la escorrentía superficial directa y la lámina infiltrada se puede calcular mediante balance hídrico.

El agua subterránea

• Agua contenida en el subsuelo que puede ser aprovechada como recurso hídrico.

Es un recurso de gran importancia; mucho más abundante que el agua superficial.

Está contenida en una estructura geológica denominada ACUÍFERO.

• Un Acuífero es una formación geológica que almacena agua y a su vez permite el movimiento de la misma bajo la acción de las fuerzas de gravedad, de forma que puedan ser explotadas en cantidades relativamente apreciables.

• Los acuíferos pueden clasificarse de acuerdo con las condiciones de presión hidrostática a la que está sometida el agua contenida por ellos:

I. Acuífero libre o no confinado: aquellos que presentan una superficie libre de agua que está sometida a la presión atmosférica. Dicha superficie se denomina Nivel Freático o Superficie Freática.

II. Acuífero cautivo, confinado o artesiano: en estos el agua se encuentra sometida a una presión mayor que la atmosférica; son formaciones permeables completamente saturadas, limitadas por capas impermeables. Aquí no existe una superficie libre de agua, pero puede hablarse de una superficie piezométrica

III. Acuífero Semiconfinado: son aquellos que se encuentran completamente saturados de agua y están limitados ya sea por su base, por el techo o por ambos, por una capa con formación semipermeable, lo que permite que haya flujo

Parámetros fundamentales relacionados con los acuíferos 1. Porosidad (n): desde el punto de vista hidrogeológico , la

porosidad eficaz (𝑛𝑒) es muy importante. Esta mide la cantidad de agua que el acuífero puede liberar por acción de la gravedad

2. Permeabilidad: Coeficiente de permeabilidad de Darcy(k), es el volumen de agua gravítica que circula durante una unidad de tiempo bajo el efecto de una unidad de gradiente hidráulico a través de una sección de área unitaria a la dirección del flujo y a una T° de 20°c.

3. Coeficiente de almacenamiento (s): se define como el volumen de agua que es liberado por un prisma del acuífero de sección unitaria y de altura igual a la parte saturada del mismo cuando se produce un cambio en el nivel piezométrico. Es adimensional y es mucho mayor en acuíferos libres que en confinados

Ley de Darcy

Escorrentía superficial

Factores que influyen en la escorrentía superficial

• Estos pueden ser de naturalezas:

Climática: relacionados con la precipitación

Fisiográfica: relacionados con las características físicas de la cuenca

Humana: relacionados con la intervención humana

Factores fisiográficos

a) Área: directamente relacionada con la cantidad de escorrentía

b) Permeabilidad: Cuanto más permeable sea el suelo, mayor será la cantidad de agua que puede absorber, disminuyendo así la escorrentía superficial

Factores humanos

a) Obras hidráulicas construidas en la hoya

b) Rectificación de ríos: al rectificarlo, se aumenta la velocidad de escorrentía superficial

Variables que caracterizan la escorrentía superficial I. Caudal

I. Caudal 𝑄 = 𝑉/𝑡

II. Caudal específico q= 𝑄/𝐴

III. Caudales máximos, medios y mínimos

II. Coeficiente de escorrentía superficial

𝑐 = (𝑉 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡í𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝑉 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙) intervalo de tiempo

III. Tiempo de concentración 𝑡𝑐 ∶ tiempo que se necesita para que toda la cuenca contribuya con escorrentía superficial en una sección considerada

IV. Período de retorno, en este caso, de un caudal

V. Nivel del agua: altura alcanzada por el nivel de agua en relación con un nivel de referencia.

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