TEMA 4: Gestión de riesgos en cuencas: inundación y erosión.

TEMA 4: Gestión de riesgos en cuencas: inundación y erosión.
Cálculo de máximas avenidas: fórmulas de cálculo (Scimenci, Quijano, Zapata). Cálculo de
periodos de recurrencia de crecidas según la distribución de Gumbel. Cálculo del hidrograma
unitario. USLE y MUSLE y su aplicación a las cuencas hidrográficas. SIGs y softwares
específicos. HEC-Ras, HEC-HMS. Zonificacion de la Cuenca en función de los riesgos de
inundación: el caso de Costa Abajo de Colón, Panamá.
1. Riesgos de crecidas y período de recurrencia
Se entiende por avenida el paso por tramos de un río de caudales superiores a los
normales que suponen elevaciones del nivel de agua con inundación de las áreas
ribereñas, daños y destrucción de infraestructuras como vías de comunicación,
edificaciones y obras hidráulicas, así como cambios en la morfología fluvial, y en
consecuencia daños en las personas por causa directas o indirectas de la inundación.
El estudio de las máximas avenidas de un río comprende.
a) Estimación de los caudales de crecidas que se han producido en el pasado
b) Estimación de caudales de crecidas previsibles en el futuro
Una avenida se caracterizar por:
- Caudal máximo instantáneo
- Tiempo de recurrencia
- Duración de la crecida
- Volumen total de la escorrentía
- Hidrograma de la crecida
-
Estado de Bankfull: desbordamiento del límite superior del cauce por el agua.
Para alcanzar este estado depende de las características hidrológicas y
geomorfologicas del río. En los regímenes pluviales húmedos el periodo de
recurrencia es de 1,6 años, mientras que en los secos es de 30 a 100 años.
-
Estado de overbank: superación de estado de bankfull hasta la primera
terraza de la llanura de inundación del río (+ 6 mts.)
-
Estado PMF: máxima crecida previsible y coincide con los límites de la llanura
de inundación, hasta la cota de + 6 mts, sin sobre pasarla. Hay formulas para
su cálculo en las latitudes medias, en función de la superficie de la cuenca.
1.1.
Métodos empíricos para estimación de avenidas: Formulas de Dury,
Scimenci, Quijano, Zapata y Fuller
a) Estado bankfull
Dury (1956) relacionó la longitud de onda axial del meandro (L) con la descarga en
estado de bankfull mediante la fórmula:
L = 54.3 Qc0.5
L es un parámetro de dimensiones variables ya que depende de la forma del trazado
de los meandros, si éstos se elongan en el sentido de la corriente o transversalmente
b) Estado de PMF
Scimenci:
Q (m3/seg/Km2) = ([(600/(S+10)] +1)S para S < 1000 km2
G. Quijano:
Q= 17 S (2/3)
Zapata:
Q = 21 S0.6
Fuller:
Q= q(T) [1+(2.7/S0.3)]
Con q(T) = q1 (1 + 0.8 log T)
y
q= caudal medio diario de un periodo de retorno de T años
q1= media de caudales máximos medios diarios
T= tiempo de recurrencia en años
Q= Caudal en m3/seg
S= Superficie de la cuenca en Km2
1.2.
Periodos de recurrencia de crecidas (Gumbel)
A) Periodo de recurrencia (GUMBEL): metodo de cálculo
1. Hallar o buscar los caudales máximos de cada año
2. Construir una serie en la que figuren por orden los caudales,
comenzando por 1 para el mayor
3. Si se quiere hallar el periodo de recurrencia de un caudal:
Tr = (n + 1)/m
Donde n: número de años de observación
Donde m: número de orden del término de en la serie
Si se quiere hallar el caudal que le corresponde a un periodo de recurrencias dado:
Q (Tr) = Qm + KD*SQ
Donde:
Q (Tr): magnitud del acontecimiento alcanzado o excedido promedialmente una vez
en Tr años
KD: factor de frecuencia que viene dado en una tabla anexa para un (n) que son
los número de elementos de la serie y un (Tr) dado del valor Q (Tr)
Qm: valor medio de caudal
SQ : desviación típica
La curva teórica es una distribución doble exponencial desarrollada por Gumbel tal
que:
KD = (Q (Tr) - Qm)/SQ
SQ = [[((Q – Qm)2] / (n –1)]1/2
Ejemplo: Para un Tr = 2 y n= 11 (serie de 11 años) y Qm = 6 y SQ = 21,92
entonces K= -0,1367
Luego Q (2) = Qm + KD*SQ = 46 + (-0,1367)* 21,92 = 43
También puedo, conociendo la avenida calcular su periodo de retorno:
KD = (Q (Tr) - Qm)/SQ
Buscando en la tabla a que periodo de retorno le corresponde esa K.
B) Exactitud de los datos
Q (Tr) ± t()*S
Donde S(Tr) SQnSQ*(Tr) n
recordando que:
 = 95%
 = 90%
 = 80%
 = 68%
t() = 1.96
t() = 1.64
t() = 1.28
t() = 1.00
Los valores de (Tr) npara un (n) que son los número de elementos de la
serie y un (Tr) dado del valor Q (Tr) vienen en la tabla anexa.
Ejemplo: para un Q (Tr) de 43 y un SQ de 21.92 calcular el error con un 95% de
fiabilidad para un Tr = 2 y n= 11 (serie de 11 años)
SSQ*(Tr) n
Luego:
Q (Tr) ± t()*S
43 ± 1.96* 6.14 =
43 ±12
1.3. Procedimiento de cálculo de un hidrograma (MOPU, 1990, Ferrer, 1993)
Para el cálculo del hidrograma es necesario calcular primero la Precipitación neta, es
decir la precipitación que es efectiva (por ello también llamada Precipitación efectiva)
para la generación de escorrentía. El agua que no es utilizada en la escorrentía es
evaporada o llega a la escorrentía subterránea y a esto se le conoce como
abstracción.
Precipitación neta: altura de lluvia o proporción de la lluvia total que alcanza la
desembocadura por escorrentía superficial directa, restándole la que se infiltra o
evapotranspira.
Precipitación eficaz: es la altura de toda la lluvia producida en el tiempo eficaz, es
decir, la precipitación neta más la que es absorbida por el subsuelo
Precipitación total: es la suma de la precipitación eficaz y la precipitación
abdorbida por el suelo fuera del tiempo eficaz.
Tiempo eficaz: tiempo transcurrido mientras se produce la precipitación neta
Para el cálculo de la Precipitación Neta se procede:
1) Calculo del umbral de escorrentía Po o abstracción inicial. Es un dato que
aparece tabulado en función del uso de la superficie (bosque, cultivo, etc), de la
pendiente y del tipo de suelo: A, B, C, D de más arenoso y permeable a más
arcilloso e impermeable.
2) Cálculo de la precipitación neta Pn
Pn = (P – Po)2/(P + 4Po)
Donde P = precipitación total registrada
Pn = precipitación neta
Po = abstracción inicial o umbral de escorrentía
Cálculo para un hietograma completo:
DATOS:
Cuenca del Guadaíra en el
punto de aforo: 1318 Km2
Abstracción para suelos con
cultivo de cereales de invierno,
con pendiente menor de 3%
en grupos de suelos A (tabla
1): 14 mm
a) Calculo de umbral de escorrentía Po = 14 mm
A partir de los datos de precipitación (P) se calcula la precipitación acumulada
(P), como se indica en la tabla 2
b) Si P1 es menor que la abstracción inicial (14 mm) la precipitación neta (pPo) es 0 (caso de las 5 primeras horas)
Si la precipitación total caída hasta el momento SPt supera la abstracción
inicial, aplicamos la fórmula:
Pn = (P – Po)2/(P + 4Po)
Para este ejemplo para la hora 6, la formula sería:
Pn = (17.40-14)2/(17.4 + 4*14) = 0.16
Tabla 2
fecha/hora
20/11/07-05:00
20/11/07-06:00
20/11/07-07:00
20/11/07-08:00
20/11/07-09:00
20/11/07-10:00
20/11/07-11:00
20/11/07-12:00
20/11/07-13:00
20/11/07-14:00
20/11/07-15:00
20/11/07-16:00
20/11/07-17:00
20/11/07-18:00
20/11/07-19:00
20/11/07-20:00
20/11/07-21:00
20/11/07-22:00
20/11/07-23:00
21/11/07-00:00
21/11/07-01:00
21/11/07-02:00
21/11/07-03:00
21/11/07-04:00
21/11/07-05:00
21/11/07-06:00
P
SP
SPn
0.10
0.10
1.30
2.00
1.70
12.20
0.70
0.00
0.00
4.30
4.40
1.20
4.40
15.00
2.40
11.30
0.10
0.70
2.60
5.90
2.80
0.80
1.20
0.00
0.00
0.00
0.10
0.20
1.50
3.50
5.20
17.40
18.10
18.10
18.10
22.40
26.80
28.00
32.40
47.40
49.80
61.10
61.20
61.90
64.50
70.40
73.20
74.00
75.20
75.20
75.20
75.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.16
0.23
0.23
0.23
0.90
1.98
2.33
3.83
10.79
12.11
18.94
19.01
19.46
21.16
25.17
27.13
27.69
28.55
28.55
28.55
28.55
c) Calculada la precipitación neta acumulada
Pn
Pn
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.16
0.07
0.00
0.00
0.67
1.08
0.35
1.50
6.96
1.33
6.83
0.06
0.45
1.70
4.00
1.96
0.57
0.86
0.00
0.00
0.00
hay que desacumular esos
datos en la última columna, restando cada valor de la columna Pn del anterior
(0.23 - 0.16) = 0.07 en la séptima fila.
d) En la cuarta columna se realiza el cálculo de la escorrentía (Aparicio, 1997)
Q (m3/s) = C* A (Km2) * I (mm/hora)/3.6
Donde C es el coeficiente de escorrentía que se obtiene por la siguiente tabla:
Cálculo de Q para un C de 0.31:
fecha/hora
20/11/07-05:00
20/11/07-06:00
20/11/07-07:00
20/11/07-08:00
20/11/07-09:00
20/11/07-10:00
20/11/07-11:00
20/11/07-12:00
20/11/07-13:00
20/11/07-14:00
20/11/07-15:00
20/11/07-16:00
20/11/07-17:00
20/11/07-18:00
20/11/07-19:00
20/11/07-20:00
20/11/07-21:00
20/11/07-22:00
20/11/07-23:00
21/11/07-00:00
21/11/07-01:00
21/11/07-02:00
21/11/07-03:00
21/11/07-04:00
21/11/07-05:00
21/11/07-06:00
P
SP
SPn
0.10
0.10
1.30
2.00
1.70
12.20
0.70
0.00
0.00
4.30
4.40
1.20
4.40
15.00
2.40
11.30
0.10
0.70
2.60
5.90
2.80
0.80
1.20
0.00
0.00
0.00
0.10
0.20
1.50
3.50
5.20
17.40
18.10
18.10
18.10
22.40
26.80
28.00
32.40
47.40
49.80
61.10
61.20
61.90
64.50
70.40
73.20
74.00
75.20
75.20
75.20
75.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.16
0.23
0.23
0.23
0.90
1.98
2.33
3.83
10.79
12.11
18.94
19.01
19.46
21.16
25.17
27.13
27.69
28.55
28.55
28.55
28.55
Pn
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.16
0.07
0.00
0.00
0.67
1.08
0.35
1.50
6.96
1.33
6.83
0.06
0.45
1.70
4.00
1.96
0.57
0.86
0.00
0.00
0.00
Qi
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
17.87
7.87
0.00
0.00
76.40
122.43
40.24
169.85
789.80
150.38
775.26
7.30
51.27
193.31
454.20
222.43
64.31
97.07
0.00
0.00
0.00
Una vez obtenidos la precipitación neta y el caudal de escorrentía, procedemos a
calcular el Hidrograma sintético
El paso previo es el cálculo del tiempo de concentración, que es el tiempo que tarda
en desaguar la última gota de lluvia neta (del final del yetograma al final de la curva del
hidrograma. Aplicaremos la fórmula de Kirpich (Wanielista, 1997))
Tc = 3.98 (L0.77)/(S0.5) minutos
Donde
L es la longitud del cauce en Km
S es la pendiente media (m/m) calculándose como la diferencia de cotas
entre el punto más alto y más bajo de la cuenca dividido por la longitud
de la cuenca en Km.
A continuación hay que considerar los siguientes conceptos y calcular su valor:
Tiempo de crecida (tcd): curva de ascenso del hidrograma
Tiempo de demora (td): desfase entre los centros de gravedad del yetograma y el
hidrograma. Depende del tipo de cuenca y sus parámentros ambientales,
fundamentalmente la covertura vegetal
Tiempo de punta (tp): desde que comenzó la lluvia neta hasta el momento de máximo
caudal
Tiempo de desfase de la punta (t dp): entre el centro de gravedad del yetograma y el
momento de máximo caudal
Tiempo base (tb) desde que empieza la curva de ascenso hasta que lo hace el
agotamiento del hidrograma
Tiempo de punta (tp) = 0.5*D + 0.6*tc (horas)
Siendo D la duración de la precipitación neta en horas
Tiempo base (tb) = 2.67* tp (horas)
Y así, el caudal de la punta:
Qp = 0.208*Pe*A/tp (m3/s)
Siendo Pe la precipitación efectiva (suma de las precipitaciones netas
horarias), y A el área de la cuenca
Hidrograma adimensional del SCS (Soil Conservation Service)
Si se representa tomando el caudal punta (Qp) como unidad de caudal y el tiempo al
que al que se presenta la punta (tp) como unidad de tiempo, los hidrogramas de
crecida adquieren una forma como el de la figura. Para obtener este diagrama se
divide los caudales por Qp y los tiempos por tp
Hidrograma Unitario
Aguacero unitario: todo aguacero uniforme en tiempo y en el espacio de duración
tal que su tiempo punta permanezca constante. El tiempo punta decrece conforme
decrece el tiempo de duración de un aguacero, hasta un valor que este se
estabiliza. Suele tomarse como duración del aguacero unitario el comprendido
entre 1/3 y 1/5 del tiempo de concentración.
El hidrograma unitario de una cuenca es el hidrograma de escorrentía directa que se
produciría en la salida de la cuenca si sobre ella se produjera una precipitación neta
unidad de una duración determinada (por ejemplo 1 mm durante 1 hora).
Esta precipitación debe producirse con intensidad constante a lo largo del periodo
considerado y repartido homogéneamente en la superficie de la cuenca.
Método de Chow
Tabla
En este caso N sería 11, y M sería 3, y así el número de pulsos del
hidrograma unitario será N-M+1 = 9
2. Metodología para el desarrollo de la ecuación Universal de perdida de
suelos por erosión hídrica laminar y su aplicación mediante un SIG
En las siguientes líneas se explican cuales son los pasos a seguir para aplicar la técnica de la
Ecuación USLE y su relación con los diferentes modulos del Sistema de Información
Geográfica IDRISI.
La Ecuación Universal de Perdida de Suelos (USLE) viene dada por la fórmula:
A = R·K·(L·S)·C·P
(T/ha·año) (para pérdidas reales)
A = R·K·(L·S)
(T/ha·año) (para pérdidas potenciales)
Siendo:
2
R: Indice de erosión pluvial (J·cm/m ·hora)
K: factor de erosionabilidad del suelo (T/ha)
LS: factor topográfico
C: factor cultivo (adimensional)
P: factor conservación de suelos (adimensional)
Para el cálculo de cada uno de ellos se ha optado por una metodología simplicada que se
expone a continuación:
a) Calculo de R
Relación entre la energía y la intensidad de una precipitación máxima en 30 minutos
(Exiten mapas de valores de R por países)
b) Calculo de K
Propensión del suelo a sufrir cierto tipo de erosión
-6
K= 10 ·2’71·M
1’14
(12-a) + 4’2(b-2) + 3’23(c-3)
Siendo M=(100-% de arcilla)(% de limo+% de arena fina)
a= % de materia orgánica
b= estructura del suelo, que toma los valores de
1- grumo muy fino (< 1mm)
2 grumo fino (1 a 2 mm)
3 grumo medio (2 a 10 mm)
4 grumo grueso (> 10 mm)
c= clase de permeabilidad, que toma los valores de
1- muy rápida
2- rápida
3- moderada
4- moderadamente lenta
5- lenta
6- muy lenta
Esto significa que hay que tener un mapa con los tipos de suelo digitalizados en polígonos, se
aplica GROUP, y en EDIT a cada valor antiguo del poligóno se asigna el valor de K para cada
tipo de suelo
c) Cálculo de (Ls)
Donde (L)= factor de longitud y relaciona las perdidas de suelo con la de un campo
experimental de longitud dada 22’13 metros.
(s)= factor pendiente que compara la pérdida de suelo con la de una parcela experimental de
pendiente especificada (9%)
si s=<9%
Ls= (/22’1) ((0’43+0’30s+0’043s )/6’613)
0’3
2
Siendo S la superficie de la cuenca con pendiente menor de 9% y 
la escorrentía superficial hasta el inicio del depósito, cuyo cálculo es:
= 0’5 (Superficie en Km2)/(sumatorio de la longitud de todos los cauces)
para la cuenca en que la pendiente es menor de 9%.
Si s>9%
Ls= (/22’1)
0’3
(s/9)
1’3
Siendo s la pendiente mayor a 9% y 
hasta el inicio del depósito, cuyo cálculo es:
= 0’5 (Superficie en Km2)/(sumatorio de la longitud de todos los cauces)
para la cuenca en que la pendiente es menor de 9%.
Se debe elaborar un nuevo mapa para este factor en el que queden en los polígonos con sus
valores correspondientes de pendiente y a cada uno de ellos se hace un GROUP, con EDIT se
le asignan a los valores antiguos de cada polígono los valores de LS correspondiente.
d) cálculo de C
Compara la pérdida de suelo con la de una parcela experimental cultivada en condiciones
prefijadas de barbecho desnudo.
Tabla 1
Factor C
Valores de C para pastizales, matorral y arbustos (Wischmeier)
Cubierta vegetal
Recubri
Tipo y altura de la cubierta
miento
(%)
Columna num.
2
Cubierta inapreciable
25
Plantas herbáceas y
matojos (0,5 m)
50
75
25
Matorral (2 m)
50
75
25
Arbolado sin matorral
pequeño apreciable (4 m)
50
75
Cubierta en contacto con el suelo
Porcentaje de cubrimiento del suelo
Tipo
3
G
W
G
W
G
W
G
W
G
W
G
W
G
W
G
W
G
W
G
W
0
20
40
60
80
4
.45
.45
.36
.36
.26
.26
.17
.17
.40
.40
.34
.34
.28
.28
.42
.42
.39
.39
.36
.36
5
.20
.24
.17
.20
.13
.16
.10
.12
.18
.22
.16
.19
.14
.17
.19
.23
.18
.21
.17
.20
6
.10
.15
.09
.13
.07
.11
.06
.09
.09
.14
.085
.13
.08
.12
.10
.14
.09
.14
.09
.13
7
.042
.090
.038
.082
.035
.075
.031
.067
.040
.085
.038
.081
.036
.077
.041
.087
.040
.085
.039
.083
8
.013
.043
.012
.041
.012
.039
.011
.038
.013
.042
.012
.041
.012
.040
.013
.042
.013
.042
.012
.041
95-100
9
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
.003
.011
G=cubierta en contacto con el suelo formada por pastizal con al menos 5 cm. de humus
W=idem por plantas herbáceas con restos vegetales sin descomponer
Tabla 2
Factor C para Bosques
Tipo de ordenación (2)
% de cabida
% cubierta en contacto
cubierta
con el suelo (1)
C
NC
100-75
100-90
0,001
0,003-0,011
75-40
90-75
0,002-0,004
0,01-0,04
40-20 (3)
70-40
0,003-0,009
0,02-0,09
(1) Formada por al menos 5 cm de restos vegetales o plantas herbáceas
(2) C = montes con control estricto de pastoreo. NC = montes sin control de pastoreo
(3) Para cubiertas en contacto con el suelo inferiores al 40% o cabida cubierta menor del 20%
deben usarse los valores de la tabla 1
Para este factor se elaborara un mapa con los cultivos existentes y se le aplicará el valor de C
que le corresponda a cada poligono según el sistema GROUP-EDIT-ASSIGN antes citado
d) Calculo de P
Compara la pérdida de suelo con la de un campo en el que no se realiza practica alguna de
conservación
Tabla 3
Factor P de Prácticas de Conservación
Pendiente (%)
Cultivo a nivel
1-2
0,60
3-8
0,50
9-12
0,60
13-16
0,70
17-20
0,80
21-25
0,90
a = terrazas de desagüe encespedadas;
b = terrazas de infiltración con contrapendiente
Cultivo en fajas
0,30
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Cultivo en terrazas
A
0,12
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
b
0,05
0,05
0,05
0,05
0,06
0,06
Al igual que en el caso anterior con el mapa de cultivos se le asigna a cada polígono el valor de
P.
CONCLUSION: el mapa final es el resultante de multiplicar los mapas obtenidos hasta ahora.
Si introducimos C y P obtendremos la erosión laminar hidrica real y si los eliminamos la
potencial. Ambos mapas deben ser resultados y deben compararse (se puede restar a la
potencial la real y obtendriamos un mapa en el que quedarían reflejadas las áreas más y
menos afectadas por la erosion hídrica. Este sería un primer criterio de intervención. Pero hay
que tener en cuenta que estos mapas no indican en realidad la cantidad de suelo perdido para
la cuenca, para el ello hay que calcular el Desplazamiento de sedimentos a traves de la
MUSLE.
MUSLE
Viene dado su cálculo por la fórmula:
Y= 11’8 (Q·q)
0’56
KLSCP (Toneladas/año)
Siendo KLSCP los mismos valores que para la USLE y por lo tanto no habría que calcularlo de
nuevo
Q= volumen de escorrentía de la cuenca en metros cúbicos
q= caudal instantáneo máximo en metros cúbicos por segundo
El volumen total de escorrentía es igual al volumen total de precipitación efectiva, que es la
suma de la escorrentía producida por cada tormenta con precipitación efectiva
Q= Qi tal que Qi= (Pt-Po)2/(Pt+4Po) y q= qi
Siendo Po=0’2(25,400-245N)/N
Donde N es el número hidrológico o números de curva, que son unos coeficientes que definen
el comportamiento del complejo hidrológico de la cuenca vertiente en relación con las
precipitaciones eficaces. Determinan la capacidad de producir escorrentía para una lluvia
determinada. Esta depende de los siguientes factores:
a) recubrimiento del terreno por la vegetación o tipo de cultivo, en general del uso del suelo
b) el tipo de explotación del terreno, es decir, si se practica practicas de conservación de
suelos, y segun que practicas se utilicen
c) la condición hidrológica para la infiltración en los suelos
En este sentido la USDA Soil Conservation Service distingue cuatro grandes grupos de suelos
hidrológicos clasificados de la siguiente manera:
GRUPO A: suelo con potencial de escurrimiento mínimo, que incluye las arenas profunfdas con
poco limo y arcilla,
GRUPO B: suelos en su mayor parte arenosos, menos profundos que los del grupo A
GRUPO C: suelos poco profundos y los que contienen mucha arcilla y coloides
GRUPO D: potencial de escurrimiento máximo, que incluye los suelos con la mayor parte de las
arcillas que aumentan de volumen al mojarse
(Ver Tabla 4)
Los valores así obtenidos son validos para unas condiciones de humedad del suelo
correspondientes a las medidas existentes antes de producirse las máximas avenidas anuales.
Si las intensidades de infiltración son superiores o por el contrario inferiores, los valores del
Número Hidrológico deben ser corregidos según la Tabla 5.
CONDICION I: suelo seco, sin llegar al índice de marchitez
CONDICION II: suelo con un indice de humedad mayor, comprendido entre la marchitez y la
capacidad de campo
CONDICION III: suelo saturado. Para la USDA Soil Conservation Service, es aquel en el que
el suelo despues de cinco días de haber llovido, su contenidod de humedad es elevado,
próximo a la capacidad de campo
Una vez determinados los Números Hidrológicos en las distintas áreas homogéneas (suelovegetación) de la cuenca, se calcula el valor característico para el conjunto de la msima. Para
ello es necesario disponer de una cartografía de los usos de suelo y cobertura vegetal. El
resultado es:
2
N = NiSi/S siendo Si la superficie de cada área homogénea (en Hectáreas o Km ) con su Ni
correspondiente, y S la superficie total de la cuenca.
Tabla 4
Número de las Curvas de escorrentía para complejos hidrológicos de tierras. – Para
cuencas de condición II
e Ia = 0,2 S
Uso del Suelo
Barbecho
Cultivos en hilera
Gramíneas
Legumbres tupidas1 o rotación de
pradera
Pradera o pastizal
Pradera (permanente)
Bosques (lotes de bosque)
(1)
Cascos de los ranchos
(alquerías)
Caminos fangosos
Superficie dura
Sembrados juntos o a boleo
SR= hileras rectas
C= por líneas de nivel
T= terrazas
C y T= terrazas a nivel
Tratamiento o
método
SR
SR
SR
C
C
C&T
C&T
SR
SR
C
C
C&T
C&T
SR
SR
C
C
C&T
C&T
……………..
……………..
……………..
C
C
C
……………..
……………..
……………..
……………..
Grupo hidrológico del suelo
B
C
86
91
81
88
78
85
79
84
75
82
74
80
71
78
76
84
75
83
74
82
73
81
72
79
70
78
77
85
72
81
75
83
69
78
73
80
67
76
79
86
69
79
61
74
67
81
59
75
35
70
58
71
66
77
60
73
55
70
Condición para
la infiltración
………………..
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Buena
Mala
Regular
Buena
Mala
Regular
Buena
……todo……..
Mala
Regular
Buena
A
77
72
67
70
65
66
62
65
63
63
61
61
59
66
58
64
55
63
51
68
49
39
47
25
6
30
45
36
25
……………..
………………..
59
74
82
86
……………..
……………..
………………..
………………..
72
74
82
84
87
90
89
92
D
94
91
89
88
86
82
81
88
87
85
84
80
81
89
85
85
83
83
80
89
84
80
88
83
79
78
78
79
77
Tabla 5
Conversión del Número de Curva de la Condición II a las condiciones I y III, para el caso de
Ia=0,2S
1
Número de la curva
para la condición
II
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
2
Numeros correspondientes a la curva para la
Condición I
100
87
78
70
63
57
51
45
40
35
31
27
23
19
15
12
9
7
4
2
0
3
Condición III
100
78
98
97
94
91
87
83
79
75
70
65
60
55
50
45
39
33
26
17
0
Una vez obtenidos el Numero Hidrológico para la cuenca, se calcula la escorrentía producida
por cada Pt que sea superior a Po, tomando una serie representativa (10, 20 ó 30 años, segun
los datos disponibles y el alcance del trabajo), estableciendose un año tipo ( el intervalo de
precipitaciones superiores a Po más representativas)
3
IMPORTANTE: cuando se sustituye Qi en la formula final de Y, la Qi debe estar en m y no en
milímetros, para ello, realizar la siguiente operación:
3
a) si la superficie está en Hectáreas Qi (mm) pasa a Qi (m ) multiplicando por 10S
2
3
b) si la superficie está en Km Qi (mm) pasa a Qi (m ) multiplicando por 1000S
Una vez obtenida la escorrentía total para un año tipo, se obtiene el caudal instántáneo máximo
para cada una de estas escorrentías:
3
qi= 0’208QiS/tp (m /seg) sustituyendo Qi en milímetros de escorrentía
Donde tp es el tiempo de retraso o tiempo al pico tp= (D/2) + 0’6t (horas)
D la duración del exceso de precipitación en horas
2
S el área de la cuenca en Km
L la longitud del cauce en kilómetros
i la pendiente media del cauce (i=h/L) siendo h la diferencia entre la cota máxima y la
mínima de la cuenca, en kilómetros.
0’5 0’77
Y el tiempo de concentración en la cuenca t=0’066(L/(i) )
Se considera el caso más desfavorable en el que D=t .
(horas).
DEGRADACION ESPECIFICA
Se estima que el cálculo de Y sólo aporta el 75% del total de sedimento desplazado en la
cuenca, luego el valor real será:
Y’= 100Y/75 (T/año), de donde la Degradación Específica (DE) será:
DE= Y’/S (T/Ha/año)
Y la Pérdida Real (PR) será:
PR=100(DE)/A (%),
siendo A el valor de la USLE para la erosión hídrica laminar real.
Clasificación Provisional para la Evaluación de la Degradación de los Suelos (FAO,
PNUMA, UNESCO, 1981)
Pérdidas de suelo
A (T/Ha·año)
<10
10-50
50-200
>200
Grado de erosión hídrica
Ninguna o ligera
Moderada
Alta
Muy alta
Aparicio F. 1997. Fundamentos de hidrología de superficie. Balderas,
México. Limusa. 303 p.