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INSTRUMENTACIÓN HIDROLÓGICA EN
CUENCAS PEQUEÑAS
Itzel Castro Mendoza
Walter López Báez
Juan Estrada Ávalos
Hugo Gpe. Altamirano Vázquez
Erick Vázquez Cruz
i
Centro de Investigación Regional Pacífico Sur
Campo Experimental Centro de Chiapas
Ocozocoautla de Espinosa, Chiapas, Diciembre
de 2013
Folleto Técnico Núm. 20,
ISBN:978-607-37-0144-0
Secretaría de Agricultura, Ganadería,
Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación
Lic. Enrique Martínez y Martínez
Secretario
Lic. Jesús Aguilar Padilla
Subsecretario de Agricultura
Lic. Arturo Osornio Sánchez
Subsecretario de Desarrollo Rural
Lic. Ricardo Aguilar Castillo
Subsecretario de Alimentación y Competitividad
Lic. Marcos Bucio Mújica
Oficial Mayor
Instituto Nacional de Investigaciones
Forestales, Agrícolas y Pecuarias
Dr. Pedro Brajcich Gallegos
Director General
Dr. Salvador Fernández Rivera
Coordinador de Investigación, Innovación y Vinculación
M. Sc. Arturo Cruz Vázquez
Coordinador de Planeación y Desarrollo
Lic. Luis Carlos Gutiérrez Jaime
Coordinador de Administración y Sistemas
Centro de Investigación Regional Pacífico Sur
Dr. René Camacho Castro
Director Regional
Dr. Juan Francisco Castellanos Bolaños
Director de Investigación
Dr. Miguel Ángel Cano García
Director de Planeación y Desarrollo
Lic. Jaime A. Hernández Pimentel
Director de Administración
Dr. Eduardo Raymundo Garrido Ramírez
Director de Coordinación y Vinculación en Chiapas
DICIEMBRE 2013
INSTRUMENTACIÓN HIDROLÓGICA EN
CUENCAS PEQUEÑAS
M.C. Itzel Castro Mendoza1
M.Sc. Walter López Báez 1
Dr. Juan Estrada Ávalos2
Biól. Hugo Gpe. Altamirano Vázquez3
Lic. Erick Vázquez Cruz3
1Investigadores
2Investigador
3Técnico
del Campo Experimental Centro de Chiapas
del CENID RASPA, INIFAP Gómez Palacio Dgo.
profesionista del Campo Experimental Centro de Chiapas
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
Centro de Investigación Regional Pacífico Sur
Campo Experimental Centro de Chiapas
Ocozocoautla de Espinosa, Chiapas, México.
Diciembre, 2013
Fotografías de la portada: Pluviógrafo y su instalación en la microcuenca La Suiza
Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias
Progreso No. 5, Barrio de Santa Catarina
Delegación Coyoacán, C.P. 04010 México D. F., Teléfono (55) 3871-8700
INSTRUMENTACIÓN HIDROLÓGICA EN CUENCAS PEQUEÑAS
ISBN: 978-607-37-0144-0
Primera Edición 2013
No está permitida la reproducción total o parcial de esta publicación, ni la
transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico,
fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de la
Institución.
Cita correcta de esta obra:
Castro-Mendoza I., López-Báez W., Estrada-Avalos J., Altamirano-Vázquez H. G.,
Vázquez- Cruz E. 2013. Instrumentación hidrológica en cuencas pequeñas. Instituto
Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Centro de
Investigación Regional Pacífico Sur. Campo Experimental Centro de Chiapas,
Ocozocoautla de Espinosa, Chiapas, México. Folleto Técnico No. 20 p. 57.
Su tiraje consta de 1000 ejemplares
DICIEMBRE 2013
CONTENIDO
1.
INTRODUCCIÓN............................................................................. 1
2.
JUSTIFICACIÓN ............................................................................. 3
3.
CONCEPTOS BÁSICOS ................................................................. 5
4.
PRECIPITACIÓN........................................................................... 18
4.1
Instalación de un pluviógrafo .................................................. 19
4.1.1 Lugar de la instalación ...................................................... 19
4.1.2 Instalación......................................................................... 19
4.2
Información ............................................................................. 20
4.3
Métodos para calcular la precipitación en una cuenca ............ 23
4.3.1 Método del promedio aritmético ........................................ 23
4.3.2 Método de los Polígonos de Thiessen .............................. 24
4.3.3 Método de las Isoyetas .................................................... 25
5.
ESCURRIMIENTO ........................................................................ 25
5.1
Método empírico o racional ..................................................... 26
5.2
Métodos de aforo .................................................................... 27
5.2.1 Método volumétrico .......................................................... 27
5.2.2 Método de superficies contraídas ..................................... 28
5.2.3 Método sección-pendiente ................................................ 28
5.2.4 Método sección-velocidad ................................................ 29
6.
LITERATURA CONSULTADA ....................................................... 42
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.
Figura 2.
Figura 3.
Figura 4.
Figura 5.
Figura 6.
Figura 7.
Figura 8.
Figura 9.
Figura 10.
Figura 11.
Figura 12.
Figura 13.
Figura 14.
Figura 15.
Figura 16.
Figura 17.
Figura 18.
Figura 19.
Figura 20.
Figura 21.
Figura 22.
Figura 23.
Figura 24.
Geometría hidráulica. Tomado del Instructivo para aforo de
corrientes (CONAGUA, 1993).............................................................. 6
Ciclo hidrológico. Tomado del Servicio Geológico de los
Estados Unidos (USGS, 2013) ............................................................ 7
Cuenca hidrográfica ............................................................................. 8
Tipo de cuencas hidrográficas ............................................................. 9
Dovela de sección de aforo ............................................................... 10
Tipos de escurrimiento....................................................................... 11
Estación hidrométrica. Modificado del Instructivo de aforo de
Corrientes (CONAGUA, 1993). .......................................................... 12
Precisión-Exactitud. A) No preciso, No exacto, B) Preciso y
Exacto, C) Preciso-No exacto. ........................................................... 12
Márgenes de un cauce ...................................................................... 14
Molinete ............................................................................................. 15
Pluviógrafo.
Modificado
del
sitio
http://introduccionalameteorologia.blogspot.mx/ ................................ 16
Planos o secciones. Sección transversal ........................................... 17
Ubicación de pluviógrafos: a) distancia mínima a los
obstáculos, b) distancia ideal a los obstáculos (Tomado del
Manual de instalación de pluviómetros). ............................................ 19
Instalación de pluviógrafos: a) Estructura de sostén, b)
Instalación.......................................................................................... 20
Hietograma registrado en un pluviógrafo ........................................... 22
Métodos de aforo ............................................................................... 26
Hipótesis fundamental del Método Racional ...................................... 27
Distribución de la velocidad en una columna de agua ....................... 30
Método de aforo con el molinete ........................................................ 30
Formato de campo para aforo hidrométrico ....................................... 34
Instalación de talímedes. a) Vista frontal de la estructura de
soporte y detalle del aro superior de anclaje, b) Vista
superior de los brazos de anclaje, c) Vista de perfil del tubo
de pvc reforzado. Parte I.................................................................... 35
Instalación de talímedes. a) Vista superior de los brazos de
anclaje y detalle del aro superior de anclaje, b) Vista de perfil
del tubo de pvc reforzado, c) Vista frontal de la estructura de
soporte. Parte II ................................................................................. 36
Orientación del canal comunicador .................................................... 36
Geometría de la sección de aforo y división de dovelas .................... 37
Figura 25.
Figura 26.
Figura 27.
Figura 28.
Medida de la dovela ........................................................................... 38
Medidas de la dovela a diferentes profundidades .............................. 39
Curva de calibración de la sección .................................................... 40
Partes de un hidrograma. Tomado de Aparicio, 1989 ....................... 41
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1.
Cuadro 2.
Clasificación por tamaño de las cuencas ............................................. 3
Número de estaciones hidrométricas por cuenca ................................ 4
1. INTRODUCCIÓN
El manejo integral de cuencas (MIC) es el manejo ordenado
y coherente de todo lo que existe en un territorio conformado
por un sistema hidrológico, la cuenca, definido en sus
fronteras por una línea imaginaria llamada parteaguas. Para
generar el manejo de este territorio se deben de tener en
cuenta todos sus componentes, es decir, su tamaño, el agua,
los bosques, los suelos, la biodiversidad y los ecosistemas,
así como también la infraestructura y los servicios que el
hombre ha creado para satisfacer sus necesidades de
trabajo, habitación, transporte sustento y recreación.
Todos los factores que se relacionan en una cuenca cambian
a lo largo del tiempo, por ejemplo:
a) La dinámica demográfica
b) La disponibilidad y uso de los recursos naturales
c) Las características de la producción y la economía en
su espacio geográfico y tecnológico.
d) La cultura y el grado de participación social de los
habitantes
Para que el MIC sea una herramienta de planificación y toma
de decisiones sustentables, es necesario el estudio de las
interrelaciones de sus componentes y procesos, de forma
cualitativa y cuantitativa. Esto es sabido y practicado desde
la antigüedad, por ejemplo, en India se registran las primeras
mediciones de la lluvia con cubetas en los campos agrícolas,
así como los coreanos lo hacían sistemáticamente desde
1441; en 1574 se instaló el primer servicio de alertas de
inundaciones sobre el Río Amarillo en China a través de
jinetes que viajaban rápidamente esparciendo la alerta. Los
egipcios registraban las crecidas del Río Nilo a través de
escalas (IMTA, 2013). En Francia se realiza el primer registro
histórico de un estudio hidrológico durante 1674, “De l’origine
1
des fontaines” de Pierre Perrault (IMTA, 2013) el cual realizó
el balance hidrológico de una cuenca.
Estas mediciones ayudaron a tomar decisiones respecto a la
época de siembra o a las medidas precautorias a seguir en
las inundaciones, y en la actualidad, ante un cambio
climático más severo, resulta indispensable el monitoreo de
dichas variables para la prevención y mitigación de eventos
naturales extremos.
Dos de las variables más significativas en el comportamiento
de una cuenca son su tamaño y el caudal, o volumen de
agua en unidad de tiempo que registran los cauces de la red
hidrológica de la cuenca. Determinar caudales extremos, y
por lo tanto peligrosos para la población, ha sido más sencillo
que clasificar a las cuencas por su tamaño. De forma
jerárquica CONAGUA delimitó, en 1997, 13 Regiones
Hidrológicas Administrativas reguladas y gestionadas por
Organismos de Cuenca, 37 Regiones hidrológicas las cuales
se dividen en 160 cuencas hidrográficas las cuales se
redelimitaron por el Instituto Nacional de Estadística e
Informática (INEGI) y el Instituto de Geografía obteniendo un
total de 1,471 cuencas hidrográficas en México (Cotler,
2004).
Conforme a su tamaño, las cuencas hidrográficas se dividen
como muestra la Cuadro 1 (INEGI, 2005).
El tamaño de la cuenca en relación al caudal que presenta,
determina el tipo y método de instrumentación para medir
sus variables. En México la Ley de Aguas Nacionales,
publicada el 1° de diciembre de 1992 en el Diario Oficial de la
Federación, establece en sus artículos 7-VIII, 26-II, 29-V-VI,
119-VII-X-XI lo relacionado con la medición de las aguas
superficiales en el país, teniendo como organismos rectores
para las metodologías, campañas de instrumentación y
2
medición a la Comisión Nacional de Agua (CONAGUA) y al
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA, 2013).
Cuadro 1.
Clasificación por tamaño de las cuencas
Clasificación
Muy chicas
Chicas
Medianas
Medianamente
grandes
Grandes
Muy grandes
Tamaño (km2)
<500
500-1,000
1,000-2,000
2,000-5,000
5,000-10,000
% del total del país
4.2
2.5
4
7.1
9.6
10,000-20,000
20,000-100,000
>100,000
14.1
43.1
19.7
El presente folleto busca generar capacidades entre el
personal técnico y la población para introducirlos en el
conocimiento de los fundamentos, principios y aplicaciones
de la hidrología superficial, así como en la manipulación de
datos y de los equipos de medición de escurrimiento y lluvia.
2. JUSTIFICACIÓN
En la hidrología superficial se miden desde pequeños (de
unos pocos litros/s) caudales hasta grandes ríos con
caudales de centenares o miles de m 3/s, sin embargo los
métodos e instrumentos que se emplean en cada caso son
distintos por las condiciones de campo.
En México existe una red de estaciones hidrométricas
gestionadas principalmente por CONAGUA y la Comisión
3
Federal de Electricidad (CFE), las cuales se enfocan en la
instrumentación de cuencas grandes donde se ubican las
principales hidroeléctricas, algunas de ellas en el estado de
Chiapas, y los distritos de riego y temporal tecnificado, sin
embargo la medición de variables como la lluvia y
escurrimiento en cuencas pequeñas o en el nivel jerárquico
de subcuenca se desconoce o es nulo en algunas regiones
(INE, 2013).
Debe considerarse que estas pequeñas cuencas también
han sido afectadas por eventos climatológicos extremos y
que su población ha sido evacuada, reubicada y sufrido
pérdidas materiales y humanas, ejemplo de ello son las
microcuencas La Suiza, El Novillero y El Naranjo, todas
enclavadas en la Reserva de las Biosfera El Triunfo. Esta
reserva es una de las zonas más lluviosas del país, sin
embargo no cuenta con instrumentos que monitoreen
periódicamente el escurrimiento y la precipitación en el área.
En el estado de Chiapas sólo se tienen registros de 39
estaciones hidrométricas distribuidas en las grandes cuencas
que se muestran en la Cuadro 2.
Cuadro 2.
cuenca
Número
de
Cuenca del alto Grijalva
Cuenca
Cuenca de
Angostura
Cuenca de
Chicoasén
Cuenca de
Malpaso
Cuenca de
Superficie de
aporte
(Km2 )
18,290.
0
953.9
Número
de estaciones
9,053.0
4
1,262.0
1
7
4
estaciones
hidrométricas
por
Cuenca del bajo Grijalva y
Usumacinta
Cuenca
Super- Número
ficie de de estaaporte
ciones
(Km2 )
Cuencas de
1,073.9
7
la sierra
Cuenca del
7
Río
Mezcalapa
4
Cuenca del alto Grijalva
Peñitas
Cuenca
la costa
de
12,339.
9
Cuenca del bajo Grijalva y
Usumacinta
9
En estas cuencas, debido al tremendo caudal que
transportan, no se recomienda el monitoreo hidrométrico a
vadeo sino por sensores remotos, canastillas o sonares.
3. CONCEPTOS BÁSICOS
AFLUENTES
Son los ríos o arroyos que desembocan en el río de mayor
capacidad de trasporte, también conocido como río principal
(Aparicio, 1989).
AFORO
El aforo consiste en realizar varias mediciones del volumen
de agua que pasa por la sección de un conducto (río, tubería
o canal) en un determinado tiempo (Aparicio, 1989).
AGUA SUBTERRÁNEA
Agua en estado líquido que se infiltra en el subsuelo y al
encontrar un sustrato impermeable pueden permanecer
confinada o tener escurrimiento subterráneo.
AGUA SUPERFICIAL
Agua que se encuentra en estado líquido sobre la superficie
terrestre. Se origina de la precipitación pluvial y del deshielo
de glaciares o nieve. Tiene la característica de escurrir por
efecto de la gravedad (ríos) o de almacenarse (presas, lagos,
lagunas).
5
ÁREA HIDRÁULICA
Superficie que ocupa el agua en una sección perpendicular
al flujo en un conducto (Figura 1). Esta sección está definida,
en la parte superior por la línea de agua, y en la parte inferior
por la geometría del conducto mismo (m2).
Figura 1.
Geometría hidráulica. Tomado del Instructivo
para aforo de corrientes (CONAGUA, 1993)
CAUCE PRINCIPAL
Cauce que recibe las aguas aportadas por los afluentes,
recorre toda la cuenca por lo tanto es el cauce de mayor
longitud en la misma y pasa por el punto de concentración o
salida de la cuenca, cuando son exorreicas.
CICLO HIDROLÓGICO
Es la circulación del agua en y dentro de la tierra hasta su
regreso a la atmósfera (Figura 2). El ciclo tienen varios pasos
como
son:
precipitación
(lluvia-nieve),
infiltración,
6
escurrimiento (superficial, subsuperficial y subterráneo) y
evaporación (evapotranspiración).
Figura 2.
Ciclo hidrológico. Tomado del
Geológico de los Estados Unidos (USGS, 2013)
Servicio
CUENCA HIDROGRÁFICA
Zona de la superficie terrestre delimitada por una línea
divisoria que se forma con los puntos más altos o de mayor
cota topográfica del área, conocidos como cerros o
parteaguas, y que encierra a un río (Figura 3). Sus
características fundamentales según Basterrechea, et al.,
1996 y World Visión, 2004 son:
a) Tiene un parteaguas
b) Tiene una red de drenaje (un cauce principal y varios
afluentes)
c) Tiene un solo punto de salida o de concentración
d) En su territorio actúan interacciones (biológicassociales-económicas)
e) En su territorio se llevan a cabo procesos (biológicossociales-económicos)
7
Figura 3.
Cuenca hidrográfica
CUENCA HIDROLÓGICA.
Una cuenca hidrológica es aquella que contempla no sólo
sus flujos superficiales sino también los subterráneos y la
complejidad de su estudio es amplia (Figura 4).
CUENCA ENDORREICA.
Cuenca hidrográfica cuyo punto de salida está dentro de los
límites de la cuenca y generalmente es un lago (Aparicio,
1989).
CUENCA EXORREICA.
Cuenca hidrográfica cuyo punto de salida está en los límites
de la cuenca y desemboca en otra corriente o en el mar
(Aparicio, 1989).
8
Figura 4.
Tipo de cuencas hidrográficas
CUENCA ARREICA.
Cuenca hidrográfica con drenaje evidente pero cuyas aguas
superficiales se evaporan o se infiltran, desapareciendo del
paisaje y por lo tanto no presentan un punto de salida o de
concentración. Suele presentarse en zonas áridas o con un
alto grado de infiltración.
DOVELA
Cuando se realiza aforo de un río a través del método
sección-velocidad, se divide la sección de aforo en tramos,
en cada uno se estimará la velocidad y se relaciona con su
superficie aproximada (Figura 5). Cada uno de estos tramos
en los que se divide la sección de aforo se conocen como
dovela.
En una estación de aforo, la escala es una o varias reglas
graduadas cuyo objeto es medir la variación del nivel de la
superficie del agua de una corriente y cuyo cero corresponde
9
al punto de gasto nulo, fondo del cauce, y se encuentra
referida a bancos de niveles fijos, ya que puede rectificarse
su posición si en algún momento se mueve (CONAGUA,
1993).
Figura 5.
Dovela de sección de aforo
ESCURRIMIENTO
Es el agua que escurre por efecto de la gravedad,
proveniente de la precipitación pluvial, del deshielo de
glaciares o de la fundición de nieve, que circula superficial,
subsuperficial o subterráneamente en una cuenca (Figura 6).
Se expresa en lámina o en volumen (mm o m3).
ESCURRIMIENTO PROMEDIO ANUAL
Promedio de todos los aforos realizados durante un año en
una sección de aforo.
ESCURRIMIENTO SUBSUPERFICIAL
Porción del agua infiltrada que escurre cerca de la superficie
del suelo y más o menos paralelamente a él (Aparicio, 1989).
ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL
Flujo de agua sobre el terreno, ya sea en corrientes o
laminar.
10
Figura 6.
Tipos de escurrimiento
ESTACIÓN DE AFORO O HIDROMÉTRICA
En el caso de estaciones de aforo con molinete, se utiliza
una sección transversal del río en donde se realizaran los
aforos de forma periódica (Figura 7). Para determinar dicha
sección se toma en cuenta la geometría del conducto y se
instrumenta con escala, Limnígrafo y en caso necesario una
pasarela para aforar con molinete (CVC 2005).
EXACTITUD
Se refiere a cuán cerca del valor real se encuentra el valor
medido (Figura 8). Por ejemplo, en la evaluación de
tiradores, los más exactos son aquellos que atinan el disparo
al centro de la diana.
11
Figura 7. Estación hidrométrica. Modificado del Instructivo de
aforo de Corrientes (CONAGUA, 1993).
Figura 8. Precisión-Exactitud. a) No preciso, No exacto, b)
Preciso y Exacto, c) Preciso-No exacto.
12
FLUJO LAMINAR
Escurrimiento superficial sobre la superficie del suelo
FLUJO EN CANAL
Escurrimiento superficial sobre la superficie del suelo que se
concentra en canales formados por efecto topográfico o
erosión (Figueroa et al., 1991).
GASTO/CAUDAL
Volumen de agua que pasa por una sección
transversal de dimensiones conocidas en un tiempo
determinado. Sus unidades son m 3 /s.
HIDROMETRÍA
Disciplina de la hidrología que se encarga de tomar y proveer
datos de la cantidad, distribución espacial y temporal del
agua en la tierra.
HIDROGRAMA
Gráfica que representa el gasto contra el tiempo, así si
graficamos el gasto medido de manera continua durante un
año por una determinada sección transversal se tiene el
hidrograma anual de la sección (Aparicio, 1989). El
hidrograma está en función del hietograma.
HIETOGRAMA
Distribución de la lluvia en el tiempo.
HUELLA MÁXIMA
Se refiere a las marcas del nivel máximo de una avenida
(Martínez et al., 2010).
ISOYETA
Línea imaginaria que une los puntos en un plano cartográfico
que registran la misma precipitación en la unidad de tiempo.
13
MARGEN DERECHA DEL CAUCE
Para definir la margen derecha de un cauce, se coloca la
persona con el rostro viendo en dirección del flujo, el margen
derecho corresponde al de su mano derecha (Figura 9).
MARGEN IZQUIERDA DEL CAUCE
Para definir la margen izquierda de un cauce, se coloca la
persona con el rostro viendo en dirección del flujo, el margen
izquierdo corresponde al de su mano izquierda.
Figura 9.
Márgenes de un cauce
MOLINETE
También conocido como currentómetro, se utiliza para medir
la velocidad del agua, la cual se establece con el número de
veces que una hélice gira en determinado tiempo por efecto
del flujo del agua, cada revolución es señalada como un
sonido al aforador. Todos los molinetes requieren ser
previamente calibrados y la institución en México encargada
de eso es el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
(IMTA). Consta de: 1) un escandallo o peso en forma de pez
para mantener la dirección del molinete, 2) hélices o propelas
que son las que girarán por efecto de la velocidad del flujo y
3) una cámara de contacto, que emite un sonido cada
determinado número de revoluciones, para el caso de aguas
turbias (Biones & García, 2008). Las revoluciones del
14
impulsor pueden ser contadas visualmente en una corriente
clara (Figura 10).
PENDIENTE
Es la inclinación que presenta el terreno, se puede expresar
en porcentaje, radianes o grados.
PERÍMETRO MOJADO
Es el contorno del canal que se encuentra en contacto con el
agua (m).
Figura 10.
Molinete
PLUVIÓGRAFO
Instrumento empleado para medir y graficar la precipitación
continua en el tiempo. A través de su gráfica se muestra el
comportamiento de la intensidad del evento de precipitación.
PLUVIÓMETRO
Instrumento empleado para medir la precipitación acumulada
en un tiempo y lugar determinados (Figura 11), la unidad de
medida es en milímetros (Baker, 1966).
15
PRECISIÓN
Se refiere a la variación de valores que se obtienen cuando
se mide repetidamente un fenómeno. Cuanto menor es la
dispersión mayor la precisión, entonces en una gráfica, si los
valores medidos de un fenómeno se encuentran
concentrados en un rango menor, por ejemplo, de dos
desviaciones estándar, entonces se puede decir que hay
precisión en la medición de dicho fenómeno.
PRECIPITACIÓN
Cualquier forma de hidrometeoro, lluvia, nieve o granizo, que
cae de la atmósfera y llega a la superficie terrestre. Para el
caso de la hidrología, precipitación se denomina a la pluvial,
es decir, al agua en estado líquido.
Figura 11. Pluviógrafo.
Modificado
del
http://introduccionalameteorologia.blogspot.mx/
sitio
PRECIPITACIÓN PROMEDIO ANUAL
Promedio anual de todas las mediciones de la precipitación
pluvial en un año.
16
RADIO HIDRÁULICO
Cociente del área hidráulica entre el perímetro mojado. Se
expresa en metros.
SECCIÓN DE AFORO
Es la sección transversal del cauce de la que se tiene
información geométrica (forma) y sobre la cual se realizarán
los aforos periódicos.
SECCIÓN TRANVERSAL
Dibujo o espacio resultante del supuesto corte de un cuerpo
por medio de un plano para mostrar su estructura
transversalmente (Figura 12).
Figura 12.
Planos o secciones. Sección transversal
TALÍMEDES/LIMNÍGRAFO
Instrumento que mide y grafica de manera continua en el
tiempo las oscilaciones del nivel del agua a través del
movimiento de un flotador. Puede aplicarse a aguas
superficiales y subterráneas. Actualmente existen equipos
digitales que contienen una plataforma donde se colectan los
datos.
17
VELOCIDAD DEL AGUA
En un conducto se define como la distancia que recorre el
líquido en un determinado tiempo y tiene unidades de m3/s.
4. PRECIPITACIÓN
La precipitación forma parte del ciclo hidrológico y fue el
primer elemento en ser cuantificado de forma cualitativa y
cuantitativa. También es la variable climatológica más
medida y usada por su relación con otras variables.
La lluvia tiene distintas características como son: su
intensidad (mm/h), la duración (h), el tiempo de distribución
(h), el área de distribución (m2) y la frecuencia, todas estas
variables afectan la medición de la lluvia; sin embargo, el
principio de su cuantificación sigue siendo el mismo que se
empleó hace siglos en India, y consiste en cuantificar en un
volumen conocido la precipitación.
Supongamos que ayer llovió y con cubetas realizamos un
registro de la misma, ¿qué tan rápido se llenaron y cuantas
cubetas de 20 L se requirieron para registrar dicha
precipitación?, un resultado posible es que utilizaste 2
cubetas de 20 L para registrar la lluvia que duró 2 hrs, eso
quiere decir que en 2 hrs se obtuvieron 40 L o también puede
ser que llenaras 40 cubetas, eso quiere decir que se
registraron 800 L de agua, como se puede ver el segundo
evento fue más intenso que el primero, ya que precipitó más
lluvia.
Actualmente, los equipos empleados para la medición de
lluvia responden a la pregunta formulada para la cubeta, la
diferencia es el grado de precisión y exactitud que manejan.
De forma tradicional, se emplean dos equipos, el pluviógrafo
(mide volumen o lámina de agua por evento) y el pluviómetro
(mide volumen o lámina de agua).
18
4.1
Instalación de un pluviógrafo
El principal objetivo para determinar el sitio de instalación de
un pluviógrafo es garantizar que no existirán obstáculos que
alteren o impidan la captación de la lluvia.
4.1.1 Lugar de la instalación
Se recomienda que los obstáculos se localicen a una
distancia cuatro veces mayor que su altura. Si existe una
pared o un árbol de 2 m, el pluviógrafo debe estar a 8 m de
distancia del mismo. Muchas ocasiones esto no es posible
en campo, sin embargo se recomienda como mínimo la
distancia sea de 4 m radiales libres de obstáculos (Figura
13).
a)
b)
Figura 13. Ubicación de pluviógrafos: a) distancia mínima
a los obstáculos, b) distancia ideal a los obstáculos (Tomado
del Manual de instalación de pluviómetros).
4.1.2 Instalación
El pluviógrafo debe instalarse a 1m de altura total, sobre una
base de metal o de madera tratada de 20 x 20 cm. Se une a
19
un tubo galvanizado de 1.5 m, de los
cuales 50 cm estarán enterrados
(Figura 4.2). Es importante que tanto
el tubo de sostén y la base se
encuentran a nivel (Figura 14). Es
recomendable
colocar
alguna
estructura de protección, como el
cercado,
cuando
el
equipo
se
ubique
en
lugares de
paso tanto
de
niños
como
animales.
a)
b)
Figura 14. Instalación de pluviógrafos: a) Estructura de
sostén, b) Instalación.
Se debe considerar que ningún objeto gotee sobre el
pluviógrafo o haya obstáculos que puedan bloquear la caída
libre de la lluvia.
Como mantenimiento debe limpiarse periódicamente el
contenedor ya que por efecto del viento o aves pueden
acumular basura que afecten la lectura de los equipos.
4.2
Información
El pluviógrafo genera varios hietogramas por evento de
precipitación, es decir, varias gráficas donde se relaciona el
volumen de la lluvia en el tiempo. Esto es por el
funcionamiento intrínseco del equipo, ya que para cuantificar
20
la cantidad de agua que va lloviendo tiene un contenedor el
cual está unido a un flotador, similar al que tienen los tinacos
o los wc, y a su vez éste se une a una plumilla que va
registrando la cantidad de lluvia en cilindro con papel
milimétrico que gira un poco cada segundo, es decir,
conforme suba la cantidad de agua, lo hará también el
flotador y la plumilla y como el cilindro gira así es como se
registra en el tiempo (min) la cantidad de lluvia de una
tormenta (mm).
Sin embargo el contenedor que se ubica en cada pluviógrafo
es de un volumen estándar, es decir, puede ser que no sea
suficiente para registrar toda la lluvia precipitada en un
evento, así cuando el contenedor se ha llenado es
descargado de forma automática. Es por ello que la gráfica
de un evento de precipitación puede verse conforme a la
Figura 15.
En éste ejemplo se muestran varios eventos de precipitación.
El primero va de las 16:00 hr a las 18:00 hr, en ella
precipitaron 18.3 mm (10 + 8.3 mm) en donde la mayor
intensidad se presentó de las 16:00 hr a las 16:40 hr ya que
en ese lapso precipitaron 10 mm mientras que de las 16:40
hr a las 18:00 hr, es decir en 1:20 hr precipitaron únicamente
8.3 mm. La línea descendente que se observa a las 16:40 hr
es el reflejo del vaciado del contenedor y la línea ascendente
a continuación el sucesivo llenado. Cuando la gráfica tiene
una pendiente que tiende a cero refleja que no está
ocurriendo precipitación ya que el flotador no se está
moviendo a la plumilla y ésta se mantiene en la misma
posición sin cambiar la lectura del llenado actual del
contenedor.
El segundo evento se presenta de las 18:16 hrs a las 21:50
hrs donde precipita un total de 5.6 mm (1.6 + 4.0 mm). El
periodo de mayor intensidad va de las 19:50 hrs a las 20:30
hrs aproximadamente. En total de las 16:00 hrs a las 21:50
hrs llovieron aproximadamente 23.9 mm teniendo dos picos
de intensidad.
21
Figura 15.
Hietograma registrado en un pluviógrafo
Anteriormente colectar los registros de pluviógrafos y
pluviómetros, además de su posterior procesamiento
implicaba un gran esfuerzo económico y humano, sin
embargo en la actualidad existen equipos digitales con gran
capacidad de almacenaje y transmisión de la información, de
tal suerte que después de instalarlos ya no es necesario
colectar los datos cada semana o diariamente, en vez de
esto pueden mantener en la memoria o incluso transmitirlos
a un centro de información vía remota, además que tienen
mayor precisión y exactitud.
La precipitación promedio en una cuenca puede ayudar a
estimar el escurrimiento promedio en la misma. El análisis de
los datos, ya sea diario, mensual, media mensual o anual, se
aplica en biología, ecología, agricultura y urbanismo ya que
estos datos se emplean en el pronóstico por ejemplo de
siembra, de caudal ecológico o de volumen de
abastecimiento del recurso en una ciudad.
22
En México la precipitación es la variable con más registros
históricos. Se tienen acervos de información de datos
oficiales en la base de datos ERIC III producida por el IMTA,
normales climatológicas producidas por el Sistema
Meteorológico Nacional para todo el país, y en la red de
estaciones climatológicas e hidroclimatológicas del Servicio
Mexicano Nacional, de CONAGUA y CFE. Para el año 2008
CONAGUA contaba con 5,368 estaciones climatológicas de
las cuales 3,324 estaban en operación; además tenía 266
estaciones hidroclimatológicas.
A continuación se muestran algunos de los métodos más
empleados para estimar la precipitación en cuencas a partir
de los datos registrados por pluviógrafos.
4.3
Métodos para calcular la precipitación en una
cuenca
Existen varios métodos para calcular la precipitación media
en una cuenca, los más usados son:
a) Método del promedio aritmético
b) Método de polígonos de Thiessen
c) Método de las Isoyetas
4.3.1 Método del promedio aritmético
Este método consiste en calcular el promedio aritmético de
precipitación a partir de los valores de precipitación
registrados por instrumentación directa en la cuenca.
Se debe tener en cuenta que la estimación será mejor si
dentro del área se encuentran distribuidas uniformemente las
23
estaciones pluviométricas. Este método tiene la ventaja de
ser muy sencillo. Se calcula conforme a la Ecuación 1.
Ecuación 1
̅̅̅
𝑃𝑟 =
∑𝐸𝑠𝑡
𝑖=1 𝑃𝑟𝑖
𝐸𝑠𝑡
Donde:
̅̅̅
Pr
Precipitación promedio (mm)
Est
Número total de estaciones
Pri
Precipitación registrada en la estación i
Para determinar el volumen de precipitación promedio en la
cuenca se emplea la Ecuación 2.
̅̅̅
𝑃𝑟𝑐 = 𝐴𝑐 ∗ 𝑃𝑟
Ecuación 2
Donde:
Prc
Volumen de precipitación promedio en la cuenca (m3)
̅̅̅
Pr
Precipitación promedio (m)
Ac
Superficie de la cuenca (m2)
4.3.2 Método de los Polígonos de Thiessen
Los polígonos de Thiessen conocidos como áreas de
influencia se basan en la distancia euclidiana o distancia
entre puntos basado en el teorema de Pitágoras.
Se construyen a través de un plano de la cuenca en donde
se ubican las estaciones de interés dentro y fuera de la
misma, se unen dichos puntos de localización con líneas
rectas formando una red de triángulos. Después se trazan
las mediatrices, es decir la línea recta perpendicular que
inicia justo a la mitad del segmento de línea, al trazar dichas
mediatrices se observa que se formará una red de polígonos
24
alrededor de cada estación, la cual corresponde al área de
influencia de la misma.
Finalmente, el volumen total precipitado en la cuena es la
suma de los volúmenes parciales. Estos se obtienen
multiplicando la precipitación promedio anual por el área de
influencia de cada estación.
4.3.3 Método de las Isoyetas
Primero se deben calcular o dibujar las isoyetas en un plano
de la cuenca. Como la precipitación pluvial generalmente
aumenta con la elevación o altura del terreno, las isoyetas
pueden trazarse de manera que sigan aproximadamente las
curvas de nivel.
Las isoyetas representan el promedio precipitado (mm) y
para determinar el volumen medio se mide las áreas
comprendidas entre dos isoyetas sucesivas y el parteaguas
de la cuenca, para posteriormente multiplicar ambos valores.
La suma de los volúmenes resultantes de todas las isoyetas
que pasan por la cuenca determina el volumen total
precipitado.
5. ESCURRIMIENTO
El escurrimiento es parte del ciclo hidrológico, y para fines de
calidad humana el humano depende de este servicio
hidrológico para sustentar gran parte de su vida (agua
potable) y producción de energía (hidroeléctricas).
Es afectado por factores climatológicos como la
precipitación, infiltración y evapotranspiración; por factores
fisiográficos como la pendiente y red de drenaje; por factores
25
físicos como el uso de suelo, cobertura vegetal y
permeabilidad del suelo.
Para cuantificar el volumen de escurrimiento se utilizan
distintos métodos empíricos y de aforo (Figura 16), los cuales
son directos e indirectos. El método de aforo directo es el
volumétrico, y por métodos indirectos tenemos las de
superficies contraídas, sección-pendiente y secciónvelocidad.
Figura 16.
5.1
Métodos de aforo
Método empírico o racional
Este método es ampliamente usado para determinar gastos
de diseño. El método racional se basa en suponer una lluvia
constante de distribución homogénea en un área
determinada. El pico máximo de escurrimiento se alcanza en
el tiempo de concentración tc, en el cual todos los puntos de
drenaje descargan en el cauce principal o punto de diseño
(Figura 17). Se expresa en la Ecuación 3.
26
Q= 0.278*CIA
Ecuación 3
Donde:
Q = Caudal máximo (m3/s)
I= Intensidad (mm/h)
A= Superficie de la cuenca (km2)
C= Coeficiente de escurrimiento (adimensional)
0.278 = Factor de corrección de unidades
Figura 17. Hipótesis fundamental del Método Racional
5.2
Métodos de aforo
5.2.1 Método volumétrico
Es el método más sencillo y es directo, es común su uso
urbano y consiste en cuantificar el agua de un escurrimiento
natural o artificial con un depósito de volumen conocido por
unidad de tiempo. Se utiliza para aforar gastos pequeños.
27
5.2.2 Método de superficies contraídas
Este método tiene un alto grado de precisión y exactitud a
pesar de ser indirecto. Sin embargo las condiciones para su
uso son restringidas ya que no puede aplicarse en la mayoría
de los cauces naturales. Se basa en relacionar el volumen
con la altura de la columna de agua al pasar por un
estrechamiento de la sección del cauce que tiene una figura
geométrica conocida la cual es llamada sección control y
puede ser un vertedor o un medidor de estrechamiento de
garganta.
5.2.3 Método sección-pendiente
Este método es el más empírico de los métodos indirectos ya
que se basa en la relación sección-pendiente. Se
recomienda para el cálculo de gastos de diseño (caudal
máximo) en cuencas pequeñas que no cuentan con
estaciones de aforo. Se determina a través de la pendiente
del cauce principal, de su geometría (área y radio hidráulico),
y la huella máxima (mm) del volumen de agua que pasa por
una sección del cauce utilizando la fórmula de Manning.
Teniendo en cuenta que el gasto se puede expresar como la
multiplicación del área (m2) por la velocidad (m/s), éste
método usa a Manning para determinar la velocidad
conforme la Ecuación 4.
Ecuación 4
Donde:
V = Velocidad media en el cauce, en m/s,
n = Coeficiente de rugosidad de Manning,
R = Relación hidráulica (R=A/P), en m,
A= Área hidráulica de la sección transversal del cauce,
28
P= Perímetro mojado,
S = Pendiente hidráulica, es decir, pendiente de la huella
máxima
5.2.4 Método sección-velocidad
Este método es ampliamente usado en el mundo y es el que
utilizan todas las estaciones hidrométricas o de aforo de
México.
Se basa en obtener el valor del gasto de una sección a
través de conocer la velocidad que lleva el flujo en dicha
sección (Ecuación 5).
𝑄=
𝑉𝑜𝑙 𝑚3
𝑚
=
= 𝑉𝑒𝑙 ∗ á𝑟𝑒𝑎 = ∗ 𝑚3
𝑡
𝑠
𝑠
Ecuación 5
La velocidad en un conducto no se distribuye
homogéneamente por efecto de la fricción en las paredes de
los canales. Por lo cual el promedio de las distintas
velocidades se conoce como velocidad media.
En una vista en planta o aérea, la velocidad del agua es
mayor al centro que cerca de las orillas de un canal o un río.
De forma transversal y de perfil, la velocidad del agua es
mayor superficialmente y la velocidad media se ubica a una
profundidad del 60% desde la superficie (Figura 18).
En este caso para determinar la velocidad a la que fluye el
escurrimiento en una sección se emplea el molinete. En la
Figura 19 se muestra el diagrama que resume el método.
29
Figura 18.
agua
Distribución de la velocidad en una columna de
Figura 19.
Método de aforo con el molinete
ESTACIONES DE AFORO
Como ya se ha mencionado las estaciones de aforo o
hidrométricas son aquellas secciones del cauce en donde se
30
realiza la medición del volumen de agua que escurre por una
sección en determinado tiempo. En México son dos
instituciones las que principalmente monitorean el caudal por
secciones de aforo, CONAGUA y CFE.
En el año 2008, CONAGUA (2010) contaba con 490
estaciones hidrométricas en el país, cabe señalar que más
del 50 % de ellas no estaban activas.
América del Sur es una de las zonas del mundo que cuenta
con una amplia red hidrológica, para el año 2010 contaba
con 8,123 estaciones de aforo de las cueles el 74 % se
concentra en Brasil.
IDENTIFICACIÓN
Las estaciones hidrométricas, se deben identificar teniendo
la siguiente información:
a) Nombre de la cuenca.
b) Nombre del río.
c) Nombre de la estación.
d) Coordenadas geográficas.
e) Nivel de referencia o altitud de la estación.
f) Fecha de instalación
g) Tipo de estación: aforo, limnigráfica, limnimétrica.
h) Elementos que se observan.
i) Instrumentos y/o equipos de observación.
j) Programa de observación (horario).
k) Información sobre el control y regulación aguas arriba.
l) Antecedentes de la estación: fecha de inicio, reubicación,
recategorización.
m) Nombre del observador, datos completos.
n) Accesos y croquis de la estación: distancias en kilómetros,
medio de transportes y otros datos importantes.
31
UBICACIÓN
Para realizar aforos es necesario un mínimo de
infraestructura, a lo cual se le conoce como estación
hidrométrica y para su ubicación se toman las siguientes
sugerencias:
a) Es ventajoso ubicar la estación hidrométrica durante la
temporada de estiaje ya que es posible ver el gasto
base del cauce, es decir, el volumen mínimo de agua.
En referencia a dicho gasto se ubican los instrumentos
de la estación hidrométrica.
b) El tramo de aforo debe ser recto 50 m aguas arriba y
aguas debajo de la sección de aforo no debe tener
aportaciones ni aprovechamientos, ni presentar
bancos, hondonadas ni playas, es decir, debe ser un
tramo de cauce estable para evitar distorsión de la
información.
c) La sección de aforo debe ser uniforme y capaz de
transportar el gasto máximo ya que si la sección se
desborda no hay certeza que el gasto medido refleje
el volumen que pasa por la sección.
d) El acceso a la estación de aforo debe ser rápido
CARACTERÍSTICAS E INSTRUMENTACIÓN
Una estación de aforo con molinete debe presentar las
siguientes características e instrumentos:
a) Tramo de aforo: se localizan la sección control, la
sección de aforo y la sección de la escala
b) Sección de aforo
c) Escala
d) Limnígrafo o Talímides
32
e) Un medio para cruzar la corriente
Cuando las mediciones se hacen cruzando el río a pie se
conoce como aforo a vadeo.
REGISTRO DE DATOS
Para iniciar el aforo de cada sección se deben de anotar en
una hoja de registro, datos básicos para los cálculos en
gabinete y para registros históricos, como son:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
Número de Campaña
Nombre de la estación de aforo
Fecha
Nombre del Aforador
Marca del molinete
Precipitación (mm): es la lluvia registrada en el día al
momento de realizar el aforo
Hora de inicio (hh:mm)
Hora de término (hh:mm)
Lectura inicial de la escala (m)
Lectura final de la escala (m)
m y b: son parámetros de la ecuación de calibración
del molinete. Cada molinete tiene sus propios valores
m y b.
Todo molinete calibrado guarda una relación lineal entra la
velocidad del agua con las revoluciones por segundo que
registra, así la Ecuación 6 muestra los parámetros de
calibración.
V= m+b*N
Ecuación 6
Donde:
V= velocidad del agua en el punto de colocación del
Molinete, m/s
N= número de revoluciones observadas en el tiempo T, rev/s
33
m y b son parámetros de calibración de cada instrumento en
particular
Se registra el número de revoluciones en 60 segundos.
En la Figura 20 se observa un ejemplo de llenado de hoja de
aforo en campo.
.
Figura 20.
Formato de campo para aforo hidrométrico
INSTALACIÓN DE TALÍMEDES
El talímedes requiere para su instalación:
a) Pozo para alojar el flotador
b) Canal comunicador entre el pozo y el cauce
c) Escala
34
La ubicación del pozo dentro de la sección de aforo puede
ser sobre una margen de la corriente o en un lugar alejado a
la misma. En ambos casos el canal comunicador debe de
colocarse a una altura tal que considere el gasto mínimo del
cauce.
El pozo funciona como un tanque de reposo, ya que el
talímedes es sensible a las fluctuaciones de altura de la
lámina de agua, la turbulencia en el cauce puede generar
lecturas erráticas. Es posible sustituir el pozo por un tubo
reforzado de pvc de alta resistencia (Figuras 21 y 22).
El tubo reforzado de pvc se encuentra anclado a las paredes
del cauce a través de una estructura de soporte que lo
mantiene vertical y unido a una margen. La base del tubo va
sellada para evitar la aportación de agua por nivel freático.
Figura 21. Instalación de talímedes. a) Vista frontal de la
estructura de soporte y detalle del aro superior de anclaje, b)
Vista superior de los brazos de anclaje, c) Vista de perfil del
tubo de pvc reforzado. Parte I
35
Figura 22. Instalación de talímedes. a) Vista superior de
los brazos de anclaje y detalle del aro superior de anclaje, b)
Vista de perfil del tubo de pvc reforzado, c) Vista frontal de la
estructura de soporte. Parte II
Al fijar el canal comunicador con el tubo de pvc y la margen
del cauce, la estructura debe de tener una inclinación con
respecto al flujo del cauce, para evitar ser desplazado por el
mismo y que la boca de entrada al canal así como sus
orificios no puedan captar el escurrimiento (Figura 23).
Figura 23.
Orientación del canal comunicador
36
El Talímedes (instrumento registrador y flotador con
contrapeso) se instala dentro del pozo.
GEOMETRÍA DE LA SECCIÓN DE AFORO Y
DIVISIÓN DE DOVELAS
Para conocer el área que pasa por la sección de aforo cada
vez que se realizan campañas de medición en necesario
medir el área hidráulica de la misma, es decir, la superficie
definida en la parte superior por la línea de agua y en la parte
inferior por la geometría del conducto. Para ello se inicia
siempre de la margen izquierda hacia la margen derecha del
cauce y se toman mediciones de la altura de la columna de
agua (Figura 24).
Figura 24.
dovelas
Geometría de la sección de aforo y división de
Posteriormente se divide la sección en dovelas o tramos.
Cada dovela tiene el mismo ancho, y para determinarlo,
CONAGUA (1993) recomienda para cauces menores o
iguales a los 25 m, que el ancho de la dovela no supere el
metro (Figura 25). La suma del área de todas las dovelas es
el área hidráulica de la sección. Para conocerla se iguala el
área de las dovelas extremas a triángulos y en de las
dovelas intermedias a trapecios con la siguiente Ecuación 7.
37
Ecuación 7
Figura 25.
Medida de la dovela
MEDICIONES
Para determinar la velocidad en la sección (Figura 26):
1. Se hacen mediciones de cada dovela al 60 % de
profundidad contando desde la superficie y en la línea
media. De no existir la profundidad adecuada se
marca como lectura superficial.
2. Las mediciones son de la margen izquierda a la
margen derecha.
3. La medición es contar el número de revoluciones que
ocurre en 60 segundos, las revoluciones se pueden
identificar visualmente, en aguas claras, o por sonido,
en aguas turbias.
38
Figura 26. Medidas
profundidades
de
la
dovela
a
diferentes
INTERPRETACIÓN DE DATOS
Los datos obtenidos no solamente brindan información del
volumen de agua que se produce en una microcuenca,
también al relacionarlos con otras variables como la lluvia o
la cobertura vegetal, nos hablan del volumen retenido y del
nivel de degradación del área, es decir, en las zonas donde
escurre aproximadamente el mismo volumen que precipita
no tienen capacidad de retención de agua por ausencia de
cobertura vegetal. De lo anterior se pueden derivar otras
implicaciones, como que al escurrir todo lo que llueve y al no
tener obstáculos que limiten la velocidad con que fluye el
agua, el tiempo en que ese escurrimiento pasa de laminar a
canalillos es mínimo de tal suerte que la red de drenaje no es
capaz de desalojar tal cantidad de agua y sobrevienen las
inundaciones, estos efectos influyen también en el nivel de
erosión del área.
Uno de los principales objetivos de aforar una corriente
durante varios años es determinar la curva de calibración de
39
la sección, con ella se relaciona los niveles de agua leídos en
las escalas con los caudales registrados por aforos (Figura
27).
Figura 27.
Curva de calibración de la sección
Con los datos de escurrimiento se genera un hidrograma, es
decir, el resultado de graficar gasto contra tiempo. Si se
gráfica el escurrimiento de un evento, los hidrogramas
ilustran la rapidez con que una cuenca responde a una
tormenta y esto determina la magnitud de las
correspondientes avenidas, si se grafica el gasto de todo un
año es posible determinar el volumen de agua que aporta la
cuenca. La forma de los hidrogramas puede variar de cuenca
a cuenca o entre eventos de precipitación en la misma
cuenca, sin embargo se pueden identificar elementos
comunes (Figura 28).
Escurrimiento base: En el caso de cauces perennes, es
decir, que todo el año presentan caudal, este es producto del
escurrimiento subsuperficial y subterráneo.
Rama ascendente: Tramo entre el inicio de la rama
ascendente y el pico.
40
Rama descendente: Tramo entre el pico hasta el final del
escurrimiento directo.
Inicio de la rama ascendente: Es el tiempo que el agua de
una tormenta, o escurrimiento directo, tarda en llegar a la
estación de aforo.
Pico: Gasto máximo producido por una tormenta.
Tiempo pico o tiempo de concentración: Es el tiempo
trascurrido del inicio de la rama ascendente al pico.
Tiempo base: Tiempo que transcurre entre el inicio de la
rama ascendente y final del escurrimiento directo.
Como se puede ver, un hidrograma brinda bastante
información del comportamiento hidrológico de la cuenca.
En el caso de zonas con una amplio registro de desastres
naturales el monitoreo continuo del gasto permite
implementar sistemas de alerta, ya que el tiempo de
concentración relacionado con ciertos gastos máximos son
indicativos y en función de su registro continuo las
autoridades, como Protección Civil, pueden implementar
acciones preventivas.
Figura 28.
1989
Partes de un hidrograma. Tomado de Aparicio,
41
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20. World Vision. 2004. Manual de manejo de cuencas. El
Salvador. 154 pag.
44
AGRADECIMIENTOS
En el logro de esta publicación los autores desean expresar
su agradecimiento:
A The Nature Conservancy por sus aportes técnicos y el
apoyo económico otorgado para la impresión de esta
publicación al ministerio de Ambiente Federal de Alemania
(Bundenministerium
für
Unwelt
Natuschutz
und
Reaktorsicherheit (BMU)).
La impresión de ésta publicación se realizó gracias al apoyo
económico otorgado por The Nature Conservancy y el
ministerio
de
Ambiente
Federal
de
Alemania
(Bundenministerium
für
Unwelt
Natuschutz
und
Reaktorsicherheit (BMU)).
This project is part of the International Climate Initiative. The
Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation
and Nuclear Safety supports this initiative on the basis of a
decision adopted by German Bundestag.
Centros Nacionales de Investigación Disciplinaria,
Centros de Investigación Regional y
Campos Experimentales
Grupo Técnico Científico del CECECH
Presidente
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Dr. Guillermo López Guillén
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Hugo Altamirano Vázquez
Código INIFAP
MX-0-310603-13-07-33-09-20
Esta publicación se terminó de imprimir en el mes de diciembre de 2013
en Tuxtla Gutiérrez, Chis.
Su tiraje consta de 1000 ejemplares
Campo Experimental Centro de
Chiapas
Dr. Eduardo Raymundo Garrido Ramírez
Director de Coordinación y Vinculación del INIFAP en Chiapas
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Jefe Administrativo
Personal Investigator
Programa de Investigación e
Innovación
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Dr. Bulmaro Coutiño Estrada
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Dr. Francisco Javier Cruz Chávez
Ing. Isidro Fernández González*
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Dr. Pedro Cadena Iñiguez
Agrometeorología y Modelaje
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Maíz
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Frijol y garbanzo
Socioeconomía
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Maíz
Maíz
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Ambientales
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M.Sc. Walter López Báez Manejo Integral de Cuencas
* Realiza estudios de Maestría
** Realiza estudios de Doctorado