Infiltración hidrologiía

Introducción En el presente trabajo vamos a dar a conocer la definición, características, lo que representa la infiltración en el ciclo hidrológico y los diferentes métodos que nos ayudaran a determinar la capacidad de infiltración y los factores que intervienen en ella.

1. Infiltración Es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno en el suelo. Se distingue del proceso de percolación porque este último es el movimiento hacia abajo del agua desde o atreves de la zona no saturada hasta el nivel freático o zona saturada. El perfil del suelo infiltra agua dependiendo de las siguientes características:       

Contenido de humedad del suelo Textura Estructura Estratificación del suelo Contenido de materia orgánica Presencia de raíces y distribución de raíces Compactación

2. Distribución de la precipitación en el suelo La lluvia que cae se consume totalmente en intercepción, de tensión superficial o almacenamiento en depresiones, humedad del suelo, precipitación directa sobre la corriente de agua que sirve de drenaje al área considerada, agua subterránea, flujo superficial y escorrentía superficial.

2.1.

Intercepción Comprende el volumen de lluvia que no alcanza a llegar al suelo porque cae sobre las hojas de los árboles, plantas, rocas y sobre edificaciones donde se evapora posteriormente.

2.2.

Detención superficial Es el volumen de agua que se almacena en depresiones o charcos y luego se evapora.

2.3.

Precipitación directa sobre las corrientes de agua que sirve de drenaje al área considerada. Constituye un porcentaje pequeño y en muchos casos se despreciable.

2.4.

Humedad del suelo 1

Se refiere al volumen de agua que se infiltra en el suelo antes de alcanzar el nivel freático y es removida del suelo por las raíces de las plantas o por evaporación.

2.4.1.

Zona saturada En la cual el volumen ocupado por los poros o vacíos que existen entre los granos que componen el suelo están llenos de agua.

2.4.2.

Zona no saturada En la cual el volumen ocupada por los poros o vacíos que existen entre los granos que componen el suelo está ocupado por diferentes variaciones de aire y agua. 





2.5.

Humedad higroscópica.- Se adhiere firmemente a la superficie de las partículas del suelo formando una película delgada, no es humedad disponible para las plantas. Humedad capilar.- Una parte muy pequeña de agua que pertenece a la zona saturada sube por capilaridad a través de los poros del suelo no saturado, maya fuente de suministro de agua para las plantas. Humedad gravitacional.- Se refiere al agua que se mueve vertical mente desde la superficie del terreno hasta la zona saturada, permanece en el suelo en un tiempo relativamente corto.

Agua subterránea El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y eventualmente llegan a los arroyos, los lagos y los océanos. El nivel freático es la línea que divide la zona saturada de la no saturada. La presión hidrostática en cualquier punto de esta línea es igual a cero. Por encima esta la zona capilar con presiones negativas, por debajo se encuentra la zona saturada con presiones positivas.

2.6.

Flujo subsuperficial Es la parte del agua que no alcanza a llegar al nivel freático porque toma una dirección paralela a la superficie del suelo, para salir nuevamente al aire libre y convertirse en escorrentía superficial.

2.7. 2.7.1.

Escorrentía superficial Escorrentía superficial Directa.- Es el volumen de agua lluvia que 2

hace su recorrido sin filtrarse, desde el sitio donde cae hasta la corriente de agua que alimenta. Escorrentía superficial Total.- Es la suma de escorrentía superficial directa y el flujo subsuperficial.

2.7.2.

3. Parámetros característicos de la infiltración 3.1.

Capacidad de infiltración o tasa de infiltración El concepto de capacidad de infiltración es aplicado al estudio de la infiltración para diferenciar el potencial que el suelo tiene de absorber agua a través de su superficie. Es la cantidad máxima de agua que un suelo puede absorber por unidad de superficie horizontal y por unidad de tiempo. Se denota como f, se mide por la altura de agua que se infiltra y se expresa normalmente en mm/hr. Se define como exceso de precipitación a la cantidad resultante de restar la intensidad de lluvia (i) a la capacidad de infiltración (f), en un tiempo determinado Δt. Exceso de precipitación = (i – f) Δt, en mm.

A la capacidad de infiltración solo se llega durante una lluvia si el exceso de la precipitación es mayor o igual a cero. En casa contrario la capacidad de absorción de agua del suelo no es máxima y por consiguiente no es igual a la capacidad de infiltración.

si i Ia (1)

Donde, Ia (mm) es la abstracción inicial antes del escurrimiento (almacenamientos superficiales, intercepción por la vegetación, evapotranspiración, infiltración antes de la saturación del suelo y otros factores) y S (mm) es un parámetro de retención, el cual varía espacialmente por cambios en el tipo y uso del suelo, manejo y pendiente; así como por cambios temporales en la humedad del suelo.

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El parámetro Ia generalmente se expresa en función de S: Ia= kS

(2)

Donde, el valor de k es puesto generalmente como 0.2 (SCS, 1972; NRCS, 2004) y S es estimado como: S= 25.4 ((1000/NC)-10)

(3)

Donde, NC (0 a 100), adimensional, es función de la humedad antecedente del suelo, la pendiente del terreno, el uso del suelo y sus prácticas de manejo, principalmente. La Ecuación 1 permite establecer una relación funcional entre P y Q que se utilizan en forma práctica, ya que depende sólo de NC que se puede estimar a partir de información disponible (mapas temáticos del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, por ejemplo), aunque no actualizada, en las cuencas hidrográficas; con excepción del uso de la tecnología de los sensores remotos. Esta ecuación da una falsa apariencia de funcionalidad, particularmente cuando se tiene el soporte institucional del SCS/NRCS.

7. Conclusiones    

Al principio la velocidad infiltración es alta y luego declina hasta que se hace constante más o menos a los 120 minutos. El índice phi de infiltración es la pérdida incluyendo retención superficial, evaporación e infiltración. El índice de Horton es una medida de la capacidad de drenaje de una cuenca. El SCS es una relación empírica entre el escurrimiento directo Q (mm) y la precipitación P (mm).

8. Bibliografía          

German MONSALVE: “hidrología en la Ingeniería”. Escuela Colombiana de Ingeniería. Bogotá. 1995 Rafael HERAS: “Manual de Hidrología”. Centro de Estudios Hidrográficos. Madrid.1970. Rolando SPRINGALL: “Hidrología”. Universidad Autónoma de México. 1976. Emilio CUSTODIO - Manual Llamas: “Hidrología Subterránea”. Ediciones Omega. Barcelona. (España). 1983. En línea “infiltración” http://info.elriego.com/velocidad-de-infiltracion-del-aguaen-distintos-tipos-de-suelo/ En línea “infiltración” http://www.biblioteca.udep.edu.pe/BibVirUDEP/tesis/pdf En línea “infiltración” http://www.infoiarna.org.gt/guateagua/img/ciclohid.jpg En línea “infiltración” http://ing.unne.edu.ar/pub/infi.pdf En línea “ecuación de Horton” http://www.biblioteca.udep.edu.pe/BibVirUDEP/tesis/pdf 16

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En línea “capacidad de infiltración” http://www.construaprende.com/docs/tesis/296-presas?start=5 En línea “capacidad de infiltración imágenes” https://www.google.com/search?q=capacidad+de+infiltracion&source En línea “curva de capacidad de infiltración” www.es.slideshare.net

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