4.- Ciclo hidrológico y procesos hidrológicos. Sistema cerrado: Ciclo Hidrológico Global

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Tomás Valenzuela Moya
hace 6 años
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1 4.- Ciclo hidrológico y procesos hidrológicos Sistema cerrado: Ciclo Hidrológico Global 1

Infiltración Suelo / Regolita Percolación Capa freática superficie

2 Sistema abierto: Ciclo Hidrológico Local Precipitación Intercepción Vegetación Evapotranspiración Escorrentía cortical Trascolación Infiltración Suelo / Regolita Percolación Capa freática superficie Exfiltración Escorrentía subsuperficial Escorrentia superficial Cauce 2

3 Zona saturada - + Zona de transición Profundidad Zona de transmisión Zona de humedecimiento Humedad Frente de humedad + - Bodman y Colman, 1943 SIMULADOR DE LLUVIA: Calvo; Gisbert; Palau; Romero (1988) 3

4 Respuesta hidrológica del suelo: escala microparcela 2 m m /h m m /h 2 6 min 6 min 2 mm/h m m /h 2 6 min 6 min 4

5 El agua en el suelo 5

6 Redistribución del agua en el perfil de suelo (Calvo et al, 23) Humedad (%) - 5 (2) + (1) ) Profundidad (cm) 1 2 (1) (3) cm (3) Humedad d d + - (2) 4 cm cm 6

Variación temporal y espacial de la escorrentía (Boix, 2) 6

CALLOSA NORTE 4 3 2 1 2 4 6 6 BE11 BE21 BE31 BE41 BE51 BE81

SUR 4 3 2 1 2 4 6 6 5 CALLOSA SUR 4 3 2 1 2 4 6 6 BE511 BE521

COCOLL NORTE 5 COCOLL SUR 4 3 2 1 2 4 6 CC31 CC51 CC61 CC71

CC611 Cisjordania (Israel) Infiltration n rate mm h -1 5 4 3 2

7 Variación temporal y espacial de la escorrentía (Boix, 2) ) Escorrentía (mm h - 5 BENIDORM NORTE CALLOSA NORTE BE11 BE21 BE31 BE41 BE51 BE81 BE11 CS11 CS21 CS31 CS41 CS51 CS61 CS71 CS81 CS91 5 BENIDORM SUR CALLOSA SUR BE511 BE521 BE541 BE551 BE561 BE581 BE591 BE61 CS531 CS561 CS571 CS621 5 COCOLL NORTE 5 COCOLL SUR CC31 CC51 CC61 CC71 CC81 CC91 CC Tiempo (min) CC551 CC561 CC581 CC611 Cisjordania (Israel) Infiltration n rate mm h Infiltración Semiárido Medio árido Arido Accumulated rain (mm) 7

8 mmh Fc Sc gl -1 Average pp Creta (Grecia) Modelos clásicos de generación de escorrentía P (I-f) t = P e = Q t tormenta no P I intensidad precipitación saturado Q Q f capacidad de infiltración t Q P e exceso de precipitación p Q flujo superficial Q saturado g Q g flujo subterraneo Q (s)flujo superficial saturación Horton (1933) P P no saturado Q t P Q p no saturado Q (s) Q t P Q p saturado Q g saturado Hewlett (1961) Q g 8

9 Primeros estudios en el mediterráneo: - Lavee y Yair 7-8 s - Destacan de entrada la complejidad que conlleva la variabilidad espacial 9

Distribución espacial de Escorrentía y Humedad

3 FI8 2 4 6 6 3 6 6 FI7 3 3 2 4 6 6 6 FI5 3 3

4 6 6 3 Hum (%) esc (mm) esc c (mm) esc (mm) esc

4 6 6 6 FI6 3 3 2 4 6 6 6 FI3 3 3 6 3 2 4 6 FI2

10 Distribución espacial de Escorrentía y Humedad (Corell, 1997) esc (mm) e esc (mm) esc (m mm) 6 3 FI FI FI5 3 3 esc (mm) FI1 Hum (%) Hum (%) (%) Hum Hum (%) esc (mm) esc c (mm) esc (mm) esc (mm m) esc (mm) 6 3 FI FI FI FI FI Hum (%) Hum m (%) Hum (%) ) Hum (% Hum (%) 1

Modelos de generación de escorrentía en condiciones mediterráneas mm a -1 5 mm a -1 12 mm a -1 Lavee et al.

2-3-Factores En todo este abióticos rango controlan climático la hay generación discontinuidad de escorrentía del flujo 1- en 4- superficial Desconexión A las medida condiciones atendiendo

ladera, y zonas factores salvo de en reinfiltración eventos bióticos lluviosos ejercen de escorrentía el de control gran sobre (sinks).

11 Modelos de generación de escorrentía en condiciones mediterráneas mm a -1 5 mm a mm a -1 Lavee et al., 98 Arido ido Semi-ár Húmedo ores a-bióticos hortoniana res bióticos Facto saturación Esc. h Factor Esc. 2-3-Factores En todo este abióticos rango controlan climático la hay generación discontinuidad de escorrentía del flujo 1- en 4- superficial Desconexión A las medida condiciones atendiendo hidrológica que las más condiciones áridas, a un entre mosaico en climáticas cambio los distintos zonas en se las de elementos producción aridizan condiciones se más (sources) de húmedas, la ladera, y zonas factores salvo de en reinfiltración eventos bióticos lluviosos ejercen de escorrentía el de control gran sobre (sinks). la Con produce magnitud producción el clima un o incremento cambia con de escorrentía elevada la resolución del humedad área contribuyente espacial antecedente Descenso del área co ontribuyente Suelo NO saturado Escorrentía hortoniana discontinua umbral Qo (s) Suelo saturado Escorrentia mixta: Qo Saturación+Hortoniana Qo Calvo et al. 23 Qo (s) Suelo NO saturado 11

freática superficie Exfiltración Escorrentía subsuperficial

12 Precipitación Intercepción Vegetación Evapotranspiración Escorrentía cortical Trascolación Infiltración Suelo / Regolita Percolación Capa freática superficie Exfiltración Escorrentía subsuperficial Escorrentia superficial Cauce Flujos de agua y sedimentos en los canales 12

13 Hidráulica de canales abiertos Fuerza implicadas Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales 13

14 Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales 14

16 Transporte de sedimentos Transporte de sedimentos 16

17 Medición En Continuo Carga de Fondo en Canales Data Logger Sensor nivel Flujo Carga de fondo Sensor presión Incisión o agradación: equilibrio 17

18 Procesos vs Formas Crecidas (hidrograma) 18

19 Regímenes Fluviales Regímenes Fluviales Segre: nivopluvial 19

20 Precipitación Intercepción Vegetación Evapotranspiración Escorrentía cortical Trascolación Infiltración Suelo / Regolita Percolación Capa freática superficie Exfiltración Escorrentía subsuperficial Escorrentia superficial Cauce Evapotranspiración: El agua pasa de la superficie de la Tierra a la atmósfera por dos mecanismos distintos: Evaporación y Transpiración. Evaporación: Proceso de cambio de estado del agua (de líquido a gas). Y ocurre cuando: (i) hay agua disponible (ii) la humedad relatiba del aire sea menor que la de la superficie. La evaporación requiere importantes cantidades de energía (unas 6 Calorias para evaporar 1 gramo de agua). Transpiración: Es el proceso de pérdida de agua por las plantas a través de los estomas (pequeñas aperturas situadas en la cara inferior de las hojas y conectadas a los tejidos del sistema vascular de las plantas) En muchas plantas es un proceso pasivo, dependiente del la humedad atmosférica y del suelo. 2

21 Evapotranspiración es el termino que uno los dos procesos. La tasa de evapotranspiración depende de: La energía disponible. El gradiente de humedad entre la planta y la atmósfera. La velocidad del viento sobre la superficie. La disponibilidad de agua (humedad del suelo, precipitación antecedente). Precipitación Intercepción Vegetación Evapotranspiración Escorrentía cortical Trascolación Infiltración Suelo / Regolita Percolación Capa freática superficie Exfiltración Escorrentía subsuperficial Escorrentia superficial Cauce 21

Interceptación Escorrentía cortical Trascolación

Vegetación Evapotranspiración Escorrentía

Regolita Percolación Capa freática superficie

22 Interceptación Escorrentía cortical Trascolación Experimento Precipitación Intercepción Vegetación Evapotranspiración Escorrentía cortical Trascolación Infiltración Suelo / Regolita Percolación Capa freática superficie Exfiltración Escorrentía subsuperficial Escorrentia superficial Cauce 22

23 Aguas subterráneas No confinado Confinado 23

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