Agua de Escorrentia_periche

5/10/2018 Agua de Escorrentia_periche - slidepdf.com

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“AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICHU PARA EL MUNDO”

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

CURSO: HIDROLOGIA.

TRABAJO DE INVETIGACION: AGUAS DE ESCORRENTIA.

FACULTAD: INGENIERIAS Y ARQUITECTURAS.

ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA AMBIENTAL.

PROFESOR: Ing. HELBERT MALDONADO.

ALUMNO: CARLOS A. PERICHE ROMERO

PIURA-PERU.



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INDICE

3. INTRODUCCION.

4. RESUMEN EJECUTIVO.

6. ESCORRENTIA.

7. EFECTOS DE LA CONTAMINACION DE LAS AGUAS DE ESCORRENTIA.

8. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CICLO DE LA ESCORRENTIA.

9. COMPONENTES DE LA ESCORRENTIA.

10. METODOS PARA EL CÁLCULO DE LA ESCORRENTIA.

11. COEFICIENTE DE ESCORRENTIA.

12. COEFICIENTE DE ECURRIMIENTO.

13. ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA.




17. IMPACTOS SOBRE EL AGUA DE ESCORRENTIA.

18. CONCLUCIONES.



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INTRODUCCIÓN

La escorrentía es un proceso de suma importancia en cualquier

programa orientado hacia la conservación de suelos.

Conociendo las variables de los suelos y las variables físicas

relacionadas con la atmósfera es posible tener un claro

concepto del proceso y seleccionar sistemas de evacuación del

exceso de agua de lluvia, de parcelas y terrenos. La

escorrentía es el agua generada por una cuenca en la forma de

flujo superficial y por tanto constituye la forma más disponible

del recurso.

El estudio de la escorrentía reviste gran importancia en la

planificación de recursos hídricos y en diseño de obras. En

manejo de cuencas es muy importante puesto que ella es un

reflejo del comportamiento y estado de una cuenca.

En el proceso de escorrentía, el agua de las lluvias sealmacena en distintas partes de la tierra para luego formarse

pequeñas pozas y ser arrastradas hacia un caudal el cual va

creciendo hasta depositarse en una cuenca y así seguir un

gran proceso.



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RESUMEN EJECUTIVO

ESCORRENTÍA La escorrentía es el agua generada por una cuenca en la forma de flujo superficialy por tanto constituye la forma más disponible del recurso. El estudio de laescorrentía reviste gran importancia en la planificación de recursos hídricos y endiseño de obras. En manejo de cuencas es muy importante puesto que ella es unreflejo del comportamiento y estado de una cuenca.

Contaminación de las Aguas de Escorrentía

Las aguas pluviales pueden recoger basuras, suciedad, aceites y otroscontaminantes que fluyen al sistema de alcantarillado pluvial o directamente alagos, arroyos, ríos, quebradas, humedales o aguas costeras. CICLO DE LA ESCORRENTIA

Cuando el exceso de lluvia supera la capacidad de almacenamiento del suelo elagua fluye en sentido longitudinal de la pendiente (aguas abajo). El exceso deagua que desborda los sectores microdepresionales y que fluye hacia cauces másbajos se denomina agua de escorrentía.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CICLO DE LA ESCORRENTIA

Factores como: la lluvia y la cuenca

La lluviaInfluye en el proceso de escorrentía debido a tres características:intensidad, duración del evento y distribución geográfica dentro de lacuenca.

La cuencaAfecta el volumen de la escorrentía debido a la forma y tamaño.

COMPONENTES DE LA ESCORRENTÍA.

Está constituida por la sumatoria de tres componentes principales: escurrimiento,flujo sub-superficial y agua subterránea.



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El escurrimiento es el agua que fluye sobre la superficie del terreno hasta elcauce más cercano y sólo se produce en los eventos de lluvia.

Flujo sub-superficial está constituido por el flujo lateral desde la zona dehumedad del suelo

El flujo subterráneo está conformado por el agua que fluye desde elalmacenamiento del agua subterránea hacia los cauces.

METODOS PARA EL CÁLCULO DE LA ESCORRENTÍA.

Método racional.

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA.

Se conoce como coeficiente de escorrentía a la relación entre el índice deescorrentía y la precipitación anual. Indica qué porcentaje de la precipitación anualcircula.

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

Se entiende por coeficiente de escurrimiento a la relación entre la lámina de aguaprecipitada sobre una superficie y la lámina de agua que escurre superficialmente.

ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA.

Se puede estimar la escorrentía media anual, mensual, diaria y de eventos.

ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA MEDIA Y MINIMA ANUAL. ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA MENSUAL. ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA DE EVENTOS. ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA DIARIA.

IMPACTOS SOBRE EL AGUA DE ESCORRENTIA. Entre los contaminantes que crean el mayor impacto, sobre las aguas superficialesque provienen de la escorrentía, están las sustancias derivadas del petróleo, losherbicidas y los fertilizantes.

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_escorrent%C3%ADa


http://es.wikipedia.org/wiki/Precipitaci%C3%B3n_(meteorolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua







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ESCORRENTÍA

DEFINICION

La escorrentía es la cantidad del agua de lluvia que excede la capacidad deinfiltración del suelo. Si la lluvia caída supera esa capacidad, el exceso escurrehacia arroyos, quebradas, ríos, lagos y océanos.

La escorrentía superficial es una de las principales causas de erosión a nivelmundial. Suele ser particularmente dañina en suelos poco permeables, como losarcillosos, y en zonas con una cubierta vegetal escasa.

La escorrentía de aguas pluviales ocurre cuando la precipitación de lluvia cae y

corre sobre los techos de los edificios, en calles, aceras y en cualquier otrasuperficie impermeable. Estas aguas en lugar de introducirse en el suelo, corrensobre las superficies y llegan a los drenajes pluviales.

Contaminación de las Aguas de Escorrentía

Las aguas pluviales pueden recoger basuras, suciedad, aceites y otroscontaminantes que fluyen al sistema de alcantarillado pluvial o directamente alagos, arroyos, ríos, quebradas, humedales o aguas costeras. Todo lo que entra al

sistema de alcantarillado pluvial es descargado, sin tratamiento, a los cuerpos deagua que son usados para nadar, pescar y como suministro de agua potable. Lacontaminación de las aguas pluviales se debe a:

Aumento del volumen de agua proveniente de las superficiesimpermeables.

Concentración de contaminantes en el agua pluvial.

Las aguas pluviales pueden recoger:

Basura. Sustancias peligrosas.

Fertilizantes, plaguicidas, metales, combustible, etc. Grasas y aceites. Detergentes. Sedimentos. Suciedad.

http://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla

http://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla

http://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n



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Sólidos suspendidos. Pequeñas partículas de tierra.

Desechos de animales.

Efectos de la contaminación de las aguas de escorrentía

Destrucción o modificación de los hábitats acuáticos. Aumento en el potencial de inundaciones. Disminución de la diversidad de especies acuáticas. Aumento de sedimentación y erosión.

Costosas operaciones de dragado. Aumento de niveles de bacterias en aguas recreacionales.

Cierre de playas. Aumento en el costo de tratamiento de agua potable.

Ventajas del Manejo de Escorrentía de Aguas Pluviales

Protección de humedales y ecosistemas acuáticos. Conservación de los cuerpos de agua. Mejoras en la calidad del agua potable. Protección de la salud pública. Control de inundaciones.

CICLO DE LA ESCORRENTIA

El agua de lluvia satisface inicialmente las demandas hídricas del suelo y elambiente atmosférico que rodea los cultivos: temperatura, humedad relativa, lluvia,radiación solar y viento, por defecto de las cinco variables citadas, se produce latranspiración de las pantas vía estomas y la evaporación del agua de la superficiedel suelo. Simultáneamente, ocurre infiltración de agua en el suelo, parte de lacual se almacena en sus horizontes o estratos; dependiendo de su textura,estructura, tipos de poros y contenido de materia orgánica.Cuando la precipitación pluvial ha cubierto todas las demandas, ocurre laescorrentía superficial. El proceso se desarrollas así:Inicialmente, se forman pequeños empapamientos en diferentes sectores delterreno, especialmente en áreas microdepresionales de laderas (sean de cultivos,de pastos o de aéreas forestales)



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Cuando el exceso de lluvia supera la capacidad de almacenamiento del suelo elagua fluye en sentido longitudinal de la pendiente (aguas abajo). El exceso deagua que desborda los sectores microdepresionales y que fluye hacia cauces másbajos se denomina agua de escorrentía.

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL CICLO DE LA ESCORRENTIA

Existen dos factores generales que afectan el proceso de escorrentía: la lluvia y lacuenca

La lluviaLa lluvia influye en el proceso de escorrentía debido a tres característicasintensidad, duración del evento y distribución geográfica dentro de la cuenca. Estoafecta la proporción entre la cantidad de agua que ha caído por acción de las

tormentas y el volumen total de escorrentía registrado en el punto de aforo, en lasalida de la cuenca.

El total de escorrentía está ligado a la duración de las tormentas. Para unaintensidad especifica, se generan las siguientes condiciones para la lluvia:

Infiltración. Es el ingreso vertical descendente del agua de lluvia a través de lasuperficie de un suelo no saturado con agua. Decrece con el tiempo de registro deuna tormenta. Es influenciadas por las propiedades físicas del suelo: textura,estructura, contenido de material orgánica, grado de humedad inicial. La

infiltración se produce bajo las siguientes condiciones:

Cuando llueve, ingresa agua al suelo. Sus poros, se llenan de agua en formapaulatina. Cuando todo el sistema poroso del suelo se satura, el exceso de aguaescurre en sentido de la pendiente, o se empoza, si el relieve es plano o cóncavo.

Intensidad pluviométrica: una tormenta de lata intensidad pero de corta duraciónno necesariamente produce escorrentía. Si la produce o no, dependerá del tiempoy de la duración de la tormenta, de la capacidad de infiltración del suelo y del área,o tamaño de la cuenca.

La CuencaLa cuenca también afecta el volumen de escorrentía, debido a las siguientescaracterísticas:

Forma y tamaño: la justificación de un mayor o menor volumen de escorrentía seatribuye a la forma de la cuenca y a la tormenta que cae dentro de ella. Si el eje



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mayor de la cuenca es paralelo al curso de la tormenta, se produce mayorescorrentía que si el curso de la tormenta es transversal, porque no cubre toda lacuenca

COMPONENTES DE LA ESCORRENTÍA.

La escorrentía está constituida por la sumatoria de tres componentes principales:escurrimiento, flujo sub-superficial y agua subterránea.

El escurrimiento.

El escurrimiento es el agua que fluye por sobre la superficie del terreno hasta elcauce más cercano y sólo se produce en los eventos de lluvia. En un evento delluvia, cuando la intensidad de la misma es superior a la tasa de infiltración, se

produce un almacenamiento superficial que primero llena las depresiones delterreno, conformando el almacenamiento de retención. Luego que las depresionesse han llenado se inicia el almacenamiento detención, el cual genera elescurrimiento. Lo anterior es importante conocerlo ya que indica que la escorrentíano sólo depende de la infiltración sino del micro-relieve. La tasa de escurrimientodependerá del volumen del almacenamiento de detención y de la pendiente yrugosidad del terreno.En cuencas de suelos muy permeables, de cobertura densa y de poca pendiente,el escurrimiento es muy pequeño, por el contrario, en suelos arcillosos y con pocacobertura el escurrimiento es mayor; lo anterior es de suma importancia conocerlo

ya que la escorrentía es el principal factor en la erosión de los suelos.

El flujo sub-superficial.

Está constituido por el flujo lateral desde la zona de humedad del suelo. Luego dela infiltración el agua en el suelo continúa moviéndose en función de los gradienteshídricos, especialmente el gradiente vertical y si se encuentra con una caparelativamente impermeable, se produce un flujo lateral el cual culmina con suintercepción por los cauces. El flujo subsuperficial es muy importante en cuencascon suelos permeables y estratificados. Junto con el escurrimiento conforma elllamado flujo rápido (“quick flow” en inglés) y que generalmente se considera como

escorrentía directa.



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Flujo subterráneo.

El flujo subterráneo está conformado por el agua que fluye desde elalmacenamiento del agua subterránea hacia los cauces. Este ocurre cuando loscauces interceptan el agua subterránea, ya sea desde el nivel freático como de

acuíferos más profundos. Este flujo es llamado flujo base o caudal base. El flujobase ocurre siempre que exista un almacenamiento subterráneo. El caudal mínimode un cauce es llamado caudal de estiaje.

METODOS PARA EL CÁLCULO DE LA ESCORRENTÍA.

La cantidad de escorrentía de una cuenca o de un área parcial dentro de ella, estádeterminada mayoritariamente en función de las condiciones de textura yestructura del suelo. También tiene gran influencia el relieve local, lascaracterísticas de las lluvias, la condición geológica - estructural de la cuenca, la

cobertura de la vegetación natural y el diseño de los sistemas de explotaciónforestal: cultivos, sectores de explotación forestal. Teniendo presente estosfactores, se analiza uno de los métodos más utilizados de escorrentía el métodoracional.

METODO RACIONALPara estimar la escorrentía de una cuenca o de una región situada dentro de ella,existen varios métodos

.



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COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA.

Del agua de lluvia que cae sobre la superficie de un terreno, una parte se evapora,otra discurre por la superficie (escorrentía) y otra penetra en el terreno(infiltración).

Se conoce como coeficiente de escorrentía a la relación entre el índice deescorrentía y la precipitación anual. Indica qué porcentaje de la precipitación anualcircula, de media.

La fórmula de este índice es

Ce = Ie/Pmm.

Expresado en tantos por ciento es

Ce = (Ie/Pmm) · 100.

Siendo:

Ce = Coeficiente de escorrentía

Ie = Índice de escorrentía

Pmm = Precipitaciones anuales en milímetros

Cuando hablamos de la cantidad de lluvia que resbala sobre un materialdeterminado lo llamamos factor de impermeabilidad

El coeficiente de escorrentía varía a lo largo del tiempo y es función de lascaracterísticas del terreno (naturaleza, vegetación, permeabilidad, inclinación,humedad inicial del suelo, ...) y de la zona (temperatura, intensidad y duración dela precipitación, humedad relativa, velocidad del viento, horas de soleamiento,dimensiones de la cuenca vertiente, ...).

Así, en una precipitación la evaporación y la infiltración de agua irán disminuyendoconforme vaya aumentando la humedad relativa y el estado de inhibición delterreno, aumentando consecuentemente el coeficiente de escorrentía desdevalores iniciales iguales o próximos a cero hasta valores finales iguales o cercanosa la unidad.




http://es.wikipedia.org/wiki/Lluvia

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Factor_de_impermeabilidad&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Factor_de_impermeabilidad&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Lluvia






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El coeficiente de escorrentía crece con la Intensidad y con la duración de laprecipitación. Para un período de retorno dado, el aumento de la duración de laprecipitación implica una disminución de la Intensidad Media Máxima, por lo quees bastante complicado el estudio de la influencia de los factores intensidad yduración de la precipitación sobre el valor del coeficiente de escorrentía.

La naturaleza del suelo tiene una gran importancia en el coeficiente deescorrentía. Por ello es fundamental que su tipología se analice a la vista delplaneamiento urbanístico vigente. En efecto; unos terrenos sin urbanizar,actualmente, pueden aconsejar que se adopte un coeficiente de escorrentía bajo,lo que conducirá a la obtención de un pequeño caudal de pluviales a evacuar; siEstos terrenos están sujetos a un planeamiento que posibilita su urbanización, seProducirá un notable incremento en el futuro del caudal de pluviales a evacuar,Con la consiguiente insuficiencia de la red de saneamiento inicialmente prevista.

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO

Se entiende por coeficiente de escurrimiento a la relación entre la lámina de aguaprecipitada sobre una superficie y la lámina de agua que escurre superficialmente,(ambas expresadas en mm).

Donde:

= Precipitación (en mm)

= Lámina escurrida (en mm)

El valor del parámetro k varía mucho en función del tipo de uso del suelo. En elcuadro siguiente se presentan algunos valores generalmente aceptados paraprecipitaciones de larga duración.



http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo





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Característica del área Valor de k

Residencial urbano - Casas unifamiliares 0.30

Residencial urbano - Apartamentos con jardines 0.50

Comercial e industrial 0.90

Forestada (dependiendo del suelo) 0.05 - 0.20

Parques, prados, terrenos cultivados 0.05 - 0.30

Pavimentadas con asfalto u hormigón 0.85 - 1.00

Terreno saturado por lluvias prolongadas 1.00

Observando estos valores determinados por medio de ensayos de campo, sepuede apreciar fácilmente por qué la destrucción de los bosques y la urbanizaciónprovocan crecidas mucho mayores.

ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA.

El objetivo principal de la Hidrología es la estimación de la escorrentía. Auncuando se cuente con información, es necesario realizar estimaciones para

diferentes usos. Cuando no se cuenta con mediciones de escorrentía, ésta puedeser estimada por diferentes metodologías dependiendo del uso que se le pretendadar a la información. Se puede estimar la escorrentía media anual, mensual, diariay de eventos.

ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA MEDIA Y MINIMA ANUAL.

La escorrentía media anual se puede estimar utilizando valores regionales derendimiento de cuencas basados en coeficientes de escorrentía o realizandobalances hídricos. Los valores así obtenidos pueden ser utilizados sólo para

efectos de planificación. Para el diseño de obras, es indispensable realizarmediciones por lo menos por un período corto y luego, utilizando metodologíascomo los modelos hidrológicos, se pueden obtener valores más confiables.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo

http://es.wikipedia.org/wiki/Bosque

http://es.wikipedia.org/wiki/Urbanizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Urbanizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Bosque

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo



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ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA MENSUAL.

Los métodos anteriores pueden también ser utilizados con las mismas limitacionesseñaladas. Los modelos hidrológicos representan la mejor alternativa. La figura4.15 muestra la calibración del modelo para la cuenca del río San Andrés en El

Salvador.

ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA

DIARIA.

La escorrentía diaria para pequeñas parcelas agrícolas, se puede estimarbasándose en balances hídricos diarios los cuales utilizan la información diaria deprecipitación y funciones que simulan la evapotranspiración. Para cuencasmayores, es necesario el uso de modelos hidrológicos; sin embargo, hasta elpresente no existen modelos hidrológicos confiables que puedan estimar laescorrentía diaria para cuencas sin ninguna información de escorrentía. Lamayoría de los modelos existentes, necesitan ser calibrados con datos medidospara luego poder ser utilizados en la estimación de la escorrentía.

ESTIMACION DE LA ESCORRENTIA DE EVENTOS.La escorrentía que se produce en un evento puede ser estimada en términos desu volumen, pico y distribución. El volumen, Q, es necesario estimarlo siempre. Elpico de escorrentía se requiere para diseño de obras. La distribución, en la formade hidrograma, es necesaria para el diseño de represas.



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Volumen de escorrentía del evento.

La determinación de la escorrentía para un evento, se puede realizar utilizandodiferentes metodologías para determinar la infiltración o “sustracciones”. Laexperiencia ha demostrado que el mejor método, para cuencas sin datos, es el del

Número de Curva del Soil Conservation Service (1972). Para el caso de eventos,la escorrentía directa total se puede estimar por el método según el cual:

En donde Q es la escorrentía total en milímetros, P es precipitación total delevento y S es la infiltración potencial.



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IMPACTOS SOBRE EL AGUA DE ESCORRENTIA.

Las principales cuestiones ambientales asociadas con la escorrentía son losimpactos sobre el agua superficial, subterránea y del suelo, por el transporte decontaminantes a estos sistemas. En último término, estas consecuencias se

traducen en riesgos para la salud humana, perturbaciones del ecosistema eimpacto estético sobre los recursos de agua. Entre los contaminantes que crean elmayor impacto, sobre las aguas superficiales que provienen de la escorrentía,están las sustancias derivadas del petróleo, los herbicidas y los fertilizantes.Cuando las aguas superficiales son usadas como abastecimientos de aguapotable, pueden quedar comprometidas en cuanto a riesgos para la salud yestética del agua potable (es decir, en su olor, color y turbiedad). Las aguassuperficiales contaminadas también pueden cambiar los procesos metabólicos delas especies acuáticas que reciben; estas modificaciones pueden conducir a la

muerte de animales o cambiar el equilibrio de la población actual.

Otros impactos específicos actúan sobre el apareamiento animal, la reproducción,la viabilidad de las larvas y los huevos, la supervivencia juvenil y la productividadde las plantas.

En el caso del agua subterránea, la cuestión principal es la contaminación delagua potable, si el acuífero se utiliza para el uso humano. En cuanto a lacontaminación del suelo, las aguas de escorrentía pueden tener dos caminosimportantes de interés:

En primer lugar, el agua de escorrentía puede extraer contaminantes del suelo yllevarlos a hábitats acuáticos aún más sensibles.

En segundo lugar, la escorrentía puede depositar contaminantes en suelosrelativamente limpios, provocando consecuencias para la ecología o la salud.Impacto humano sobre la escorrentía superficial

La erosión del sueloEl suelo es la capa superficial de la superficie terrestre constituida por materialesorgánicos e inorgánicos. Los suelos residuales, es decir, aquellos que sedesarrollan sobre plena roca madre, poseen un corte que muestra de arriba haciaabajo cuatro horizontes esenciales: a) hojarasca, b) capa mineral con humus, c)capa mineral sin humus y d) roca madre en proceso de meteorización. Losedafólogos (especialistas en el estudio de los suelos) afirman que un suelo es



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profundo cuando supera los 100 centímetros. El término suelo, según laedafología, se aplica entonces a la capa superficial donde se sustentan lasplantas, puesto que las raíces de los árboles tienden a extenderse máslateralmente que en profundidad.



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CONCLUSION

La escorrentía es el exceso de agua de lluvia que cae en un sector de una

cuenca, o en toda la cuenca, y que escurre hacia quebradas, arroyos, lagos ymares.

La escorrentía, además de producir erosión, hace que sea menor la cantidadde agua, procedente de las precipitaciones o de los riegos, que se puedeinfiltrar en el suelo y ser aprovechada por las plantas. En el caso de losencharcamientos, aunque una parte del agua estancada acaba infiltrándose enel suelo, otra se pierde por evaporación, sobre todo cuando las temperaturasson altas. Otra parte de la precipitación que no llega a infiltrarse en el suelo, yque se pierde por evaporación, es el agua interceptada por la vegetación y la

hojarasca cuando las lluvias o los riegos son débiles y de corta duración

La escorrentía de una cuenca es modificada por varios factores, como elrelieve, el clima, la fisiografía, la geología, el uso de la tierra, la forma y sutamaño y la capacidad de infiltración de los suelos.

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