evaportraspiracion

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ÍNDICE

ÍNDICE...........................................................................2

I. MARCO TEÓRICO...........................................................3

EVAPOTRANSPIRACIÓN (ET)...............................................3

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EVAPOTRANSPIRACION 3

MEDIDA Y CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN..........4

BALANCE HÍDRICO...........................................................5

II.OBJETIVOS......................................................................6

III.INFORMACIÓN DISPONIBLE...........................................7

IV.DESARROLLO................................................................7

V.CONCLUSIONES...........................................................11

VI.BIBLIOGRAFÍA.............................................................11

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I .MARCO TEÓRICO

EVAPOTRANSPIRACIÓN (ET)

Es la cantidad de vapor de agua movida hacia la atmósfera por evaporación edáfica y transpiración vegetal en función de las condiciones de humedad del suelo y las condicionantes meteorológicas; Consideración conjunta de dos procesos diferentes: evaporación y transpiración. Evaporación.-es el proceso por el cual, el agua pasa del estado líquido en que se encuentra en los almacenamientos, en el suelo y en las capas cercanas a la superficie, ha estado gaseoso y se transfiere a la atmósfera. La evaporación se produce básicamente por el aumento de energía cinética que experimentan las moléculas de agua cercanas a la superficie de un suelo húmedo o una masa de agua producido por la radiación solar, el viento y las diferencias en presión de vapor.Transpiración.- es el agua que se despide en forma de vapor desde las hojas de las plantas. Esta agua es tomada por las plantas de manera natural, desde el suelo. Se denomina de esta manera, a la pérdida de agua desde la cobertura vegetal; tiene lugar cuando la presión de vapor en el aire es menor que la existente en las hojas de la vegetación. Cerca del 95% de las pérdidas hídricas de la vegetación se producen durante el día, debido a que el vapor de agua es transpirado a través de pequeños poros de las hojas como respuesta al estímulo calórico de la luz. La transferencia de vapor de agua hacia la atmósfera es un proceso que se inicia en el movimiento del agua desde el suelo.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EVAPOTRANSPIRACION

Radiación Solar. Temperatura. Humedad (menos humedad más

evaporación). Presión (menos presión más

evaporación). Viento (más viento más

evaporación). El poder evaporante de la atmósfera.

Salinidad del agua (En la evaporación desde lámina de agua libre).

El tipo de suelo (textura, estructura, etc.).

Grado de humedad del suelo. El tipo de planta. Variaciones interanuales (En áreas

de bosque la ET aumenta con el desarrollo de los árboles).

Evapotranspiración real (ETR)

* Suma de la evaporación directa de agua desde la superficie el terreno y/o desde los poros y grietas del mismo más la transpiración de las plantas.

* La máxima profundidad de alcance de las plantas es aproximadamente igual a la longitud de las raíces, aunque éstas pueden obtener agua más profunda por succión.

Evapotranspiración potencial (ETP)

* Cantidad de agua que perderá una superficie completamente cubierta de vegetación si en todo momento hay en el suelo agua suficiente para el crecimiento activo de las plantas.

MEDIDA Y CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN

Los procedimientos más comunes son:a) Medida directa (Lisímetro)b) Métodos empíricos o semiempíricos basados en

medidas directas y en fórmulas que tienen fundamento físico (Thorthwaite, Blaney y Criddle,..)

Thorthwaite: muy usado en hidrología y edafología. El método calcula el valor de ETP (y ETR) de un lugar dado para cada mes del año a partir de dos parámetros básicos:

e : Evaporación Potencial Media del mes ficticia (ETP) (Evapotranspiración potencial media diaria del mes (mm/día) para meses ficticios de 30 días y de 12 horas de luz diaria. (Como ninguna de ambas cosas son siempre ciertas, los valores de ε se deben corregir, del modo que se verá más adelante, para obtener ETP mensual)I : Índice de Calor Anual es calcula sumando los índices de calor mensual (i) de los 12 meses del añot : Temperatura media diaria (ºC) del mes en cuestión en la zona de estudio. Se calcula con datos medidos localmentea = Coeficiente experimental de ajuste (función de I) = (675⋅10-9)I3 - (771⋅10-7)I2- (1972⋅10-5)I + 0,49239i = índice de calor mensual. Se encuentra para cada mes del año, en función de la temperatura media mensual de la zona.

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e = 16,2 (10t/I)

Página 3INGENIERIA CIVIL

El valor de e obtenido (evapotranspiración potencial media mensual ficticia) se debe corregir para la latitud y el nº de horas de sol diarias reales de la zona de estudio, obteniéndose así la ETP mensual real de la zona:

N = nº máximo de horas de sol según la latitud de lugar d = nº de días del mes en cuestión

BALANCE HÍDRICO

El Balance hídrico fue empleado para el cálculo de la oferta hídrica superficial, que equivale al volumen de agua continental de los sistemas de drenaje superficial, en un período determinado de tiempo. El planteamiento de un balance hídrico es un procedimiento indirecto para estimar las extracciones de agua subterránea especialmente indicados para acuíferos de gran extensión y abundante explotación ya que es menos costoso y más fácil de aplicar que los métodos directos.

Entradas - salidas = variación en el almacenamiento El método Directo

El método de Agotamiento Exponencial* Método DirectoA continuación analizaremos los diferentes parámetros.

P-ETEs el balance mensual de entradas y salidas potenciales de agua del suelo. La diferencia nos clasifica los meses en secos (P-ET<0) y en húmedos (P-ET>0) según las entradas superen o no a las salidas potenciales.

R, RESERVA DEL SUELO Cuando en un mes se produzcan más entradas que salidas, (P>ET) el agua sobrante pasará a engrosar la reserva del suelo; por el contrario, cuando las salidas sean mayores que las entradas se reducirá la reserva del suelo. Sin embargo, el suelo tiene una capacidad de retención de humedad en función de sus características físicas y cuando se alcance la capacidad de retención máxima del suelo, el agua añadida "en exceso" escurrirá superficialmente o en profundidad. Por tanto debemos exponer el concepto de reserva máxima o cantidad de agua por unidad de superficie (mm) que el suelo es capaz de almacenar en su perfil. Thornthwaite y Mather, 1955, dieron valores de reserva máxima entre 50 y 400; Si queremos modelizar la realidad, desde un punto de vista edafológico, o para regadío, podemos calcular para cada horizonte del suelo la capacidad para retener agua como diferencia entre el contenido de agua a capacidad de

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ETP = (N/12) ⋅ (d/30) ⋅ e


campo y en el punto de marchitamiento estimarlo en función de las respectivas texturas.

Como se aprecia en la fórmula, necesitamos la reserva del mes anterior para comenzar el cálculo de la reserva, por ello, asignamos un valor hipotético a un mes y realizamos ciclos anuales de cálculo (aunque el cuadro del balance hídrico tenga un mes inicial y otro final) hasta que la hipótesis de que partimos se confirme al final del ciclo. A efectos de cálculo, se suele suponer que después del período seco la reserva del suelo es nula, en consecuencia se empieza el cálculo de "R" con el primer mes húmedo y se asigna al mes anterior una reserva nula. Si, tras los cálculos, al final del período seco quedase agua en el suelo, se deberán recalcular las reservas agregando la reserva existente al final del período seco a las reservas del período húmedo. VR: variación de la reserva Es la diferencia entre la reserva del mes en el que estamos realizando el cálculo y la reserva del mes anterior:

ETR: evapotranspiración realLa evapotranspiración real es el volumen de agua que realmente se evapotranspira en el mes dependiendo de que haya suficiente agua disponible para evaporar y así llegar a la ET potencial o de referencia o no (por tanto, la ETi es siempre mayor o igual a la ETRi).En el período húmedo: En el período seco:

F: falta de agua Es el volumen de agua que falta para cubrir las necesidades potenciales de agua (para evaporar y transpirar). Por tanto, la falta de agua es:

Ex: exceso de aguaEs el agua que excede de la reserva máxima y que se habrá perdido por escorrentía superficial o profunda. Por tanto:

Como es lógico sólo puede haber exceso si la precipitación ha compensado previamente la ET, es decir, en los meses húmedos.

Términos análogos a ET son:

Uso consuntivo: En las ciencias agronómicas, engloba lo evapotranspirado y el agua que la planta se queda para su crecimiento, que es proporcionalmente muy poca. Por tanto, cuantitativamente son conceptos equivalentes.

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VRi = Ri - Ri-1

ETRi = ETi.ETRi = Pi + |VRi|

Fi = ETi - ETRi.

Exi = [Pi -ETi-VRi] si (Pi -ETi) > 0 Exi = 0 si (Pi -ETi) ≤ 0

Déficit de escorrentía: Al realizarse el balance hídrico de la cuenca, es frecuente disponer de datos de precipitaciones y de escorrentía (Aforos). La diferencia P-Escorrentia total se denomina “déficit de escorrentía” queriendo decir simplemente “La precipitación que no ha generado escorrentía”. Si se trata de una cuenda hidrológicamente cerrada, y el balance lo estamos realizando sólo puede ser debido a la ET; por tanto en estas condiciones estaríamos hablando de conceptos equivalentes.

II. OBJETIVOS Calcule la evapotranspiración potencial sin corregir y la

evapotranspiración potencial corregida, utilizando la fórmula de Thornthwaite.

Estime para el año hidrológico, el valor correspondiente a la suma de la escorrentía y la infiltración.

Determine en la cuenca, para cada mes, la evapotranspiración real, la existencia de déficit, reserva y excedentes, con esos datos construya una curva que permita visualizarlos.

III. INFORMACIÓN DISPONIBLE

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Cuando la evapotranspiración se produce sin ninguna restricción de agua en el

suelo se conoce como evapotranspiración del cultivo (ETc) y corresponde a la

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cantidad de agua que debe ser aportada al suelo estacionalmente mediante

lluvia y/o riego.

La evapotranspiración del cultivo se calcula mediante la ecuación:

ETc=ETo x Kc

Donde:

ETc = Evapotranspiración del cultivo, en mm/día

ETo = Evapotranspiración de referencia, en mm/día

Kc = Coeficiente de cultivo (adimensional)

3.1. PRECIPITACION EFECTIVA

Además de la evapotranspiración del cultivo, debe tenerse en cuenta la precipitación

efectiva (Pe) en la estimación de las necesidades del agua para el riego.

Desde el punto de vista agrícola, la precipitación efectiva es aquélla parte de la lluvia

que se almacena en el volumen de suelo a la profundidad radicular y es consumida por

la planta en el proceso de evapotranspiración.

III.2. DEMANDA DE AGUA

Con los parámetros definidos anteriormente, el balance hídrico mensual será:

Da=ETo x Kc−(Pe+Agua aportada)

El agua aportada considera los excedentes de la precipitación durante las épocas de

lluvia, que quedan almacenados en el suelo y que posteriormente pueden ser

aprovechados por los cultivos pero, para efectos de planificación de proyectos de riego,

se considera cero dado que el objetivo es conocer la demanda de agua total del

proyecto.

Por lo tanto la demanda de agua será:

Da=ETo x Kc−Pe

III.3. DEMANDA DE AGUA DEL PROYECTO

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Además de las necesidades de agua de los cultivos hay otras cantidades adicionales de

agua que son necesarias para compensar las pérdidas por las condiciones en que se

desarrolla el cultivo. Estas pérdidas se producen por:

Percolación profunda, por debajo de la zona de raíces.

Uniformidad de distribución del agua en la parcela de riego.

Requerimientos de lavado de sales del suelo.

Todas las pérdidas de agua se cuantifican en un término denominado eficiencia de riego

(Er), el cual es el resultado del producto de las eficiencias ocasionadas en la conducción

(Ec), en la distribución (Ed) y en la aplicación del agua (Ea).

Er=Ec . Ed . Ea

Las necesidades totales del proyecto vienen dadas, entonces, por la relación:

Nt=DaEr

Cuando se utiliza agua salinas se deben aportar una cantidad adicional para lixiviar

(desplazar fuera de la zona radicular) las sales que pudieran acumularse en el suelo por

efecto de la evapotranspiración. La lixiviación de las sales es una práctica obligada en el

control de la salinidad del suelo, a nivel de la zona radicular.

Para conocer las cantidades de agua necesarias de lixiviación, se parte de la condición

que la salinidad del agua de riego actúa como único factor de influencia en la eficiencia

de aplicación.

III.4. EJEMPLOS PRÁCTICOS

EJEMPLO 1: Para una zona determinada, donde la ETo es de 5 mm/día, durante

el mes de noviembre, se desea saber cual es la ETc del cultivo de maíz, que se

encuentra en la fase media.

Utilizando las tablas correspondientes se obtiene un Kc de 1,15, en la fase media

del cultivo de maíz. Así la ETc diaria será:

ETc = ETo x Kc

ETc = 5 x 1,15

ETc = 5,75 mm/día

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EJEMPLO 2: En un proyecto de irrigación, del total de área que se tiene planeado

sembrar, 300 ha corresponden al cultivo de papa. La fecha de siembra es el mes

de setiembre y el periodo vegetativo del cultivo es de cinco meses.

Se pide calcular la demanda de agua mensual requerida para este cultivo en el

punto de captación de la fuente de agua del proyecto y la demanda total de agua

por hectárea. Considerar una eficiencia de riego (Er) para el proyecto de 40%.

Set. Oct. Nov. Dic. Ene.

ETo (mm/mes)

Pe (mm/mes)

121,4

18,0

141,5

39,0

145,6

39,0

139,0

57,7

125,2

73,2

La ETc (mm/mes) se calcula con la relación: ETc = ETo x Kc

La demanda de agua (mm/mes): Da = ETc – Pe

La demanda total del proyecto (m3/ha): Nt = Da/Er x 10

Set. Oct. Nov. Dic. Ene.

ETo (mm/mes)

Pe (mm/mes)

KC

ETc (mm/mes)

Da (mm/mes)

Nt (m3/ha)

121,4

18,0

0,5

60,7

42,7

1067,5

141,5

39,0

0,8

113,2

74,2

1855,0

145,6

39,0

1,17

170,4

131,4

3285,0

139,0

57,7

1,16

161,2

103,5

2587,5

125,2

73,2

0,88

110,2

37,0

925,0

IV. CONCLUSIONES Desde un punto de vista en la ingeniería hidrológica es importante conocer la cantidad de agua que se pierde por evaporación en grandes depósitos, como presas, lagos y para el riego en la agricultura. De tal manera se procede al cálculo de la evaporación pero como ocurre simultáneamente con la transpiración no ha manera sencilla de distinguir estos dos procesos.

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El interés del cálculo de la evapotranspiración se centra en la cuantificación de los recursos hídricos de una zona para lo cual se calcula la ETreal a base de la reserva para ello se ha tomado como reserva máxima 50mm, en donde si los meses son húmedos llegaremos a que la reserva es igual a la reserva máxima caso contrario si los meses son secos la reserva será nula, con los datos de la reserva procedemos a calcular la existencia de déficit y excedentes.

V. BIBLIOGRAFÍA http://tarwi.lamolina.edu.pe/~echavarri/clase_vii_evapotranpiracion_def.pdfhttp://tecrenat.fcien.edu.uy/Cuencas/Gestion%20Integrada%20de%20Cuencas/CICLO%20HIDROLOGICO.pdfhttp://fjferrer.webs.ull.es/Bibliog/Biblio/Evapotranspiracion.pdfhttp://www.miliarium.com/Proyectos/nitratos/Hidrologia/BalanceHidrico.asphttp://www.pnuma.org/agua-miaac/SUBREGIONAL%20MESO/MATERIAL%20ADICIONAL/PRESENTACIONES/PONENTES/Tema%202%20-%20Herramientas%20para%20MIAAC/Balance%20Hidrico%20y%20Caudal%20Ecologico%20-%20M%20Hernandez/Balance%20Hidrico.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/6100/6/8109507.2012_Parte2.pdfhttp://unesdoc.unesco.org/images/0013/001377/137771so.pdf

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