TEMA 4: Gestión de riesgos en cuencas: inundación y erosión. Cálculo de máximas avenidas: fórmulas de cálculo (Scimenci, Quijano, Zapata). Cálculo de periodos de recurrencia de crecidas según la distribución de Gumbel. Cálculo del hidrograma unitario. USLE y MUSLE y su aplicación a las cuencas hidrográficas. SIGs y softwares específicos. HEC-Ras, HEC-HMS. Zonificacion de la Cuenca en función de los riesgos de inundación: el caso de Costa Abajo de Colón, Panamá.

1. Riesgos de crecidas y período de recurrencia Se entiende por avenida el paso por tramos de un río de caudales superiores a los normales que suponen elevaciones del nivel de agua con inundación de las áreas ribereñas, daños y destrucción de infraestructuras como vías de comunicación, edificaciones y obras hidráulicas, así como cambios en la morfología fluvial, y en consecuencia daños en las personas por causa directas o indirectas de la inundación. El estudio de las máximas avenidas de un río comprende.

a) Estimación de los caudales de crecidas que se han producido en el pasado b) Estimación de caudales de crecidas previsibles en el futuro

Una avenida se caracterizar por: - Caudal máximo instantáneo - Tiempo de recurrencia - Duración de la crecida - Volumen total de la escorrentía - Hidrograma de la crecida

- Estado de Bankfull: desbordamiento del límite superior del cauce por el agua.

Para alcanzar este estado depende de las características hidrológicas y geomorfologicas del río. En los regímenes pluviales húmedos el periodo de recurrencia es de 1,6 años, mientras que en los secos es de 30 a 100 años.

- Estado de overbank: superación de estado de bankfull hasta la primera

terraza de la llanura de inundación del río (+ 6 mts.)

- Estado PMF: máxima crecida previsible y coincide con los límites de la llanura de inundación, hasta la cota de + 6 mts, sin sobre pasarla. Hay formulas para su cálculo en las latitudes medias, en función de la superficie de la cuenca.

1.1. Métodos empíricos para estimación de avenidas: Formulas de Dury,

Scimenci, Quijano, Zapata y Fuller

a) Estado bankfull

Dury (1956) relacionó la longitud de onda axial del meandro (L) con la descarga en estado de bankfull mediante la fórmula: L = 54.3 Qc

0.5 L es un parámetro de dimensiones variables ya que depende de la forma del trazado de los meandros, si éstos se elongan en el sentido de la corriente o transversalmente

b) Estado de PMF

Scimenci: Q (m3/seg/Km2) = ([(600/(S+10)] +1)S para S < 1000 km2 G. Quijano: Q= 17 S (2/3)

Zapata: Q = 21 S0.6

Fuller: Q= q(T) [1+(2.7/S0.3)] Con q(T) = q1 (1 + 0.8 log T) y q= caudal medio diario de un periodo de retorno de T años q1= media de caudales máximos medios diarios T= tiempo de recurrencia en años Q= Caudal en m3/seg S= Superficie de la cuenca en Km2

1.2. Periodos de recurrencia de crecidas (Gumbel)

A) Periodo de recurrencia (GUMBEL): metodo de cálculo

1. Hallar o buscar los caudales máximos de cada año 2. Construir una serie en la que figuren por orden los caudales,

comenzando por 1 para el mayor 3. Si se quiere hallar el periodo de recurrencia de un caudal:

Tr = (n + 1)/m Donde n: número de años de observación Donde m: número de orden del término de en la serie

Si se quiere hallar el caudal que le corresponde a un periodo de recurrencias dado:

Q (Tr) = Qm + KD*SQ

Donde: Q (Tr): magnitud del acontecimiento alcanzado o excedido promedialmente una vez en Tr años KD: factor de frecuencia que viene dado en una tabla anexa para un (n) que son los número de elementos de la serie y un (Tr) dado del valor Q (Tr) Qm: valor medio de caudal

SQ : desviación típica La curva teórica es una distribución doble exponencial desarrollada por Gumbel tal que:

KD = (Q (Tr) - Qm)/SQ

SQ = [[((Q – Qm)2] / (n –1)]1/2

Ejemplo: Para un Tr = 2 y n= 11 (serie de 11 años) y Qm = 6 y SQ = 21,92 entonces K= -0,1367 Luego Q (2) = Qm + KD*SQ = 46 + (-0,1367)* 21,92 = 43 También puedo, conociendo la avenida calcular su periodo de retorno: KD = (Q (Tr) - Qm)/SQ Buscando en la tabla a que periodo de retorno le corresponde esa K.

B) Exactitud de los datos

Q (Tr) ± t()*S

Donde S(Tr) SQn

SQ*(Tr) n

recordando que:

= 95% t() = 1.96

= 90% t() = 1.64

= 80% t() = 1.28

= 68% t() = 1.00

Los valores de (Tr) n

para un (n) que son los número de elementos de la

serie y un (Tr) dado del valor Q (Tr) vienen en la tabla anexa.

Ejemplo: para un Q (Tr) de 43 y un SQ de 21.92 calcular el error con un 95% de fiabilidad para un Tr = 2 y n= 11 (serie de 11 años)

SSQ*(Tr) n

Luego:

Q (Tr) ± t()*S

43 ± 1.96* 6.14 =

43 ±12

1.3. Procedimiento de cálculo de un hidrograma (MOPU, 1990, Ferrer, 1993)

Para el cálculo del hidrograma es necesario calcular primero la Precipitación neta, es decir la precipitación que es efectiva (por ello también llamada Precipitación efectiva) para la generación de escorrentía. El agua que no es utilizada en la escorrentía es evaporada o llega a la escorrentía subterránea y a esto se le conoce como abstracción.

Precipitación neta: altura de lluvia o proporción de la lluvia total que alcanza la desembocadura por escorrentía superficial directa, restándole la que se infiltra o evapotranspira. Precipitación eficaz: es la altura de toda la lluvia producida en el tiempo eficaz, es decir, la precipitación neta más la que es absorbida por el subsuelo Precipitación total: es la suma de la precipitación eficaz y la precipitación abdorbida por el suelo fuera del tiempo eficaz. Tiempo eficaz: tiempo transcurrido mientras se produce la precipitación neta

Para el cálculo de la Precipitación Neta se procede: 1) Calculo del umbral de escorrentía Po o abstracción inicial. Es un dato que

aparece tabulado en función del uso de la superficie (bosque, cultivo, etc), de la pendiente y del tipo de suelo: A, B, C, D de más arenoso y permeable a más arcilloso e impermeable.

2) Cálculo de la precipitación neta Pn Pn = (P – Po)

2/(P + 4Po) Donde P = precipitación total registrada Pn = precipitación neta

Po = abstracción inicial o umbral de escorrentía

Cálculo para un hietograma completo:

DATOS: Cuenca del Guadaíra en el punto de aforo: 1318 Km2 Abstracción para suelos con cultivo de cereales de invierno, con pendiente menor de 3% en grupos de suelos A (tabla 1): 14 mm

a) Calculo de umbral de escorrentía Po = 14 mm

A partir de los datos de precipitación (P) se calcula la precipitación acumulada

(P), como se indica en la tabla 2

b) Si P1 es menor que la abstracción inicial (14 mm) la precipitación neta (p-

Po) es 0 (caso de las 5 primeras horas) Si la precipitación total caída hasta el momento SPt supera la abstracción inicial, aplicamos la fórmula:

Pn = (P – Po)2/(P + 4Po)

Para este ejemplo para la hora 6, la formula sería:

Pn = (17.40-14)2/(17.4 + 4*14) = 0.16

Tabla 2

fecha/hora P SP SPn Pn

20/11/07-05:00 0.10 0.10 0.00 0.00

20/11/07-06:00 0.10 0.20 0.00 0.00

20/11/07-07:00 1.30 1.50 0.00 0.00

20/11/07-08:00 2.00 3.50 0.00 0.00

20/11/07-09:00 1.70 5.20 0.00 0.00

20/11/07-10:00 12.20 17.40 0.16 0.16

20/11/07-11:00 0.70 18.10 0.23 0.07

20/11/07-12:00 0.00 18.10 0.23 0.00

20/11/07-13:00 0.00 18.10 0.23 0.00

20/11/07-14:00 4.30 22.40 0.90 0.67

20/11/07-15:00 4.40 26.80 1.98 1.08

20/11/07-16:00 1.20 28.00 2.33 0.35

20/11/07-17:00 4.40 32.40 3.83 1.50

20/11/07-18:00 15.00 47.40 10.79 6.96

20/11/07-19:00 2.40 49.80 12.11 1.33

20/11/07-20:00 11.30 61.10 18.94 6.83

20/11/07-21:00 0.10 61.20 19.01 0.06

20/11/07-22:00 0.70 61.90 19.46 0.45

20/11/07-23:00 2.60 64.50 21.16 1.70

21/11/07-00:00 5.90 70.40 25.17 4.00

21/11/07-01:00 2.80 73.20 27.13 1.96

21/11/07-02:00 0.80 74.00 27.69 0.57

21/11/07-03:00 1.20 75.20 28.55 0.86

21/11/07-04:00 0.00 75.20 28.55 0.00

21/11/07-05:00 0.00 75.20 28.55 0.00

21/11/07-06:00 0.00 75.20 28.55 0.00

c) Calculada la precipitación neta acumulada Pn hay que desacumular esos

datos en la última columna, restando cada valor de la columna Pn del anterior

(0.23 - 0.16) = 0.07 en la séptima fila. d) En la cuarta columna se realiza el cálculo de la escorrentía (Aparicio, 1997)

Q (m3/s) = C* A (Km2) * I (mm/hora)/3.6 Donde C es el coeficiente de escorrentía que se obtiene por la siguiente tabla:

Cálculo de Q para un C de 0.31:

fecha/hora P SP SPn Pn Qi

20/11/07-05:00 0.10 0.10 0.00 0.00 0.00

20/11/07-06:00 0.10 0.20 0.00 0.00 0.00

20/11/07-07:00 1.30 1.50 0.00 0.00 0.00

20/11/07-08:00 2.00 3.50 0.00 0.00 0.00

20/11/07-09:00 1.70 5.20 0.00 0.00 0.00

20/11/07-10:00 12.20 17.40 0.16 0.16 17.87

20/11/07-11:00 0.70 18.10 0.23 0.07 7.87

20/11/07-12:00 0.00 18.10 0.23 0.00 0.00

20/11/07-13:00 0.00 18.10 0.23 0.00 0.00

20/11/07-14:00 4.30 22.40 0.90 0.67 76.40

20/11/07-15:00 4.40 26.80 1.98 1.08 122.43

20/11/07-16:00 1.20 28.00 2.33 0.35 40.24

20/11/07-17:00 4.40 32.40 3.83 1.50 169.85

20/11/07-18:00 15.00 47.40 10.79 6.96 789.80

20/11/07-19:00 2.40 49.80 12.11 1.33 150.38

20/11/07-20:00 11.30 61.10 18.94 6.83 775.26

20/11/07-21:00 0.10 61.20 19.01 0.06 7.30

20/11/07-22:00 0.70 61.90 19.46 0.45 51.27

20/11/07-23:00 2.60 64.50 21.16 1.70 193.31

21/11/07-00:00 5.90 70.40 25.17 4.00 454.20

21/11/07-01:00 2.80 73.20 27.13 1.96 222.43

21/11/07-02:00 0.80 74.00 27.69 0.57 64.31

21/11/07-03:00 1.20 75.20 28.55 0.86 97.07

21/11/07-04:00 0.00 75.20 28.55 0.00 0.00

21/11/07-05:00 0.00 75.20 28.55 0.00 0.00

21/11/07-06:00 0.00 75.20 28.55 0.00 0.00 Una vez obtenidos la precipitación neta y el caudal de escorrentía, procedemos a calcular el Hidrograma sintético El paso previo es el cálculo del tiempo de concentración, que es el tiempo que tarda en desaguar la última gota de lluvia neta (del final del yetograma al final de la curva del hidrograma. Aplicaremos la fórmula de Kirpich (Wanielista, 1997))

Tc = 3.98 (L0.77)/(S0.5) minutos Donde L es la longitud del cauce en Km

S es la pendiente media (m/m) calculándose como la diferencia de cotas entre el punto más alto y más bajo de la cuenca dividido por la longitud de la cuenca en Km.

A continuación hay que considerar los siguientes conceptos y calcular su valor:

Tiempo de crecida (tcd): curva de ascenso del hidrograma

Tiempo de demora (td): desfase entre los centros de gravedad del yetograma y el hidrograma. Depende del tipo de cuenca y sus parámentros ambientales, fundamentalmente la covertura vegetal Tiempo de punta (tp): desde que comenzó la lluvia neta hasta el momento de máximo caudal Tiempo de desfase de la punta (tdp): entre el centro de gravedad del yetograma y el momento de máximo caudal Tiempo base (tb) desde que empieza la curva de ascenso hasta que lo hace el agotamiento del hidrograma

Tiempo de punta (tp) = 0.5*D + 0.6*tc (horas)

Siendo D la duración de la precipitación neta en horas Tiempo base (tb) = 2.67* tp (horas) Y así, el caudal de la punta: Qp = 0.208*Pe*A/tp (m

3/s)

Siendo Pe la precipitación efectiva (suma de las precipitaciones netas horarias), y A el área de la cuenca

Hidrograma adimensional del SCS (Soil Conservation Service) Si se representa tomando el caudal punta (Qp) como unidad de caudal y el tiempo al que al que se presenta la punta (tp) como unidad de tiempo, los hidrogramas de crecida adquieren una forma como el de la figura. Para obtener este diagrama se divide los caudales por Qp y los tiempos por tp

Hidrograma Unitario

Aguacero unitario: todo aguacero uniforme en tiempo y en el espacio de duración tal que su tiempo punta permanezca constante. El tiempo punta decrece conforme decrece el tiempo de duración de un aguacero, hasta un valor que este se estabiliza. Suele tomarse como duración del aguacero unitario el comprendido entre 1/3 y 1/5 del tiempo de concentración.

El hidrograma unitario de una cuenca es el hidrograma de escorrentía directa que se produciría en la salida de la cuenca si sobre ella se produjera una precipitación neta unidad de una duración determinada (por ejemplo 1 mm durante 1 hora). Esta precipitación debe producirse con intensidad constante a lo largo del periodo considerado y repartido homogéneamente en la superficie de la cuenca.

Método de Chow

Tabla

En este caso N sería 11, y M sería 3, y así el número de pulsos del hidrograma unitario será N-M+1 = 9

2. Metodología para el desarrollo de la ecuación Universal de perdida de suelos por erosión hídrica laminar y su aplicación mediante un SIG

En las siguientes líneas se explican cuales son los pasos a seguir para aplicar la técnica de la Ecuación USLE y su relación con los diferentes modulos del Sistema de Información Geográfica IDRISI. La Ecuación Universal de Perdida de Suelos (USLE) viene dada por la fórmula: A = R·K·(L·S)·C·P (T/ha·año) (para pérdidas reales) A = R·K·(L·S) (T/ha·año) (para pérdidas potenciales) Siendo: R: Indice de erosión pluvial (J·cm/m

2·hora)

K: factor de erosionabilidad del suelo (T/ha) LS: factor topográfico C: factor cultivo (adimensional) P: factor conservación de suelos (adimensional) Para el cálculo de cada uno de ellos se ha optado por una metodología simplicada que se expone a continuación: a) Calculo de R Relación entre la energía y la intensidad de una precipitación máxima en 30 minutos (Exiten mapas de valores de R por países) b) Calculo de K Propensión del suelo a sufrir cierto tipo de erosión K= 10

-6·2’71·M

1’14 (12-a) + 4’2(b-2) + 3’23(c-3)

Siendo M=(100-% de arcilla)(% de limo+% de arena fina) a= % de materia orgánica b= estructura del suelo, que toma los valores de

1- grumo muy fino (< 1mm) 2 grumo fino (1 a 2 mm) 3 grumo medio (2 a 10 mm) 4 grumo grueso (> 10 mm)

c= clase de permeabilidad, que toma los valores de

1- muy rápida 2- rápida 3- moderada 4- moderadamente lenta 5- lenta 6- muy lenta

Esto significa que hay que tener un mapa con los tipos de suelo digitalizados en polígonos, se aplica GROUP, y en EDIT a cada valor antiguo del poligóno se asigna el valor de K para cada tipo de suelo c) Cálculo de (Ls) Donde (L)= factor de longitud y relaciona las perdidas de suelo con la de un campo experimental de longitud dada 22’13 metros. (s)= factor pendiente que compara la pérdida de suelo con la de una parcela experimental de pendiente especificada (9%)

si s=<9%

Ls= (/22’1)0’3

((0’43+0’30s+0’043s2)/6’613)

Siendo S la superficie de la cuenca con pendiente menor de 9% y la escorrentía superficial hasta el inicio del depósito, cuyo cálculo es:

= 0’5 (Superficie en Km2)/(sumatorio de la longitud de todos los cauces)

para la cuenca en que la pendiente es menor de 9%.

Si s>9%

Ls= (/22’1)0’3

(s/9)1’3

Siendo s la pendiente mayor a 9% y

hasta el inicio del depósito, cuyo cálculo es:

= 0’5 (Superficie en Km2)/(sumatorio de la longitud de todos los cauces)

para la cuenca en que la pendiente es menor de 9%. Se debe elaborar un nuevo mapa para este factor en el que queden en los polígonos con sus valores correspondientes de pendiente y a cada uno de ellos se hace un GROUP, con EDIT se le asignan a los valores antiguos de cada polígono los valores de LS correspondiente. d) cálculo de C Compara la pérdida de suelo con la de una parcela experimental cultivada en condiciones prefijadas de barbecho desnudo.

Tabla 1

Factor C Valores de C para pastizales, matorral y arbustos (Wischmeier)

Cubierta vegetal Cubierta en contacto con el suelo

Tipo y altura de la cubierta Recubrimiento

(%) Tipo

Porcentaje de cubrimiento del suelo

0 20 40 60 80 95-100

Columna num. 2 3 4 5 6 7 8 9

Cubierta inapreciable G .45 .20 .10 .042 .013 .003

W .45 .24 .15 .090 .043 .011

Plantas herbáceas y matojos (0,5 m)

25 G .36 .17 .09 .038 .012 .003

W .36 .20 .13 .082 .041 .011

50 G .26 .13 .07 .035 .012 .003

W .26 .16 .11 .075 .039 .011

75 G .17 .10 .06 .031 .011 .003

W .17 .12 .09 .067 .038 .011

Matorral (2 m)

25 G .40 .18 .09 .040 .013 .003

W .40 .22 .14 .085 .042 .011

50 G .34 .16 .085 .038 .012 .003

W .34 .19 .13 .081 .041 .011

75 G .28 .14 .08 .036 .012 .003

W .28 .17 .12 .077 .040 .011

Arbolado sin matorral pequeño apreciable (4 m)

25 G .42 .19 .10 .041 .013 .003

W .42 .23 .14 .087 .042 .011

50 G .39 .18 .09 .040 .013 .003

W .39 .21 .14 .085 .042 .011

75 G .36 .17 .09 .039 .012 .003

W .36 .20 .13 .083 .041 .011

G=cubierta en contacto con el suelo formada por pastizal con al menos 5 cm. de humus W=idem por plantas herbáceas con restos vegetales sin descomponer

Tabla 2 Factor C para Bosques

% de cabida cubierta

% cubierta en contacto con el suelo (1)

Tipo de ordenación (2)

C NC

100-75 100-90 0,001 0,003-0,011

75-40 90-75 0,002-0,004 0,01-0,04

40-20 (3) 70-40 0,003-0,009 0,02-0,09

(1) Formada por al menos 5 cm de restos vegetales o plantas herbáceas (2) C = montes con control estricto de pastoreo. NC = montes sin control de pastoreo (3) Para cubiertas en contacto con el suelo inferiores al 40% o cabida cubierta menor del 20%

deben usarse los valores de la tabla 1 Para este factor se elaborara un mapa con los cultivos existentes y se le aplicará el valor de C que le corresponda a cada poligono según el sistema GROUP-EDIT-ASSIGN antes citado d) Calculo de P Compara la pérdida de suelo con la de un campo en el que no se realiza practica alguna de conservación

Tabla 3 Factor P de Prácticas de Conservación

Pendiente (%) Cultivo a nivel Cultivo en fajas Cultivo en terrazas

A b

1-2 0,60 0,30 0,12 0,05

3-8 0,50 0,25 0,10 0,05

9-12 0,60 0,30 0,12 0,05

13-16 0,70 0,35 0,14 0,05

17-20 0,80 0,40 0,16 0,06

21-25 0,90 0,45 0,18 0,06

a = terrazas de desagüe encespedadas; b = terrazas de infiltración con contrapendiente

Al igual que en el caso anterior con el mapa de cultivos se le asigna a cada polígono el valor de P. CONCLUSION: el mapa final es el resultante de multiplicar los mapas obtenidos hasta ahora. Si introducimos C y P obtendremos la erosión laminar hidrica real y si los eliminamos la potencial. Ambos mapas deben ser resultados y deben compararse (se puede restar a la potencial la real y obtendriamos un mapa en el que quedarían reflejadas las áreas más y menos afectadas por la erosion hídrica. Este sería un primer criterio de intervención. Pero hay que tener en cuenta que estos mapas no indican en realidad la cantidad de suelo perdido para la cuenca, para el ello hay que calcular el Desplazamiento de sedimentos a traves de la MUSLE.

MUSLE

Viene dado su cálculo por la fórmula: Y= 11’8 (Q·q)

0’56 KLSCP (Toneladas/año)

Siendo KLSCP los mismos valores que para la USLE y por lo tanto no habría que calcularlo de nuevo Q= volumen de escorrentía de la cuenca en metros cúbicos q= caudal instantáneo máximo en metros cúbicos por segundo El volumen total de escorrentía es igual al volumen total de precipitación efectiva, que es la suma de la escorrentía producida por cada tormenta con precipitación efectiva

Q= Qi tal que Qi= (Pt-Po)2/(Pt+4Po) y q= qi

Siendo Po=0’2(25,400-245N)/N Donde N es el número hidrológico o números de curva, que son unos coeficientes que definen el comportamiento del complejo hidrológico de la cuenca vertiente en relación con las precipitaciones eficaces. Determinan la capacidad de producir escorrentía para una lluvia determinada. Esta depende de los siguientes factores: a) recubrimiento del terreno por la vegetación o tipo de cultivo, en general del uso del suelo b) el tipo de explotación del terreno, es decir, si se practica practicas de conservación de

suelos, y segun que practicas se utilicen c) la condición hidrológica para la infiltración en los suelos En este sentido la USDA Soil Conservation Service distingue cuatro grandes grupos de suelos hidrológicos clasificados de la siguiente manera: GRUPO A: suelo con potencial de escurrimiento mínimo, que incluye las arenas profunfdas con poco limo y arcilla, GRUPO B: suelos en su mayor parte arenosos, menos profundos que los del grupo A GRUPO C: suelos poco profundos y los que contienen mucha arcilla y coloides GRUPO D: potencial de escurrimiento máximo, que incluye los suelos con la mayor parte de las arcillas que aumentan de volumen al mojarse (Ver Tabla 4) Los valores así obtenidos son validos para unas condiciones de humedad del suelo correspondientes a las medidas existentes antes de producirse las máximas avenidas anuales. Si las intensidades de infiltración son superiores o por el contrario inferiores, los valores del Número Hidrológico deben ser corregidos según la Tabla 5. CONDICION I: suelo seco, sin llegar al índice de marchitez CONDICION II: suelo con un indice de humedad mayor, comprendido entre la marchitez y la capacidad de campo CONDICION III: suelo saturado. Para la USDA Soil Conservation Service, es aquel en el que el suelo despues de cinco días de haber llovido, su contenidod de humedad es elevado, próximo a la capacidad de campo Una vez determinados los Números Hidrológicos en las distintas áreas homogéneas (suelo-vegetación) de la cuenca, se calcula el valor característico para el conjunto de la msima. Para ello es necesario disponer de una cartografía de los usos de suelo y cobertura vegetal. El resultado es:

N = NiSi/S siendo Si la superficie de cada área homogénea (en Hectáreas o Km2) con su Ni

correspondiente, y S la superficie total de la cuenca.

Tabla 4 Número de las Curvas de escorrentía para complejos hidrológicos de tierras. – Para

cuencas de condición II e Ia = 0,2 S

Uso del Suelo Tratamiento o

método Condición para la infiltración

Grupo hidrológico del suelo

A B C D

Barbecho SR ……………….. 77 86 91 94

Cultivos en hilera

SR Mala 72 81 88 91

SR Buena 67 78 85 89

C Mala 70 79 84 88

C Buena 65 75 82 86

C&T Mala 66 74 80 82

C&T Buena 62 71 78 81

Gramíneas

SR Mala 65 76 84 88

SR Buena 63 75 83 87

C Mala 63 74 82 85

C Buena 61 73 81 84

C&T Mala 61 72 79 80

C&T Buena 59 70 78 81

Legumbres tupidas1 o rotación de

pradera

SR Mala 66 77 85 89

SR Buena 58 72 81 85

C Mala 64 75 83 85

C Buena 55 69 78 83

C&T Mala 63 73 80 83

C&T Buena 51 67 76 80

Pradera o pastizal

…………….. Mala 68 79 86 89

…………….. Regular 49 69 79 84

…………….. Buena 39 61 74 80

C Mala 47 67 81 88

C Regular 25 59 75 83

C Buena 6 35 70 79

Pradera (permanente) …………….. ……todo…….. 30 58 71 78

Bosques (lotes de bosque)

…………….. Mala 45 66 77 78

…………….. Regular 36 60 73 79

…………….. Buena 25 55 70 77

Cascos de los ranchos (alquerías)

…………….. ……………….. 59 74 82 86

Caminos fangosos …………….. ……………….. 72 82 87 89

Superficie dura …………….. ……………….. 74 84 90 92

(1) Sembrados juntos o a boleo SR= hileras rectas C= por líneas de nivel T= terrazas C y T= terrazas a nivel

Tabla 5

Conversión del Número de Curva de la Condición II a las condiciones I y III, para el caso de Ia=0,2S

1 Número de la curva para la condición

II

2 3 Numeros correspondientes a la curva para la

Condición I Condición III

100 100 100

95 87 78

90 78 98

85 70 97

80 63 94

75 57 91

70 51 87

65 45 83

60 40 79

55 35 75

50 31 70

45 27 65

40 23 60

35 19 55

30 15 50

25 12 45

20 9 39

15 7 33

10 4 26

5 2 17

0 0 0

Una vez obtenidos el Numero Hidrológico para la cuenca, se calcula la escorrentía producida por cada Pt que sea superior a Po, tomando una serie representativa (10, 20 ó 30 años, segun los datos disponibles y el alcance del trabajo), estableciendose un año tipo ( el intervalo de precipitaciones superiores a Po más representativas)

IMPORTANTE: cuando se sustituye Qi en la formula final de Y, la Qi debe estar en m3 y no en

milímetros, para ello, realizar la siguiente operación: a) si la superficie está en Hectáreas Qi (mm) pasa a Qi (m

3) multiplicando por 10S

b) si la superficie está en Km2 Qi (mm) pasa a Qi (m

3) multiplicando por 1000S

Una vez obtenida la escorrentía total para un año tipo, se obtiene el caudal instántáneo máximo para cada una de estas escorrentías: qi= 0’208QiS/tp (m

3/seg) sustituyendo Qi en milímetros de escorrentía

Donde tp es el tiempo de retraso o tiempo al pico tp= (D/2) + 0’6t (horas) D la duración del exceso de precipitación en horas

S el área de la cuenca en Km2

L la longitud del cauce en kilómetros i la pendiente media del cauce (i=h/L) siendo h la diferencia entre la cota máxima y la mínima de la cuenca, en kilómetros.

Y el tiempo de concentración en la cuenca t=0’066(L/(i)0’5

)0’77

(horas).

Se considera el caso más desfavorable en el que D=t.

DEGRADACION ESPECIFICA Se estima que el cálculo de Y sólo aporta el 75% del total de sedimento desplazado en la cuenca, luego el valor real será: Y’= 100Y/75 (T/año), de donde la Degradación Específica (DE) será:

DE= Y’/S (T/Ha/año) Y la Pérdida Real (PR) será: PR=100(DE)/A (%), siendo A el valor de la USLE para la erosión hídrica laminar real. Clasificación Provisional para la Evaluación de la Degradación de los Suelos (FAO, PNUMA, UNESCO, 1981)

Pérdidas de suelo A (T/Ha·año)

Grado de erosión hídrica

<10 Ninguna o ligera

10-50 Moderada

50-200 Alta

>200 Muy alta

Aparicio F. 1997. Fundamentos de hidrología de superficie. Balderas, México. Limusa. 303 p.