Sistema cerrado: Ciclo Hidrológico Global · Transporte de sedimentos Transporte de sedimentos. 17...

1

4.- Ciclo hidrológico y procesos hidrológicos

Sistema cerrado: Ciclo Hidrológico Global

2

Sistema abierto: Ciclo Hidrológico Local

VegetaciónEvapotranspiración

Intercepción

Precipitación

Infiltración

Vegetación

Escorrentíacortical Trascolación

superficie

Suelo / Regolita

Capa freática Cauce

Escorrentiasuperficial

ExfiltraciónInfiltración

Escorrentíasubsuperficial

Percolación

Cauce

3

- +Zona saturada

Zona de transición

Prof

undi

dad

Hum

edad

Zona de humedecimiento

Zona de transmisión

+ -Frente de humedad

Bodman y Colman, 1943

SIMULADOR DE LLUVIA: Calvo; Gisbert; Palau; Romero

(1988)

4

Respuesta hidrológica del suelo: escala microparcela

0

2000

mm

/h

2000

mm

/h

0

0 60

min

0

0 60

min

2000 2000

0

0 60

min

mm

/h

0

0 60

min

mm

/h

5

El agua en el suelo

6

+

Redistribución del agua en el perfil de suelo (Calvo et al, 2003)

Humedad (%)- 50

10

(2)

)

0(1)

H d d

0

(2)(3)

0

30

20 (3)(1)

Pro

fun

did

ad (

cm)

+ -25 cm

Humedadd

15 cm

0

40 cm

40

7

BENIDORM SUR

0

10

20

30

40

50

60

BE5101

BE5201

BE5401

BE5501

BE5601

BE5801

BE5901

BE6001

BENIDORM NORTE

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60

BE0101

BE0201

BE0301

BE0401

BE0501

BE0801

BE1001

-1)

Variación temporal y espacial de la escorrentía (Boix, 2000)

0 20 40 60

CALLOSA SUR

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60

CS5301

CS5601

CS5701

CS6201

60

0 20 40 60

CALLOSA NORTE

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60

CS0101

CS0201

CS0301

CS0401

CS0501

CS0601

CS0701

CS0801

CS0901

60

Esc

orre

ntía

(m

m h

-

COCOLL SUR

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60

CC5501

CC5601

CC5801

CC6101

COCOLL NORTE

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60

CC0301

CC0501

CC0601

CC0701

CC0801

CC0901

CC1001

Tiempo (min)

Cisjordania (Israel)

30

40

50

n r

ate

mm

h-1

Semiárido

Infiltración

0

10

20

0 20 40 60 80 100

Accumulated rain (mm)

Infi

ltra

tio

n

Medio árido

Arido

8

101520

2530

mm

h-1

4

6

8

gl-1

Fc

Sc

05

500 660 900 1000

Average pp

0

2

Creta (Grecia)

P

QtQp

Q0Pno

saturado

(I-f) t = Pe = Q0t tormentaI intensidad precipitaciónf capacidad de infiltraciónPe exceso de precipitaciónQ0 flujo superficial

Modelos clásicos de generación de escorrentía

Qgsaturado

P

QQ0(s)

Pnosaturado

P

QPno

saturado

Q0 f j p fQg flujo subterraneoQ0(s)flujo superficial saturación

Horton (1933)

Qt

Qg

Qp

saturado

Qt

Qg

Qp

saturado

saturado

Hewlett (1961)

9

Primeros estudios en el mediterráneo:

- Lavee y Yair 70-80’s- Destacan de entrada la complejidad que conlleva la

variabilidad espacial

10

FI08

15304560

esc

(m

m)

15304560

Hum

(%

)

FI010

015304560

0 20 40 60

esc

(m

m)

015304560

Hum

(%

)

FI09304560

c (m

m)

304560

m (

%)

Distribución espacial deEscorrentía y Humedad(Corell, 1997)

FI05304560

mm

)

304560

(%)

FI06

015304560

0 20 40 60

esc

(m

m)

015304560

Hum

(%

)

0

0 20 40 60

e

0

H

60

m) 60 )

015

0 20 40 60

esc

015 H

um

FI07

015304560

0 20 40 60

esc

(m

m)

015304560

Hum

(%

)

FI01

015304560

0 20 40 60

esc

(m

m)

015304560

Hum

(%

)

01530

0 20 40 60

esc

(m

01530

Hum

FI02

015304560

0 20 40 60

esc

(m

m)

015304560

Hum

(%

)

FI03

0153045

0 20 40 60

esc

(m

m

0153045

Hum

(%

11

0 mm a-1

ontr

ibuy

ente

Ari

do

ido

ore

s a-

bió

tico

sho

rton

iana

Modelos de generación de escorrentía en condiciones mediterráneas

500 mm a-1

Des

cens

o de

l áre

a co

Sem

i-ár

Hú

med

o

res

bió

tico

sF

act o

sat

urac

ión

Esc

. h

Lavee et al., 98

1200 mm a-1 D

Fac

tor

Esc

.

1- A medida que las condiciones climáticas se aridizan se produce un incremento del área contribuyente

2- Factores abióticos controlan la generación de escorrentíaen las condiciones más áridas, en cambio en las condicionesmás húmedas, factores bióticos ejercen el control sobrela producción de escorrentía

3- En todo este rango climático hay discontinuidad del flujosuperficial atendiendo a un mosaico zonas de producción(sources) y zonas de reinfiltración de escorrentía (sinks).Con el clima cambia la resolución espacial

4- Desconexión hidrológica entre los distintos elementos de la ladera, salvo en eventos lluviosos de gran magnitud o con elevada humedad antecedente

Qo

Suelo NO saturado

Escorrentía hortoniana

discontinua

S l NO

Suelo saturado

Qo

Qo (s)-------------------- umbral ------------------------

Escorrentia mixta:

Saturación+Hortoniana

Suelo NOsaturado

Qo (s)

Calvo et al. 2003

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Intercepción

Precipitación

Infiltración

Vegetación


superficie

Suelo / Regolita





Percolación

Cauce

Flujos de agua y sedimentos en los canales

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Hidráulica de canales abiertos

Fuerza implicadas

Medición Escorrentía y Sedimentos en Canales

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16

Transporte de sedimentos

Transporte de sedimentos

17

Medición En Continuo Carga de Fondo en CanalesData

Logger

Sensor nivel

Flujo

Carga de fondo

Sensor presión

Incisión o agradación: equilibrio

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Procesos vs Formas

Crecidas (hidrograma)

19

Regímenes Fluviales

Regímenes Fluviales

Segre: nivopluvial

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Intercepción

Precipitación

Infiltración

Vegetación


superficie

Suelo / Regolita





Percolación

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 600 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 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.

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Evapotranspiración es el termino que uno los dos procesos.

La tasa de evapotranspiración depende de:

La energía disponible—La energía disponible.

—El gradiente de humedad entre la planta y laatmósfera.

—La velocidad del viento sobre la superficie.

—La disponibilidad de agua (humedad del suelo, precipitación antecedente).


Intercepción

Precipitación

Infiltración

Vegetación


superficie

Suelo / Regolita





Percolación

Cauce

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Interceptación

Escorrentíacortical

Trascolación

Experimento


Intercepción

Precipitación

Infiltración

Vegetación


superficie

Suelo / Regolita





Percolación

Cauce

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Aguas subterráneas

No confinado

Confinado

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