MÁSTER EN GESTIÓN INTEGRAL DEL AGUA

Hidrología Aplicada a Obras Hidráulicas

*Mercedes Alexandra Villa Achupallas

Febrero, 2011

B2. EVAPOTRANSPIRACIÓN Y LLUVIA ÚTIL

EJERCICIOS: 1. Dos instalaciones lisimétricas iguales tienen unas dimensiones de 2 m x 3 m (en planta) y una profundidad media de 2 m. La instalación A se dispone con el suelo desnudo, mientras que en la instalación B se permite el desarrollo de vegetación arbustiva natural. A lo largo de un ciclo hidrológico se controla la precipitación (430 mm) y se recogen mediante el canal perimetral 342 l (A) y 318 l (B) y mediante el desagüe de fondo 828 l (A) y 348 l (B). A partir de las determinaciones de laboratorio de un número suficiente de muestras de cada instalación se deduce el grado medio de humedad al inicio y al final del periodo de control que se indica en la tabla adjunta (expresado en cm3 de agua / dm3 de suelo). Se pide: Determinar los elementos del balance y extraer las conclusiones pertinentes sobre la influencia de la vegetación.

Instalación A (sin veget.)

Instalación B (con veget.)

Al inicio 82 85 Al final 96 65

*Resumen de datos en cada una de las instalaciones lisimétricas:

Instalación A (Sin Veget.)

Instalación B (Con Veget.)

Volumen recolectado en Canal Perimetral (Litros) 342 318 Volumen recolectado en el Desagüe de fondo (Litros) 828 348

Primero transformo las unidades de volumen a unidades lineales, considerando:

211mLitmm =

De tal forma que primero debo dividir cada uno de estos volúmenes para la superficie de cada instalación lisimétrica:

2

*Superficie de las instalaciones lisimétricas:

( )26mS3m2mS

baS

=

=×=

INSTALACIÓN A

Volumen recolectado en Canal Perimetral /Superficie

342 lit = 57

lit = 57 mm

6 m2 m2

Volumen recolectado en el Desagüe de fondo /Superficie

828 lit = 138

lit = 138 mm

6 m2 m2 INSTALACIÓN B

Volumen recolectado en Canal Perimetral /Superficie

318 lit = 53

lit = 53 mm

6 m2 m2

Volumen recolectado en el Desagüe de fondo /Superficie

348 lit = 58

lit = 58 mm

6 m2 m2 *Volumen de las instalaciones lisimétricas:

( )3

2

12mV2m6mV

hSV

=

=

×=

*Elementos del Balance en instalación “A”:

a) Determinare la variación de humedad en el suelo, en base a la tabla anterior:

*Para la Instalación A:

3Suelo

3Agua

iniciofinal

dmcm

14ΔV

8296ΔVSuelo Hum.Suelo Hum.ΔV

=

−=−=

*Considerando el volumen de suelo en el lisímetro, y con la finalidad de transformar a unidades de volumen, tenemos:

3Agua

3Suelo

33Suelo

3Agua cm168000dm(10) 12*

dmcm

14ΔV =×=

ΔV= 168000 cm3 * 1 m3

= 0.168 m3 = 168 lit (100)3 cm3

*Transformando las unidades de volumen a unidades lineales, dividiendo para la

superficie de la instalación:

ΔV= 168 lit

= 28 lit

= 28 mm 6 m2 m2

*Balance Hídrico:

Precip. = Inf. + Es.sup. + Evap. ± ΔV Evap. = Precip. - Inf. - Es.sup. - ± ΔV Evap. = 430 – 138 – 57 – 28 Evap. = 207 mm

*Elementos del Balance en Instalación A:

Precipitación= 430 mm Infiltración = 138 mm Escorrentía Superficial= 57 mm Evaporación = 207 mm Variación de humedad en el suelo=28mm

*Elementos del Balance en instalación “A”:

4

a) Determinare la variación de humedad en el suelo, en base a la tabla anterior:

*Para la Instalación A:

*Considerando el volumen de suelo en el lisímetro, y con la finalidad de transformar a unidades de volumen, tenemos:

3Agua

3Suelo

33Suelo

3Agua cm240000dm(10) 12*

dmcm

20-ΔV −=×=

ΔV= 240000 cm3 * 1 m3

= 0.240 m3 = 2400 lit (100)3 cm3

*Transformando las unidades de volumen a unidades lineales, dividiendo para la

superficie de la instalación:

ΔV= 240 lit

= 40 lit

= 40 mm 6 m2 m2

*Balance Hídrico:

Precip. = Inf. + Es.sup. + Evap. ± ΔV Evap. = Precip. - Inf. - Es.sup. - ± ΔV Evap. = 430 – 58 – 53 + 40 Evap. = 359 mm

*Elementos del Balance en Instalación B

Precipitación= 430 mm Infiltración = 58 mm Escorrentía Superficial= 53 mm Evapotranspiración = 359 mm Variación de humedad en el suelo=40mm

*La diferencia entre los elementos del balance en cada una de las instalaciones se aprecia notablemente, de aquí que la influencia de la vegetación se evidencia en la baja infiltración que presenta la instalación “B”. *Así también en el balance de la instalación “A” se determina la Evaporación, en tanto que en la instalación “B” se determina la Evapotranspiración, que considera la transpiración propia de la vegetación y por ende superior a la evaporación.

3Suelo

3Agua

iniciofinal

dmcm

20-ΔV

8556ΔVSuelo Hum.Suelo Hum.ΔV

=

−=−=

4. Calcular la ETR y los excedentes mensuales (lluvia útil) por el método del balance mensual de agua en el suelo a partir de los datos climáticos indicados. Considere una capacidad de campo de 50 mm.

Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep

PP (mm) 40 45 52 42 51 55 50 36 18 4 3 16

ETP (mm) 52 37 24 23 32 37 59 82 93 100 101 82

PP-ETP (mm) -12 8 28 19 19 18 -9 -46 -75 -96 -98 -66

Agua en el Suelo (mm)

0 8 36 50 50 50 41 0 0 0 0 0

ETR (mm) 40 37 24 23 32 37 59 77 18 4 3 16

EXC. (mm) 0 0 0 5 19 18 0 0 0 0 0 0