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INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
APUNTES DE HIDROLOGÍA
MSC. LUIS MIGUEL SANTILLÁN QUIROGA
ABRIL-SEPTIEMBRE 2020
PERIODO ESPECIAL
Concepto de cuenca hidrográfica.
Una cuenca es el área de aguas superficiales que vierten a una red hidrográfica natural
con uno o varios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente, que confluyen
en un curso mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un
depósito natural de aguas, en un pantano o bien directamente en el mar. Una cuenca
hidrográfica y una cuenca hidrológica se diferencian en que la primera se refiere
exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrológica incluye las
aguas subterráneas (acuíferos). Los límites de la cuenca o divisoria de aguas se definen
naturalmente y en forma práctica corresponden a las partes más altas del terreno que
encierra un río.
La cuenca hidrográfica se define como una unidad territorial en la cual el agua que cae
por precipitación se reúne y escurre a un punto común o que fluye toda al mismo río,
lago, o mar. También se define como una unidad fisiográfica conformada por la
reunión de un sistema de cursos de ríos de agua definidos por el relieve (Figura 6).
Figura 6. Cuencas del Ecuador (Fuente:
https://issuu.com/inamhi/docs/atlas_estudianti
l/8).
Dentro de una cuenca se pueden distinguir: la parte alta, la parte media y la parte baja.
En las partes altas, la topografía normalmente tiene mayor pendiente y generalmente
están cubiertas de vegetación natural. Tanto en la parte alta como en la parte media se
encuentran la gran mayoría de las nacientes y de los ríos; las partes bajas, a menudo
tienen más importancia para la agricultura y los asentamientos humanos, porque ahí
se encuentran las áreas más planas. Se presenta la cuenca como un verdadero sistema,
ya que está formada por un conjunto de elementos que se interrelacionan. Los más
importantes son: el agua, la vegetación bosque, el suelo y la geología. La cuenca tiene
gran importancia por la relación directa que existe entre la cuenca alta y la cuenca
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baja, de forma que las acciones que el hombre realiza en la parte alta afectan de
manera determinante en la parte baja. Por esta razón, la cuenca como sistema natural
reúne todas las condiciones para utilizarla como unidad planificadora en el
establecimiento de programas integrados que permitan la solución de problemas de
mucha complejidad (Franquet, 2005).
No hay que asimilar la cuenca hidrográfica con una cuenca fluvial puesto que ésta
última corresponde al área de drenaje del agua de lluvia hacia un rio que desemboca
en el mar o los océanos.
Existe una tipología de cuencas según el área que ocupan. Hablamos de Cuenca
cuando el área hidrográfica de su canal principal desemboca directamente a una gran
cuenca. Sin embargo, se excluyen de esta categoría las corrientes que no reúnen las
condiciones de área, orden y magnitud respectivas y se compone a su vez de subcuencas.
Las subcuencas se conforman de una red hidrográfica cuyo canal principal desemboca
directamente a una cuenca o la que desembocando en una gran cuenca, pero debido
a su extensión no se clasifica en la categoría de cuenca (Figura 7). Por último, las
microcuencas son la unidad menor que se identifican según el número y magnitud de
sus afluentes (llamado orden).
Figura 7. Cuencas y subcuencas del Guadalquivir (Fuente:
http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente).
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3. Características y parámetros morfométricos de las cuencas
hidrográficas.
La morfometría de cuencas es el estudio de las características físicas de una cuenca
hidrográfica a partir de un análisis cuantitativo de la topografía y las redes de drenaje
de una zona de estudio. El estudio morfométrico es fundamental para interpretar los
fenómenos que ocurren, como por ejemplo conocer el comportamiento del caudal y
de las crecidas de un río. Modificaciones en la forma, el tamaño y la pendiente afectan
a la respuesta del caudal recibido y pueden operar atenuar o intensificar el volumen
del flujo y la velocidad de su movimiento en una cuenca.
El análisis de cuencas y de sus elementos (subcuencas, talweg, divisoras de aguas, y
valles) se realizan mediante la interpretación visual de ortofotos, fotografías aéreas,
imágenes de satélite y mapas topográficos. En la actualidad ésta tarea se asiste con los
Sistemas de información geográfica (SIG) que permiten elaborar ésta información en
formato digital y con la posibilidad de realizar su análisis espacial.
En el análisis de las cuencas hidrográficas están englobados varios índices y parámetros
que se calculan con mediciones planimétricas y lineales considerando la forma de la
cuenca: Superficie de la cuenca (S), Perímetro (P) y el Máximo recorrido entre la
periferia y la salida de la cuenca (E). A partir de estos parámetros se calculan el Índice
de compacidad o coeficiente de compacidad de Gravelius (Kc) y el Alargamiento medio
de Caquot (Ca). Tales índices pretenden cuantificar la influencia de la forma en su
respuesta ante una aportación pluviométrica determinada.
Los cálculos de parámetros e índices morfométricos en una cuenca son:
Área (a): es el parámetro más importante que define la cuenca, delimita el
volumen total de agua que la cuenca recibe. El área de la cuenca tiene una gran
importancia por constituir el criterio de la magnitud del caudal, en condiciones
normales, los caudales promedios, mínimos y máxima instantáneos crecen a
medida que crece el área de la cuenca.
Perímetro (p): es la longitud del límite de la cuenca, es decir, la distancia que
habría que recorrer una línea recta si se transitara por todos los filos que
envuelven la cuenca.
Longitud de cauces (L): éste parámetro es importante porque existe una
relación directa entre las longitudes de los cauces y las áreas de las cuencas
hidrográficas correspondientes, de tal manera que el área crece con la longitud
y creciendo la superficie de captación.
Pendiente media de los cauces (Pm): Es la relación de la altura del cauce
principal (cota máxima menos cota mínima) y la longitud del mismo.
Pm = (Hmax ‐ Hmin / L) x 100
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Donde,
Hmax : cota máxima.
Hmin : cota mínima.
L : Longitud de los cauces.
Parámetros de forma de la cuenca: la geología es el factor más condicionante
de la fisiografía de una región y particularmente la forma que tienen las
cuencas hidrográficas. Para explicar la forma de la cuenca, se compara con figuras
geometrías conocidas como lo son: el circulo, el ovalo, el cuadrado y el rectángulo.
o Factor de forma de Horton (Hf): que expresa la relación existente entre
el área de la cuenca y un cuadrado de la longitud máxima o longitud
axial de la misma (adimensional).
Donde,
A : Área.
La : Longitud axial.
Hf = A / La 2
o Razón circular de Miller (Rc): es una razón circular adimensional,
definida como la razón del área de la cuenca al área de un círculo que
tiene el mismo perímetro de la cuenca (adimensional).
Donde,
A : Área.
Ac : Área de un circulo.
Rc = A / Ac
o Índice de alargamiento (Ia): éste índice propuesto por Horton, relaciona
la longitud máxima de la cuenca con su ancho máximo
perpendicularmente a la dimensión anterior (adimensional).
Donde,
La : Longitud axial.
a : Ancho máximo de la cuenca.
Ia =La/a
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o Tiempo de concentración (Tc): corresponde al tiempo teórico que se
demora una gota de agua desde la parte más alta de la cuenca hasta la
desembocadura de esta.
Donde,
Tc = (0.87 x L 8 ) / H
TC : Tiempo de concentración en horas y minutos.
L : Longitud de la cuenca principal.
H : Diferencia de altura en metros.
o Densidad de drenaje (Dd): es otra propiedad fundamental de una
cuenca definida por Horton en la que se relaciona la longitud de todos
los cauces de la cuenca con la superficie de esta última (adimensional).
Éste parámetro controla la eficiencia del drenaje y señala el estado erosivo
de la cuenca. La densidad de drenaje es expresada en Km/Km 2 , tomando
valores que van desde 0,5 Km/Km 2 (cuencas con drenaje pobre) hasta
3,5 Km/Km 2 (cuencas excepcionalmente bien drenadas).
Donde,
Dd = ∑ L / A
L : Longitud de la cuenca principal.
A : Área.
o Frecuencia de drenaje (Fd): se define como el número total de los cursos
fluviales de una cuenca, dividido por el área de esta.
Donde,
Fd = ∑ c / A
c : número de cauces drenantes de una cuenca.
A : Área de la cuenca.
La densidad y frecuencia de drenaje son dos parámetros que permiten
conocer la textura de drenaje, que corresponde al número y espaciado
relativo de los cursos de agua por unidad de área dentro de la cuenca.
o Mapa de Pendientes. Se refiere al grado de inclinación del terreno
expresado en porcentaje; los rangos de pendientes son variables dentro
de una región o cuenca hidrográfica. Es común hoy estimar las
pendientes a través de métodos cartográficos con la ayuda de un
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Sistema de Información Geográfica (SIG), a partir de información de
curvas de nivel.
Por otro lado, es importante realizar la clasificación de las redes de drenaje según
estructuras jerárquicas del orden. Ésta clasificación asigna números a los tramos que
refleja el grado de ramificación del sistema de drenaje. Los cauces de primer orden son
los que no tienen tributarios mientras que los cauces de segundo orden se forman en
la unión de dos cauces de primer orden y, en general, los cauces de orden n se forman
cuando dos cauces de orden n‐1 se unen. Cuando un cauce se une con un cauce de
orden mayor, el canal resultante hacia aguas abajo retiene el mayor de los órdenes. El
orden de la cuenca es el mismo que el de su cauce principal a la salida (Figura 8).
Figura 8. Ejemplo de una clasificación para una Cuenca Hidrográfica de Orden 4
(Fuente: http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com).
Por otro lado, la frecuencia de drenaje se define como el número total de los cursos
fluviales de una cuenca, dividido por el área de esta.
Frecuencia de drenaje= número de drenes / área (km 2 )
La densidad y frecuencia de drenaje son dos parámetros que permiten conocer la
textura de drenaje, que corresponde al número y espaciado relativo de los cursos de
agua por unidad de área dentro de la cuenca.
En cuanto al análisis de patrones de drenaje, el desarrollo de las formas de patrones de
drenaje, depende de factores relacionados con los materiales geológicos que
conforman una cuenca, el clima y la vegetación. El patrón de drenaje constituye por sí
mismo un resumen de las condiciones naturales. La precipitación cae en la tierra y el
escurrimiento superficial está influido por la capacidad de absorción del material, la
erosión, el nivel freático local y el tiempo durante el cual la tierra ha estado expuesta.
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Las zonas áridas tienen poca precipitación pero es donde se produce el mejor
desarrollo de los patrones de drenaje porque las lluvias intensas y de corta duración
combinadas con la ausencia de vegetación permiten que se definan bien los canales
que dan lugar a un patrón de drenaje bien desarrollado.
La dureza y masividad del material proporciona la resistencia relativa a la
meteorización que tiene su incidencia sobre el patrón de drenaje. Unas areniscas duras
y masivas pueden tener un patrón de drenaje de textura gruesa, no porque sean
permeables, sino porque se necesita un área relativamente grande para colectar un
caudal de agua con el necesario poder erosivo para cortar canales en el material
resistente.
En un mapa topográfico podemos encontrar una serie de diseños o patrones en la red
hidrográfica que se clasifican en cuatro grupos (Figura 9):
Figura 9. Patrones de drenaje (Fuente: Hidrochep.
https://sites.google.com/site/hydrotoolbox/home).
1. Patrones de drenaje erosionales en los que intervienen los procesos
degradantes de erosión hídrica.
Dendrítico: es el más común de los patrones de drenaje con
ramificaciones formando ángulos agudos. Se desarrolla libremente en
todas direcciones, sobre rocas de resistencia uniforme y sobre cualquier
tipo de material litológico, lo cual pone de manifiesto la falta de control
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estructural; la estructura puede ser simple o compleja. Se puede
presentar por lo general en pendientes suaves.
Subdentrítico o Pinnado: Es similar al dendrítico pero presenta
tributarios casi paralelos entre sí y más cortos. las corrientes o
tributarios del río principal se unen a él según ángulos agudos, esto
pone de manifiesto un incipiente control estructural y el efecto de
laderas excepcionalmente empinadas sobre las cuales se desarrollan los
tributarios.
Enrejado o Trellis: Este patrón de drenaje presenta control estructural y
presenta drenajes relativamente paralelos entre sí que se juntan en
ángulos rectos, reflejando la estructura de la roca madre. Este modelo
es característico de rocas estratificadas y fuertemente plegadas.
Radial: La dirección de las corrientes es radial a un punto que pueden
ser centrífugo o centrípeto.
o Centrífugo cuando las corrientes fluyen radialmente hacia fuera.
Suelen presentarse en un cono volcánico, un domo levantado o
en otros tipos de cumbres cónicas o subcónicas aisladas, casi
siempre alrededor de anticlinales.
o Centrípeto cuando las corrientes convergen hacia el interior.
Pueden presentarse en una cuenca con drenaje interno, cráteres
y dolinas.
Paralelo: se caracteriza por contar con cauces principales y tributarios
que son aproximadamente paralelos entre sí. Suelen presentarse por
controles topográficos relacionados con altas pendientes o controles
estructurales que conducen a corrientes paralelas o casi paralelas.
Anular: Este patrón presenta un control geológico que distribuye los
cauces de manera circular.
Rectangular: Es variante del drenaje dendrítico donde los tributarios se
unen entre si formando ángulos casi rectos. Se desarrolla siguiendo
líneas de falla, fracturas y diaclasas.
2. Patrones de drenaje deposicionales que deben su desarrollo y detalles
peculiares a la acción de procesos constructivos o de acumulación.
Reticular: constituye un entramado de canales, corrientes entrelazadas,
pantanos y ciénagas, que se encuentran sobre zonas costeras jóvenes y
muy planas. Durante las mareas altas, el agua del mar penetra en los
canales y pantanos; asimismo, con marea baja, los ríos corren aguas abajo.
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Dicotómico o Distributario: Se caracteriza por presentar varios canales
divergentes que corren desde ápice de los abanicos sobre la superficie
de la unidad. Aparece en los abanicos aluviales y en los deltas.
3. Patrones de corrientes individuales.
Recto: relacionado con una falla oculta o la canalización del río.
Trenzado o Entrelazado: El cauce se presenta dividido en numerosos
canales entrelazados y separados entre sí por islas o barras de lecho.
Meándrico: es un patrón muy común en las llanuras de inundación,
aunque muchas veces se pueden encontrar en lechos rocosos.
Yazoo: se presenta cuando las corrientes tributarias no son capaces de
romper el dique natural de los ríos mayores y éstas se ven obligadas a
correr un cierto trecho, paralelas a las corrientes principales antes de
unirse a ellas.
4. Patrones Especiales
Sumideros o Multibasinal: es característico de formaciones rocosas
solubles, tales como calizas, yeso, sal, gema, etc. También puede darse
sobre materiales insolubles y porosos como areniscas y conglomerados
(sufusión: drenaje subterráneo). Suelen tener forma redonda u oval y se
presentan sobre llanos de calizas masivas más o menos horizontales. Si
están inclinados dan lugar a sumideros alargados. Los sumideros se
desarrollan comúnmente en la intersección de diaclasas. Pueden estar
secos, con agua o rellenos derrubios. Estos patrones son siempre los
indicadores más apreciables de las áreas de calizas.
Barbado o Contorsionado: cuando los tributarios forman ángulos
obtusos con la corriente principal y se unen a las corrientes principales
en curvas de dirección aguas arriba. Este patrón puede presentarse por
fallas transversales en las corrientes principales.
Ilusorio: constituido por redes de canales artificiales construidas por el
hombre para drenar áreas pantanosas.
Rectilíneo o Artificial: se presenta en zonas planas y mal drenadas, en
donde el hombre ha construido camellones amplios y rectos, separados
por surcos, que en conjunto muestran un patrón uniforme a veces
perpendicular a la dirección del río que originó la planicie.
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4. Elementos del ciclo hidrológico.
En hidrología, se aplica la ley de conservación de la masa para determinar el balance
hidrológico en una cuenca cerrada para un intervalo de tiempo determinado,
asumiendo que la precipitación es la única fuente de agua. Según esto, la variación de
almacenamiento en el sistema es la diferencia entre las entradas (precipitación) y las
salidas (evapotranspiración y escorrentía).
VARIACIÓN ALMACENAMIENTO = PRECIPITACIÓN – EVAPOTRANSPIRACIÓN ‐ ESCORRENTÍA
Para largos periodos de tiempo donde la variación del almacenamiento es cero,
PRECIPITACIÓN = EVAPOTRANSPIRACIÓN + ESCORRENTÍA
4.1. La precipitación.
La precipitación es el resultado de la condensación del vapor de agua atmosférico que
se deposita en la superficie de la Tierra y constituye el componente principal del ciclo
hidrológico responsable de depositar la mayor parte del agua dulce en tierra. La
precipitación anual en la tierra es de 505.000 km³ (1000 mm/m 2 ), de los cuales
398.000 km³ lo hace en los océanos (79%) y 107.000 km³ en tierras emergidas (21%).
Según la AEMET (Agencia estatal de Meteorología) es un hidrometeoro compuesto de un
agregado de partículas acuosas, líquidas o sólidas, cristalizadas o amorfas, que caen
desde una nube o un grupo de nubes y alcanzan el suelo. Hay diferentes tipos de
precipitación (AEMET, 2015):
- Llovizna: Precipitación cuasi uniforme compuesta exclusivamente de pequeñas
gotas de agua (diámetro menor de 0,5 mm) muy numerosas, que pueden
reducir la visibilidad en mayor medida que la lluvia ligera.
- Lluvia: Precipitación de partículas de agua líquida en forma de gotas de
diámetro mayor de 0,5 mm o más pequeñas si caen de forma dispersa.
- Lluvia engelante: Lluvia formada por gotas de agua subfundida que se congela
al impactar sobre un objeto.
- Chubasco o aguacero: Precipitación, frecuentemente fuerte y de corta vida,
que cae desde nubes convectivas; las gotas o partículas sólidas en los
chubascos son usualmente mayores que los elementos correspondientes en otros
tipos de precipitación. Se caracterizan por su comienzo y final repentinos, grandes
y rápidos cambios de intensidad.
- Nieve: Precipitación de cristales de hielo aislados o aglomerados. La cota de
nieve es aquella a partir de la cual la precipitación cae en forma de nieve,
independientemente de si cuaja o no a ese nivel.
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- Granizo: Precipitación de pequeños glóbulos o trozos de hielo (pedrisco) con
diámetros de entre 5 mm y 50 mm o algunas veces más, y que caen separados
o agrupados irregularmente.
Hay diferentes formas de precipitación. La precipitación estratiforme o dinámica
ocurre como consecuencia del ascenso lento del aire en sistemas sinópticos, como en
los frentes fríos (azul), y antes de los frentes cálidos (rojo) (Figura 10).
Figura 10. Precipitación de actividad frontal (Fuente: Jonh Willey and Sons).
Otra forma de precipitación es la lluvia convectiva que proviene de nubes convectivas,
como los cumulonimbos o cúmulos congestus. La precipitación convectiva cae en un
tiempo relativamente corto sobre un área determinada con intensidades variables. A
latitudes medias, la precipitación convectiva tiene relación con los frentes fríos, las
líneas de chubascos y los frentes cálidos con humedad disponible (Figura 11).
Figura 11. Precipitación convectiva (Fuente:
http://esperandoaclio.blogspot.com.es/2014/12/elementos‐del‐clima‐precipitaciones.html).
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La lluvia por efecto orográfico se produce cuando un flujo de aire húmedo que
asciende por efecto orográfico (en el lado de barlovento) sufre procesos de
refrigeración adiabática. La condensación del agua se traduce en un clima más
húmedo, y mientras se va reduciendo, el aire se vuelve más seco. En la bajada de la
masa de aire (lado de sotavento) generalmente se calienta con pocas posibilidades de
lluvias (Figura 12). Este fenómeno se conoce con el nombre de efecto Föehn.
Figura 12. Precipitación convectiva en el Himalaya. Los vientos húmedos que vienen del sur (de
la parte inferior de la fotografía) pierden casi toda su humedad al remontar el Himalaya, por lo
que el aire llega seco a la meseta que queda al norte (Fuente: https://es.wikipedia.org).
La lluvia horizontal es un fenómeno natural propio de bosques nublados presentes en
zonas de gran altitud que se genera como consecuencia del choque constante de
nubes bajas o bruma con la vegetación. Esto ocasiona que las plantas condensen la
humedad del ambiente formando gotas de agua que luego precipitan (Figura 13).
Figura 13. Lluvia horizontal (Fuente:
http://www.cedaf.org.do/las_neblinas_reserva_cientifica/lluvia.php).
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La medida de la precipitación se realiza con los pluviómetros o aparatos que miden la
precipitación que se produce en un intervalo de tiempo determinado. El pluviómetro
no registrador mide la precipitación en un periodo de tiempo proporcionando el volumen
total de agua precipitada pero no aportan información sobre su distribución. Por otro
lado, el pluviómetro registrador o pluviógrafo mide la precipitación de modo continuo
en una gráfica (pluviograma) que es una curva de precipitación acumulada a lo largo de
un periodo de tiempo (Figura 14).
Figura 14. Izquierda: pluviógrafo registrador (Fuente: http://www.rumtor.com). Derecha:
pluviograma (Fuente: http://www.cienciesnaturals.com).
El análisis de un pluviograma puede darnos la información del volumen total de la
precipitación; la intensidad máxima de precipitación e intensidad puntual y la hora del
comienzo y fin de cada aguacero.
Otra técnica son las medidas mediante sistemas RADAR (Figura 15) que se basan en el
efecto que tienen sobre la reflectividad de las ondas, las gotas contenidas en la unidad
de volumen mediante la relación Marshall‐ Palmer:
Z=a R b
donde, Z es el factor de reflectividad, a y b son constantes que dependen de la
precipitación.
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Figura 15. Datos de precipitación suministrados por las estaciones RADAR
(Fuente: http://www.aemet.es).
Las medidas de precipitación se expresan en unidades de altura de agua sobre la
superficie plana horizontal para un periodo de tiempo concreto.
1 mm = 1 L/m 2
Los datos de precipitación sólo son representativos de la estación donde se realizan las
medidas y su entorno.
Para estudiar la precipitación de una cuenca es necesario contar con una red
pluviométrica con una densidad de estaciones variable dependiente de la orografía, de
media una estación cada 250 km 2 en zonas de relieve suave. Por poner algunas cifras y
magnitudes, la media anual en España es de menos de 300 mm en el SE y en zonas de
Galicia más de 1100 mm. La media del Cairo (Egipto) es de 20 ‐30 mm /año mientras
que en las zonas Monzónicas se pueden alcanzar hasta 5000 mm/año (Figura 16). Una
lluvia ligera tiene intensidades de 0.25 – 1 mm/hora, mientras que una lluvia torrencial
más de 20 mm/hora.
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Figura 16. Datos de precipitación anual mundial (Fuente:
https://water.usgs.gov/edu/watercyclespanish.html).
Para el tratamiento e interpretación de datos de precipitación hay que realizar los
siguientes pasos:
1. Validación de datos de precipitación
2. Completado de series de datos anuales
3. Representación de series de datos anuales (Yetograma)
4. Determinación de secuencias de años secos y húmedos
5. Cálculo del volumen de precipitación en una cuenca
En la validación de datos de precipitación tenemos que comprobar que no hay
errores. En toda red pluviométrica hay estaciones base de alta fiabilidad de medida
que van a servir para validar los datos de otras estaciones mediante el método de
dobles masas. Si la nube de puntos se alinea según una recta los datos son fiables. Un
cambio de pendiente en la recta indica un error sistemático y si los puntos no se
pueden ajustar a una recta implica errores aleatorios(Figura 17).
Figura 17. Izquierda, la nube de puntos se alinean según una recta y los datos son fiables.
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Centro, hay un cambio de pendiente en la recta que indica un error sistemático. Derecha, los
puntos no se pueden ajustar a una recta e implica errores aleatorios.
En los estudios hidrológicos y climáticos se recomienda el uso de series temporales de
no menos de 30 años para caracterizar esa variable adecuadamente en una cuenca. En
muchos casos existen años o periodos en los que no hay datos y hay que realizar el
completado de datos. En primer lugar determinamos el intervalo temporal de la serie
pluviométrica que debe ser la misma para todas las estaciones. Cuando hay lagunas de
datos se resuelve mediante correlación lineal entre la estación problema y otra
estación completa cuya fiabilidad proceso viene determinado por el coeficiente de
correlación entre las dos series (Figura 18).
Figura 18. Ejemplo de completado de datos de precipitaciones de la estación B a partir de la
estación base A.
La representación de los datos de precipitación o intensidad de una serie
correspondientes a una estación o grupo de estaciones en un gráfico de barras se
denomina Yetograma o Hietograma (Figura 19).
Figura 19. Representación de datos de precipitación en un Yetograma o Hietograma.
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Para determinar las secuencias de años secos y húmedos se representa la curva de
desviaciones acumuladas con respecto a la media. Las pendientes positivas
corresponden a secuencias húmedas mientras que las pendientes negativas
corresponden a secuencias secas (Figura 20).
Figura 20. Curva de desviaciones acumuladas con respecto a la media de la precipitación.
Cuando se pretende calcular el volumen de agua que ha precipitado en una cuenca, se
considera la precipitación media de toda la serie histórica y también de la precipitación
media de una secuencia húmeda y seca, representativas. A escala de cuenca se
considera el año más seco del periodo al año con menor precipitación en el mayor
número de estaciones, regla que se considera de igual modo que para el año más
húmedo. Los métodos usuales para calcular el volumen de agua precipitada sobre una
cuenca son:
- Media aritmética: Calcula la precipitación de una cuenca considerando la
precipitación media de todas las estaciones. Es un método rápido que en
cuencas con características climáticas homogéneas proporciona buenos
resultados. Siempre se utiliza para obtener una primera aproximación de la
precipitación en una cuenca
Pt = Pm * Área
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- Polígonos de Thiessen: A cada estación se le asigna un área de influencia que
multiplica por la precipitación de esa estación (Figura 21).
Figura 21. Proceso de elaboración de polígonos de Thiessen.
La precipitación total será la suma de todas las precipitaciones de los polígonos.
La precipitación media será la suma ponderada de todas las estaciones.
P i 1
n
PiAi
n
Ai
1
P = Precipitación regional
P i = Precipitación para cada estación i (mm)
A i = Área de cada estación i (km 2 )
n = Número de estaciones
- Isoyetas: Este método requiere de un conocimiento de la fisiografía de la
cuenca y de cierta experiencia. Se representas líneas de igual precipitación
teniendo en cuenta la correlación entre la altura de la estación y su
precipitación (Figura 22).
Figura 22. Isoyetas en una cuenca.
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- Modelos digitales de precipitaciones: Si existe una alta correlación entre la
precipitación de las estaciones y su altura, se puede obtener un MDP a partir de
un MDE con la ayuda de un Sistema de Información Geográfica (SIG) (Figura
23).
Figura 23. Izquierda y centro: Modelo digital de precipitaciones derivado del Modelo
digital de elevaciones. Derecha: Isoyetas precipitación