El tipo o forma de precipitación tiene gran importancia sobre la variación del caudal de un río. Por ejemplo una precipitación en forma de lluvia con intensidad y magnitud suficiente para influenciar en la escorrentía es sentida casi inmediatamente, mientras que una precipitación en forma de nieve, sin alcanzar la temperatura de fusión no será sentida.
b) Intensidad de Lluvia
Cuando la intensidad de lluvia excede la tasa de infiltración del suelo, ocurre escorrentía superficial debido a la precipitación excedente. Cuanto mayor sea la intensidad de lluvia mayor será el caudal del curso de agua. Se puede concluir que después de sobrepasada la capacidad de infiltración, la escorrentía superficial crecerá rápidamente con el aumento de la intensidad de lluvia. Sin embargo, el aumento del caudal del río no es proporcional al incremento del exceso de lluvia por causa del efecto de retardo resultante del proceso de acumulación.
Hidrología Aplicada Capítulo 3: La Cuenca Hidrográfica
c) Duración de la Precipitación
Precipitaciones con duración por debajo del tiempo de concentración de la cuenca, independientemente de la intensidad, tendrán prácticamente el mismo período de escorrentía superficial, mientras que para lluvias más largas, el periodo de escorrentía será mayor. Otro efecto de la duración de la precipitación es que la capacidad de infiltración decrece durante la lluvia.
d) Distribución de la Precipitación en una Cuenca
La distribución uniforme de la precipitación, sobre una cuenca, sucede raramente. Para pequeñas cuencas, los caudales picos ocurren para lluvias de gran intensidad que cubren pequeñas áreas, mientras que para cuencas grandes, los caudales picos ocurren para lluvias de baja intensidad, pero que cubren áreas muy extensas. Por ejemplo, en las Figuras 3.7a y 3.7b, se presentan las curvas de la misma altura pluviométrica (isoyetas) de dos lluvias. Asumiendo que las alturas totales de lluvia sean prácticamente iguales, los hidrogramas resultantes pueden ser muy diferentes. En el caso de la Figura 3.7a, pudo haber ocurrido poco o ninguna escorrentía superficial, dependiendo de la capacidad de infiltración del suelo. Para el caso de la Figura 3.7b, probablemente en el tramo inferior, la capacidad de infiltración fue grandemente excedida.
Para medir este factor, se define el coeficiente de distribución, CD, como el cociente entre la precipitación máxima en cada punto y la precipitación media en la cuenca. Cuanto mayor fuera CD, mayor será la escorrentía superficial máxima.
e) Dirección de Desplazamiento de la Lluvia
La dirección con que la lluvia se desplaza a través de la cuenca en relación al sentido de flujo del sistema de drenaje, tiene gran influencia sobre el caudal pico resultante y sobre la duración de la escorrentía superficial. Si consideramos que las intensidades de las lluvias 1, 2 y 3, de la Figura 3.8, son iguales; los hidrogramas resultantes, producto de las lluvias, en el punto de control (estación de aforos) serán muy diferentes.
Para el caso de la lluvia 1, la escorrentía superficial de la parte más alta de la cuenca, alcanza los cursos de agua más alejadas del punto de control y escurre en dirección a la salida durante algún tiempo. Cuando el agua de la parte más alta de la cuenca alcanza el punto de control, ocurrirá una acumulación grande de agua en la salida, que producirá un caudal pico muy alto y un periodo de escorrentía superficial más corto que en las otras circunstancias. 80 mm 100 mm 60 mm 40 mm A = 100 km2 Pm = 70 mm
Figura 3.7a
60 mm 40 mm 80 mm 100 mm A = 100 km2 Pm = 70 mmFigura 3.7b
Lluvia 2 Lluvia 1 Lluvia 3Figura 3.8
SalidaHidrología Aplicada Capítulo 3: La Cuenca Hidrográfica
El hidrograma, debido a la lluvia 2, que alcanza primero el punto de control y se dirige hacia aguas arriba, tendrá efecto opuesto. En ese caso, la escorrentía superficial de la parte baja de la cuenca habrá escurrido a través del punto de control, antes que alguna escorrentía superficial de las partes altas hayan alcanzado el lecho del río. De esa situación resultará un caudal pico menor y un período de escorrentía mayor que al anterior. El hidrograma debido a la lluvia 3, producirá un caudal pico cuya magnitud y duración estarían comprendidos entre los valores resultantes de los dos casos anteriormente descritos.
f) Precipitación Anterior y Humedad del Suelo
El tenor de humedad de las capas superficiales del suelo tiene influencia en la capacidad de infiltración y también en la determinación de la posibilidad, o no, del incremento de agua en el suelo. Cuando la humedad del suelo es alta, la capacidad de infiltración es baja y la cuenca de drenaje es susceptible a inundaciones. De otro lado, cuando el tenor de humedad del suelo alcanza la capacidad retentiva del suelo, el agua de infiltración llegará hasta la napa freática. O sea una lluvia que cae poco después de otra anterior, puede causar un caudal pico considerable, mientras que la misma lluvia precipitando luego de un período seco, no producirá caudales de consideración.
Un área de selva virgen que posee una capa espesa de residuos de hojas, ramas y hierbas, puede soportar una precipitación tan alta, sin que ocurra escorrentía superficial; esa misma área, en caso de que fuera talada y transformada en centro poblado, puede compactarse por el tráfico de personas y animales y por la misma lluvia, resultando una escorrentía superficial capaz de provocar una avenida. Por otro lado, un campo abierto que sea substituida por un cultivo de cobertura vegetal densa, puede dar al suelo una mayor capacidad de infiltración y así reducir la escorrentía superficial.
3.4. IMPACTOS CAUSADOS POR LA CONSTRUCCIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS