ESCORRENTÍA

1.- DEFINICIÓN:

Se define como escorrentía a todo el agua transportada fuera de una cuenca hidrográfica por los cursos superficiales (ríos y arroyos). Parte de esta agua procede de la escorrentía superficial, mientras que otra parte puede haberse originado a partir de la infiltración y el transporte a través del suelo (flujo subsuperficial) hasta su desembocadura en el río. Por su parte, el agua que se infiltra hasta alcanzar el acuífero puede emerger también en los cursos superficiales o manantiales (escorrentía subterránea), aunque su aparición suele ser más tardía (mayor tiempo de residencia). La Escorrentía es la parte de la Precipitación que llega a alimentar a las corrientes superficiales, continuas o intermitentes, de una cuenca

2.- TIPOS DE ESCORRENTÍA

a). Escorrentía Superficial o Directa

La Escorrentía Superficial o Directa es la precipitación que no se infiltra en ningún momento y llega a la red de drenaje moviéndose sobre la superficie del terreno por la acción de la gravedad.

b). Escorrentía Hipodérmica o Subsuperficial

Es el agua de precipitación que, habiéndose infiltrado en el suelo, se mueve subhorizontalmente por los horizontes superiores para reaparecer súbitamente al aire libre como manantial e incorporarse a microsurcos superficiales que la conducirán a la red de drenaje.

c). Escorrentía Subterránea

Es la precipitación que se infiltra hasta el nivel freático, desde donde circula hasta alcanzar la red de drenaje. La Escorrentía Superficial es la más rápida de todas la Escorrentía Subterránea la más lenta (del orden del m/h).

3.- COMPONENTES:

La escorrentía está constituida por la sumatoria de tres componentes principales: escurrimiento, flujo sub-superficial y agua subterránea.

a). El escurrimiento.

El escurrimiento es el agua que fluye por sobre la superficie del terreno hasta el cauce más cercano y sólo se produce en los eventos de lluvia. En un evento de lluvia, cuando la intensidad de la misma es superior a la tasa de infiltración, se produce un almacenamiento superficial que primero llena las depresiones del terreno, conformando el almacenamiento de retención. Luego que las depresiones se han llenado se inicia el almacenamiento detención, el cual genera el escurrimiento. Lo anterior es importante conocerlo ya que indica que la escorrentía no sólo depende de la infiltración sino del microrelieve. La tasa de escurrimiento dependerá del volumen del almacenamiento de detención y de la pendiente y rugosidad del terreno.

En cuencas de suelos muy permeables, de cobertura densa y de poca pendiente, el escurrimiento es muy pequeño, por el contrario, en suelos arcillosos y con poca cobertura el escurrimiento es mayor; lo anterior es de suma importancia conocerlo ya que la escorrentía es el principal factor en la erosión de los suelos.

b). El flujo sub-superficial.

Está constituido por el flujo lateral desde la zona de humedad del suelo. Luego de la infiltración el agua en el suelo continúa moviéndose en función de los gradientes hídricos, especialmente el gradiente vertical y si se encuentra con una capa relativamente impermeable, se produce un flujo lateral el cual culmina con su intercepción por los cauces. El flujo subsuperficial es muy importante en cuencas con suelos permeables y estratificados. Junto con el escurrimiento conforma el llamado flujo rápido (“quick flow” en inglés) y que generalmente se considera como escorrentía directa.

c). Flujo subterráneo.

El flujo subterráneo está conformado por el agua que fluye desde el almacenamiento del agua subterránea hacia los cauces. Este ocurre cuando los cauces interceptan el agua subterránea, ya sea desde el nivel freático como de acuíferos más profundos. Este flujo es llamado flujo base o caudal base. El flujo base ocurre siempre que exista un almacenamiento subterráneo. El caudal mínimo de un cauce es llamado caudal de estiaje.

4.- FACTORES QUE CONDICIONAN LA ESCORRENTÍA

La Escorrentía está influida por cuatro grupos de factores: meteorológicos, geográficos, hidrogeológicos y biológicos.

Los factores meteorológicos fundamentales son las precipitaciones y la temperatura. La duración, intensidad, frecuencia, tipo y extensión de las precipitaciones tienen un papel muy importante. La temperatura es representativa de las pérdidas de evaporación.

Los factores geográficos son la localización geográfica de la cuenca y su morfología. La localización geográfica comprende la latitud, longitud y altitud. La morfología, las pendientes de la cuenca, la importancia de las superficies de agua libre, el perfil de los cursos de agua.

Los factores hidrogeológicos comprenden fundamentalmente la permeabilidad de los terrenos y la profundidad de las capas freáticas.

Los factores biológicos comprenden fundamentalmente la cubierta vegetal y la acción humana.

5.- CÁLCULO DE LA ESCORRENTÍA

El cálculo de la Escorrentía Superficial producida a partir de un aguacero viene condicionado por los factores antes descritos, de manera que lo que se calcula generalmente es el tanto por uno de la lluvia caída que se transforma en Escorrentía

Superficial. Se denomina coeficiente de escorrentía a la proporción de precipitación que pasará a formar parte de la Escorrentía Superficial (lluvia neta) con respecto a la precipitación total.

El cálculo del coeficiente de escorrentía dependerá de los distintos factores descritos en el anterior epígrafe obteniéndose experimentalmente expresiones y fórmulas, muchas de ellas figuran en tablas. También se puede calcular la Escorrentía de manera directa, sin calcular el coeficiente de escorrentía. A continuación se describen ambos métodos.

a). Estimación de la Escorrentía a partir de los datos de aforos

un método bastante sencillo, el cual se basa en la hipótesis de que en la época estival el caudal de un río procede exclusivamente de la descarga que los acuíferos han realizado al mismo, ya que el período estival es un período de escasez o ausencia de lluvias, por lo que las únicas aportaciones que recibe el río proceden del flujo subterráneo, ya que dicho flujo es continuo, siempre y cuando no existan zonas de deshielo próximas, las cuales se pueden encontrar aún en proceso de deshielo.

El caudal aforado en un determinado punto del cauce de un río constituye la escorrentía total del área de recepción de la cuenca. Si consideramos que la escorrentía total está constituida exclusivamente por Escorrentía Superficial y Subterránea, incluyendo la Hipodérmica en una de ellas, para calcular la Escorrentía Superficial hay que sustraer del caudal aforado el valor mínimo aforado en la época estival del año hidrológico. Generalmente el valor mínimo corresponde al mes de Agosto o septiembre, valor correspondiente a la Escorrentía Subterránea, suponiendo que ésta es constante.

b). Estimación de la Escorrentía a partir de la determinación del coeficiente de escorrentía

El coeficiente de escorrentía expresa la relación existente entre la Escorrentía Superficial o precipitación neta y la precipitación total. Una vez conocido este coeficiente, la Escorrentía se calcula multiplicando dicho valor por la precipitación total.

El coeficiente de escorrentía no es fijo, sino que varía con el tiempo y el espacio en una misma cuenca. Generalmente se adoptan valores medios del coeficiente. El coeficiente medio durante un intervalo de tiempo se define como el cociente entre la lluvia neta y la lluvia total caída durante dicho intervalo de tiempo.