Curso Básico de Hidrología

Teoría del hidrograma unitario

Sección seis: Resumen

Producido por The COMET^® Program

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Introducción a los hidrogramas unitarios

• El hidrograma unitario se utiliza para estimar el caudal o flujo fluvial a partir de una precipitación promediada para la cuenca.
• El hidrograma unitario brinda información acerca del caudal dada una (1) unidad (p. ej., 1 cm) de exceso de precipitación a lo largo de la cuenca.
• Un hidrograma unitario es un tipo de hidrograma especial que muestra los efectos del exceso de precipitación, que también se denomina escorrentía directa, flujo directo o escurrimiento.

Terminología y suposiciones

• Terminología importante de la teoría del hidrograma unitario:
  • La escorrentía directa o exceso de precipitación es la parte de la precipitación que se desplaza rápidamente hacia el canal fluvial.
  • El caudal base es el flujo a largo plazo que abastece de agua los arroyos durante los períodos secos.
  • La línea de separación del caudal base es la línea del hidrograma de escorrentía que separa de forma aproximada el aporte del caudal base y la escorrentía directa.
  • La curva ascendente de un hidrograma de escorrentía es la parte de la curva del hidrograma que asciende desde el caudal base hasta el caudal máximo.
  • La curva de recesión de un hidrograma de escorrentía es la parte de la curva que desciende desde el caudal máximo hasta volver al caudal previo al episodio de escorrentía.
  • El punto de inflexión es el punto en la curva de recesión donde la pendiente de la curva cambia más rápidamente. Este punto indica el momento en que el caudal base vuelve a ser el elemento dominante que aporta al caudal.
  • La duración de un hidrograma unitario se refiere a la cantidad de tiempo que tarda en producirse el exceso de precipitación.
  • En la teoría del hidrograma unitario, el tiempo al pico es el intervalo entre el medio del período de exceso de precipitación y el momento de caudal máximo.
  • El tiempo de concentración es el intervalo que transcurre entre el momento en que la curva del hidrograma de escorrentía comienza a ascender hasta que el caudal base vuelve a ser el elemento dominante que aporta al caudal.
• La teoría del hidrograma unitario supone que la distribución del exceso de precipitación es uniforme tanto en extensión como en duración a lo largo de la cuenca.

Creación de un hidrograma unitario

• El proceso de derivar un hidrograma unitario a partir de los datos observados de precipitación, de la cuenca y de caudal implica seis pasos:

• Los hidrogramas unitarios sintéticos se pueden usar cuando no se cuenta con suficientes datos sobre una cuenca para derivar un hidrograma unitario.

Aplicación de la teoría del hidrograma unitario

• Si trabaja con el modelo Sacramento de humedad del suelo (Sacramento-Soil Moisture Accounting), debe utilizar un tipo distinto de hidrograma unitario en el cual:
  
  • se elimina el caudal base y el interflujo
  • se alcanza un pico más alto con mayor rapidez de lo que es el caso con los hidrogramas unitarios tradicionales
• Para los eventos del mundo real, la teoría del hidrograma unitario se puede utilizar para generar un hidrograma de escorrentía para:
  
  • episodios de exceso de precipitación que cubren múltiples períodos
  • episodios de exceso de precipitación que no son de una unidad de altura
  • distintas duraciones de exceso de precipitación
  • episodios de deshielo
• Los hidrogramas unitarios se pueden generar en unidades inglesas o métricas.

Consideraciones de pronóstico

Debido a que la teoría del hidrograma unitario presupone que la duración y extensión de los eventos de precipitación es uniforme y las características de la cuenca no cambian, debemos tener presentes los efectos de los factores siguientes:

• Cobertura de la tormenta dentro de la cuenca
  • Una precipitación intensa a nivel local puede provocar un caudal máximo mayor de lo que sugiere el hidrograma unitario.
• Distribución de la tormenta dentro de la cuenca
  • Si la tormenta se concentra en la zona de desagüe de la cuenca, produce un caudal máximo más rápido y posiblemente más alto.
• Movimiento de la tormenta dentro de la cuenca
  • El movimiento de la tormenta aguas abajo suele producir caudales máximos más rápidos y más altos.
• Cambios en la superficie de la cuenca
  • Los cambios en la utilización del suelo, como el desarrollo urbano, pueden producir caudales máximos más más altos con mayor rapidez.

Materiales de consulta adicionales en inglés:

Encontrará un tratamiento más a fondo de los hidrogramas unitarios en el módulo de capacitación creado por el Dr. Dennis L. Johnson de Juniata College y patrocinado por el National Weather Service:

NWS Unit Hydrograph Module
http://projects.juniata.edu/nwsuhgmodule/

Nota: Ese módulo requiere Internet Explorer 4.x o posterior.