Dinámica Hídrica: Escorrentía, Cuencas y la Influencia de la Vegetación

Tiempo de Concentración y su Impacto en Hidrogramas de Avenida

Este apartado explora la relación fundamental entre el tiempo de concentración de una cuenca y la forma de los hidrogramas de avenida, así como la influencia de las actividades humanas en estos procesos hidrológicos.

Definición de Tiempo de Concentración (Tc)

El tiempo de concentración (Tc) de una cuenca es el lapso que tarda la escorrentía, generada en el punto más alejado de la sección de salida de la cuenca, en alcanzar dicha sección.

Factores que Influyen en el Tiempo de Concentración

El Tc depende de dos grupos principales de factores:

• Espacio recorrido: Determinado por la longitud y la forma de la cuenca.
• Velocidad de las escorrentías: Influenciada por la altura de la escorrentía, la pendiente de la cuenca y del cauce principal, y la rugosidad de la superficie.

Estimación del Tiempo de Concentración

El tiempo de concentración se estima comúnmente a través de fórmulas empíricas, siendo la fórmula de Kirpich una de las más utilizadas en hidrología.

Relación entre Tc e Hidrogramas de Avenida

Los hidrogramas son representaciones gráficas que muestran la variación del caudal en el tiempo durante un evento de tormenta. El tiempo de concentración posee una gran importancia hidrológica, ya que:

• Influye notablemente en la forma de los hidrogramas, determinando la pendiente de la fase de crecida.
• Está directamente relacionado con el grado de intervención humana en la cuenca.

Las actuaciones humanas, como la compactación de los suelos y las canalizaciones de los cauces fluviales, pueden reducir considerablemente el tiempo de concentración. Esto facilita una concentración más rápida de las escorrentías, lo que a su vez propicia la formación de avenidas o crecidas súbitas. A igualdad de las demás condiciones, cuanto mayor sea el tiempo de concentración de una cuenca, más se retrasa la formación de avenidas, lo que puede ser crucial para la gestión de riesgos hídricos.

Interacción Lluvia-Vegetación: Flujos y Factores de Interceptación

Este segmento describe cómo la precipitación llega al suelo a través de un bosque y qué características de la cubierta vegetal influyen en el proceso de interceptación.

Tipos de Flujos de Lluvia a Través de la Vegetación

La lluvia llega al suelo en un entorno boscoso a través de los siguientes tipos de flujos:

• Lluvia directa: Precipitación que cae directamente al suelo sin ser interceptada por la vegetación.
• Goteo de copas (Throughfall): Agua que gotea de las hojas y ramas de los árboles.
• Escorrentía fustal (Stemflow): Agua que fluye por los troncos de los árboles hasta el suelo.
• Cursos de agua superficiales: Flujo de agua sobre la superficie del suelo.
• Cursos de agua subterráneos: Movimiento de agua a través del subsuelo.

Características de la Cubierta Vegetal que Influyen en la Interceptación

Diversas características de la vegetación y del entorno influyen en la capacidad de interceptación de la lluvia:

• Especies vegetales: La morfología y densidad foliar de las especies presentes.
• Edad de la vegetación: La madurez y desarrollo de los árboles y plantas.
• Nivel de enraizamiento: La profundidad y extensión de las raíces.
• Densidad de copas: La cobertura y turgencia del follaje.
• Fauna edáfica: La actividad de organismos en el suelo que afectan su estructura.
• Tipo de suelo: La capacidad de infiltración y retención del suelo.

Unidades de Medida de la Escorrentía y sus Equivalencias

Este apartado detalla las unidades en que se expresa la escorrentía, su significado y cuándo se utiliza cada una, así como las correspondencias entre ellas.

Representación de la Escorrentía

El dato medido de escorrentía es un volumen de agua recogido en un tiempo determinado, que puede expresarse de diferentes maneras:

• Por unidad de superficie (altura de escorrentía).
• Por velocidad de salida (caudal).
• Como volumen total generado en dicho tiempo (aportación).

Principales Unidades de Escorrentía

Altura de escorrentía (mm)

Representa la lámina de agua que escurre sobre una superficie. Puede compararse directamente con las precipitaciones y permite calcular el coeficiente de escorrentía, que es la relación entre el volumen de agua que escurre y el volumen de agua que llueve.

Caudal (m³/s)

Se refiere a la velocidad de salida de la escorrentía a través de una sección específica del cauce. Depende del volumen de agua y del área de la sección de paso.

Aportación (m³/día, m³/mes, m³/año)

Se refiere al volumen total de agua generado en un período de tiempo específico (un día, un mes o un año).

Equivalencias entre Unidades de Escorrentía

Las unidades de escorrentía están interrelacionadas mediante las siguientes equivalencias:

• Caudal × Tiempo = Aportación (Ejemplo: m³/s × número de segundos en un día/mes/año = m³ en un día/mes/año).
• Aportación / Superficie = Altura de escorrentía (Ejemplo: m³ en un mes/año / superficie de la cuenca vertiente (m²) = altura de escorrentía (m) en un mes/año).