Última revisión: 21 de Octubre de 2005
PROYECTOS DE SUMINISTRO DE AGUA QUE SE DESARROLLAN EN CUENCAS CON INFORMACION ESCASA
Para cumplir con los objetivos que tienen los estudios hidrológicos en proyectos de suministro de agua para acueductos, irrigación o generación hidroeléctrica se analizan los siguientes aspectos:
- Clima y precipitación.
- Capacidad de la fuente para suministrar la demanda.
- Magnitud y frecuencia de las crecientes
- Transporte de sedimentos.
A continuación se analizan estos aspectos y se recomiendan los métodos que pueden aplicarse en los análisis hidrológicos según la calidad de la información disponible.
CLIMA Y PRECIPITACION.
El estudio hidrológico debe hacer una descripción del régimen climatológico del área del proyecto. Para realizar esta descripción son importantes, además de los datos cartográficos e hidrometeorológicos que se recolectan, las visitas de reconocimiento de campo y los análisis de monografías regionales y de los estudios técnicos que se hayan ejecutado con anterioridad.
Aunque las variables que definen el clima son presión atmosférica, humedad, temperatura y vientos, en estudios con información escasa es suficiente considerar la presión y la temperatura como las variables más importantes.
Por lo general es posible determinar la variación media de la temperatura en función de la altura utilizando monografias de la región, boletines hidrometeorológicos o testimonios de los habitantes, auncuando no se cuente con estaciones climatológicas en el área de estudio.
En cuanto al régimen pluviométrico, la localización geográfica del área y los mapas generales de isoyetas de la región permiten estimar, asi sea en forma aproximada, la lluvia media anual y sus tendencias mensuales para definir meses más lluviosos o más secos. Estos estimativos se complementan con registros de estaciones pluviométricas, aun cuando estos registros sean deficientes.
CAPACIDAD DE LA FUENTE PARA SUMINISTRAR LA DEMANDA.
La fuente de suministro es la corriente superficial en el sitio de captación seleccionado; su capacidad se analiza por medio de la curva de duración de caudales.
MAGNITUD Y FRECUENCIA DE LAS CRECIENTES.
Los métodos más conocidos para cálculo de crecientes son los siguientes:
La aplicación del método requiere de una buena serie histórica diaria de caudales máximos instantáneos.
Los métodos que se basan en la interrelación lluvia-cuenca-caudal se pueden aplicar en todos los casos. Para su correcta utilización se necesita suficiente información cartográfica, hidrometeorológica, geológica y geográfica de la región donde se localiza la cuenca en estudio.
Entre los métodos que utilizan relaciones lluvia-cuenca-caudal están los siguientes:
Son fórmulas que permiten calcular los caudales de creciente en función de algunas de las características físicas e hidrometeorológicas de cuencas que tienen buena información y pertenecen a una región determinada. Mediante procedimientos de Regionalización pueden utilizarse en cuencas no instrumentadas de la misma región.
El Método Racional se aplica en cuencas homogéneas pequeñas, menores de 10 hectáreas, principalmente para drenajes de carreteras, patios, áreas rurales,etc.
Los hidrogramas unitarios, cuando se calculan con buena información, son apropiados para el cálculo de crecientes en obras importantes, como son los aliviaderos de presas de embalse o los puentes grandes.
Un hidrograma unitario es un modelo matemático que representa la respuesta de la cuenca a la acción de una lluvia de exceso unitaria.
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
La determinación de la carga de sedimentos que puede llegar a la captación durante el tiempo de operación del proyecto constituye otro de los problemas difíciles que se presentan en el estudio hidrológico porque la información sobre sedimentos es más deficiente que la de caudales líquidos.
La interrelación lluvia, cuenca, capacidad de transporte del rio, es bastante compleja y particular en cada caso. Por esta razón, la cuantificación de la carga de transporte de sedimentos por medio de fórmulas analíticas solo puede hacerse, de manera aproximada en parcelas experimentales muy bien instrumentadas, y a nivel puntual, dificilmente extrapolable.
En el caso particular de las cuencas con información escasa, es necesario tener en cuenta que lo único que puede hacerse en el estudio del transporte de sedimentos es obtener un orden de magnitud de la carga total.
Para estimar la carga de sedimentos se utilizan generalmente los siguientes procedimientos:
1.- Asignar una carga específica (toneladas por Km2 por año) de transporte de sedimentos de la corriente hasta el sitio de captación, de acuerdo con las características de la lluvia (pluviosidad media anual) y de la cuenca (Cobertura vegetal, existencia de zonas potencialmente erosionables, pendiente de la vertiente), y de la composición granulométrica del material del lecho del cauce. Mediante el análisis de estas características se puede clasificar la cuenca como alta o baja productora de sedimentos por erosión pluvial, y la corriente como de alta o baja capacidad de transporte. La asignación de la carga se hace luego de comparar las características de la cuenca con las de otras cuencas en donde se hayan efectuado mediciones directas de los sedimentos.
2.- Aplicar fórmulas empíricas. Entre ellas son conocidas la Fórmula Universal de Pérdida de Suelo de Wischmeier y las Fórmulas de Cálculo de la Carga de Sedimentos de Fondo propuestas por Einstein, Meyer-Peter, Colby, etc. Estas fórmulas tienen aplicaciones restringidas porque han sido deducidas en condiciones ideales que difieren mucho de las condiciones reales de los cauces naturales. Además, para su aplicación se necesita información que generalmente no se tiene en las cuencas que son objeto del presente trabajo.
Por último, se enumeran a continuación los métodos que se recomiendan para procesar la información escasa con miras a su utilización en los estudios hidrológicos.