TAREA12-ALEXANDER LEÓN-PARALELO-B

UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA

“INGENIERIA CIVIL” HIDROLOGIA

EVAPORACION , EVAPOTRANSPIRACION Y BALANCE HIDRICO

AUTOR:ALEXANDER MAURICIO LEÓN ROSALES

12

UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA “INGENIERIA CIVIL”

EVAPOTRANSPIRACIÓN Página 1

INTRODUCCION:

Evapotranspiración es el conjunto de fenómenos de evaporación y transpiración.

Evaporación es el proceso por el cual el agua líquida pasa al estado de vapor en

condiciones naturales, depende la ocurrencia de este fenómeno temperatura del aire,

humedad de la atmosfera radiación solar, presión atmosférica, entre otros.

Transpiración perdida de agua hacia la atmosfera en forma de vapor, dependiente de

las acciones físicas y fisiológicas de los vegetales.

Evapotranspiración potencial.- perdida de agua observada en una superficie liquida o

sólida saturada por evaporación y transpiración de las plantas, que ocurriría en el caso

que hubiera un adecuado abastecimiento de humedad de agua al suelo en todo

momento.

Evapotranspiración real.- perdida de agua observada en una superficie liquida o sólida

saturada, en las condiciones reinantes atmosféricas y de humedad del suelo por

fenómenos de evaporación y transpiración de las plantas.

MÉTODO DE PENMAN

Penman propuso combinar los métodos de balance de energía y el aerodinámico.

Penman planteó también que el flujo de calor en el suelo puede ser despreciado en

relación con los demás términos cuando son aplicados para períodos de un día o más.

Ra: es la cantidad de energía que alcanza el límite exterior de la atmosfera,

según se presenta en el cuadro 5.1((cal/cm2)/día)

n: número actual de horas de sol por día

D: máximo número posible de horas de sol por día (de salida a ocaso del sol)

cuadro 5.2

Ri: cantidad neta de radiación de onda corta retenida en la superficie de la

tierra en ((cal/cm2)/día)

r: albedo de la superficie

𝑅𝑐 = 𝑅𝑎 0.20 + 0.48 ∗𝑛

𝐷

𝑅𝐼 = 𝑅𝑐 1 − 𝑟



RB: flujo de radiación de onda larga hacia la atmosfera, en ((cal/cm2)/día)

Ta: temperatura absoluta en grados kelvin Ta=273 + Ta(C)

ea: presión de vapor a la temperatura del aire, en mm de Hg

ϑ: constante de Lummer y Pringsheim

ℴ = 117.4𝑥10−9𝑐𝑎𝑙

𝑐𝑚2𝑑í𝑎 𝐾

H: cantidad de energía remanente sobre la superficie terrestre y disponible

para varios fenómenos

E ‘a: evaporación de la superficie libre de agua correspondiente al caso

hipotético en que las temperaturas del agua y del aire sean iguales

e: Presión de saturación de vapor a la temperatura ta del aire en mm de Hg

ea: presión actual de vapor a la temperatura ta del aire en mm de Hg

V2: velocidad promedio del viento, en m/s a una altura de 2 metros sobre la

superficie del terreno

E ‘o: calor disponible para evaporación, en ((cal/cm2)/día)

∆: pendiente de la curva de presión de saturación de vapor a la temperatura ta

y puede ser hallada muy fácilmente en la tabla 3.1

ᴦ: constante piscrométrica =0.49 mm Hg/C

MÉTODO DE THORNWRITE

= 1. 10

= ∑

2

𝑅𝐵 = ℴ𝑇𝑎4 0.47 − 0.077 𝑒𝑎 0.20 + 0.80

𝑛

𝐷

𝐻 = 𝑅𝐼 − 𝑅𝐵

𝐸′𝑎 = 21 𝑒 − 𝑒𝑎 0.5 + 0.54𝑉2

𝐸′𝑂 =𝛥𝐻 + 𝛤𝐸′𝑎𝛥 + 𝛤



= (

5) . 4

= 75 10−9 − 771 10− 2 + 17 10−4 +0.492

BALANCE HIDRICO

Partiendo del conocimiento de las precipitaciones medias mensuales y de la

evapotranspiración mensual estimada, podemos estudiar el balance del agua en el

suelo a lo largo del año. Conocer el balance de humedad en el suelo es importante

para evaluar la disponibilidad de agua para los cultivos o el establecimiento del

régimen de humedad de los suelos o de criterios de diferenciación climática

EVOLUCION DE LA RESERVA DE AGUA EN EL SUELO

El balance hídrico consiste en definir mes a mes los siguientes parámetros (en mm o

l/m2, ambos valores son iguales):

P: precipitación media mensual

ET: evaporación potencial o de referencia

P-ET: diferencia entre P y la ET

R: reserva

VR: variación de reserva

ETR: evapotranspiración real

D: déficit

Ex: exceso

P-ET: Es el balance mensual de las entradas y salidas de agua del suelo. La diferencia

nos clasifica los meses en secos (P-ET<0) y húmedos (P-ET> 0) según las entradas

superen o no a las salidas.

R: Cuando en un mes se produzcan más entradas que salidas el agua sobrante pasara

a engrosar las reservas del suelo: por el contrario, cuando las salidas sean mayores que

las entradas se reducirá la reserva del suelo:

Sin embargo, el suelo no es un pozo sin fondo y cuando se alcance la capacidad de

retención del suelo, el agua añadida en exceso escurrirá superficialmente o en

profundidad. Por tanto debemos exponer el concepto de reserva máxima o cantidad

de agua por unidad de superficie (mm) que el suelo es capaz de almacenar en su perfil.



Pasando al cálculo del balance hídrico, la reserva del mes “i” (en función de la del mes

anterior “i-1”) será:

Los valores de la reserva se irán acumulando mes a mes en el periodo húmedo según

los incrementos P-ET>0 y disminuirá al llegar al periodo seco, decreciendo mes a mes

según los valores mensuales P-ET<0. Como hemos visto, la reserva nunca tendrá como

valor uno mayor que la reserva máxima, ni un número negativo.

VR: variación de la reserva

Es la diferencia entre la reserva del mes y la del mes anterior: Vi=Ri-Ri-1

ETR: evapotranspiración real Es el volumen de agua que realmente se evapotranspira

en el mes dependiendo de que haya suficiente agua disponible para evaporar y así

llegar a la ET potencia o de referencia o no (por tanto, la ETi es siempre mayor o igual a

la ETRi). El agua disponible para evaporar será la que cae como precipitación en el mes

considerado y la que mantenemos en el suelo. En el periodo húmedo, al cubrir la

precipitación la demanda potencial la ET real es igual a la potencial, es decir: ETRi=ETi

En el periodo seco, el agua que se evapora será el agua de precipitación más la que

extraemos del suelo o variación de la reserva (la reserva que nos queda menos la que

teníamos el mes anterior); es decir, ETRi= Pi + ABS [VRi]

D: déficit de agua

Es el volumen de agua que falta para cubrir las necesidades potenciales de agua (para

evaporar y transpirar). Por tanto, la falta de agua es: Di= ETi-ETRi

Ex: exceso de agua

Es el agua que excede de la reserva máxima y que se habrá perdido por escorrentía

superficial o profunda. Por tanto:



MATERIALES:

METODOS:

1. Determinamos la evaporación analíticamente mediante el método de Penman

aplicando las formulas indicadas anteriormente.

*Microsoft Excel

*Datos

*Autocad

*NOMOGRAMA DE WILSON



2. Una vez calculado analíticamente procedemos a utilizar el nomograma de Wilson para

comprobar nuestros resultados. EL resultado final varia pero no por mucho.

3. En la segunda parte del deber procedemos a encontrar mediante el método de

Thorntwaite las evapotranspiraciones potenciales aplicando las formulas

anteriormente indicadas además de ello utilizar la tabla 5.4 de la página 177 del texto

guía para encontrar el valor de K.



4. Una vez obtenidos los datos de evapotranspiración procedemos a realizar el balance

hídrico utilizando las precipitaciones y las formulas ya indicadas.

ANALISIS DE RESULTADOS: a. Los resultados obtenidos analíticamente mediante Penman fueron los siguientes

Ra 4.45

n/D 0.51

Rc 417.19

Ri 392.16

RB 144.52

H 247.64

E'a 182.29

E'o 222.81898

E'o 3.71364966

b. Los valores obtenidos de E mediante el nomograma de Wilson fueron los siguientes:

NOMOGRAMA

E1 -1.6

E2 4.1

E3 1.2

E'O 3.7

c. Aplicando el método de Thorntwaite se calcularon las siguientes ETP

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

0.03 0.84 3.07 5.14 6.18 11.14 23.22 25.13 15.36 3.13 1.84 1.96ETP(cm)



d. Y finalmente los resultados del balance hídrico fueron los siguientes

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Analizando los valores obtenidos en el desarrollo se puede concluir que

la mayoría de meses son secos, en el cual existe un déficit de líquido en

los últimos meses del año.

En este año no existen excesos de agua.

La evapotranspiración real siempre será igual o menor a la

evapotranspiración potencial.

Los datos obtenidos mediante el nomograma de Wilson no difieren casi nada

de los obtenidos mediante el método de Penman

La evaporación obtenida fue de 3.7 mm por día

Los cálculos realizados se encuentran en la hoja de cálculo anexa a este

documento

BIBLIOGRAFIA: Germán Monsalve Sáenz, “Hidrología en la Ingeniería”, 2da Edición. (Impr. Colombia

2008).

Ing. Fernando Oñate PhD. Apuntes de clases (Sept-2012 Loja)

P 12.5 35.6 37.9 68.7 25.3 9.3 8.1 11.3 10.5 15.6 20.9 14.7

ET 0.331 8.359 30.683 51.443 61.785 111.351 232.250 251.273 153.648 31.342 18.379 19.564

P-ET 12.169 27.241 7.217 17.257 -36.485 -102.051 -224.150 -239.973 -143.148 -15.742 2.521 -4.864

R 12.169 39.410 46.627 63.884 27.399 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 2.521 0.000

VR 12.169 27.241 7.217 17.257 -36.485 -27.399 0.000 0.000 0.000 0.000 2.521 -2.521

ETR 0.331 8.359 30.683 51.443 61.785 36.699 8.100 11.300 10.500 15.600 18.379 17.221

D 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 74.652 224.150 239.973 143.148 15.742 0.000 2.343

Ex 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

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