evapotranspiracion

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Curso: HIDROLOGIA GENERAL Docente Ing. LUIS VÁSQUEZ RAMÍREZ 1

INGENIERÍA HIDRAULICA

I. INTRODUCION:

VAN BABEL.( La Evotranspiración es la combinación de la evaporación desde la superficie de suelo y la transpiración de la vegetación, los mismos factores que dominan la evaporación desde una superficie de agua abierta también dominan Evotranpiracion, los cuales son; el suministro de energía y el transporte de vapor.




FIGURA N°1: EVAPOTRANSPIRACIONFUENTE: http://es.slideshare.net/AgrounicaBlogspot/taller-aplicado




I. OBJETIVOS:

A. GENERAL.

Investigar el tema de evotranspiración A. ESPECIFICOS.

Realizar un concepto sobre evotranspiracion. Determinar los factores que intervienen en la

evotranspiracion. Representar las diferentes fórmulas que permiten

calcular la evotranspiracion. Realizar ejercicios de aplicación con las formulas

existentes.




III. MARCO TEÓRICO:1. EVAPOTRANSPIRACION:

MAXIMO VILLON , afirma que.

La evotranspiracion es la suma de las cantidades de agua evaporada desde el suelo y la transpirada por las plantas (Evaporación + Transpiración).Está constituida por las pérdidas totales, es decir: evaporación de la superficie evaporante (del suelo y agua) + transpiración de las plantas.

Figura n° 2: proceso de Evo transpiraciónFUENTE: http://vocabulariogeografico.blogspot.pe/2011/09/evapotranspiracion.html




Van Bavel, 1966; afirma que: Los cálculos de las tasas de evapotranspiración se efectúan utilizando los mismos métodos descritos para la evaporación en superficie de agua abierta, con ajustes que tienen en cuenta las condiciones de vegetación y de suelo.

FUENTE: http://climaevapo.es.tl/CONCEPTOS-DE-LA-EVAPOTRANSPIRACI%D3N.htm




2. FACTORES QUE INFLUYEN LA EVAPOTRANSPIRACIÓN (ET)(AGUSTIN CAHUANA ANDIA, SEPTIEMBRE, 2009), afirma en:

Factores edáficos (s):

conductibilidad hídrica, espesor

del estrato activo, calor superficial,

capacidad hídrica, rugosidad de la superficie, etc.

Agua disponible en la interface

con la atmósfera (Q):

cuyo origen es la lluvia, el riego y/o el aporte hídrico de la

capa freática.

Factores de la planta (v):

conductibilidad hídrica de los

tejidos, estructura de la parte

epigea, índice , profundidad y densidad del

sistema radical, etc.




Factores climatológicos (c): radiación, temperatura y humedad del

aire, velocidad del viento, etc.

Factores geográficos

(g): extensión del área,

variación de las características climáticas en el borde del área considerada,

etc.

FACTORES QUE INFLUYEN LA EVAPOTRANSPIRACIÓN (ET)

Factores Fito técnicos (f):

laboreo del suelo, rotación de

cultivos, orientación de las líneas de siembra,

densidad poblacional, tipo e intensidad de la

poda, etc.




IMPORTANCIA:

Es un proceso fundamental para la vegetación, a través del cual regula su temperatura.

Es Importante para: Meteorólogos: La evapotranspiración condiciona la característica energética de la atmosfera y altera las características de las masas de aire en ella existentes.

Hidrólogos: Conocer las pérdidas de agua en las corrientes, canales, embalses, así como la cantidad de agua que debe ser adicionada para la irrigación.

Agrónomos: Conocer las pérdidas de agua de la superficie del suelo cuando se trabajan diferentes cultivos.

(GIOVENE PEREZ CAMPOMANES) afirma que.




MEDICIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN.

Cahuana, (2009). La evapotranspiración no es simple de medir. Para determinarla experimentalmente se requieren aparatos específicos y mediciones precisas de varios parámetros físicos o el balance del agua del suelo en lisímetros.

Los métodos experimentales de campo, son en general caros, exigiendo precisión en las mediciones, y pueden ser completamente realizados y analizados apropiadamente sólo por personal de investigación suficientemente preparado.




mm/diaUnidad de medida, En mm/día

Balance hídrico de una cuenca




MÉTODOS PARA ESTIMAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN EN UNA CUENCA

Cahuana, (2009). Los métodos pueden clasificarse en métodos directos e indirectos.

Los directos proporcionan directamente el consumo total del agua requerida, utilizando para ello aparatos e instrumentos de medición.

En los métodos indirectos se emplean fórmulas empíricas.




MÉTODOS DIRECTOSa. Lisímetro o evotranspirometro

Consiste en uno o más depósitos excavados en el terreno y rellenados con el producto de la excavación o con el perfil que se desea estudiar. En la superficie se planta el vegetal a considerar. El fondo tiene un tubo colector que recoge las salidas "G" y las conduce a un depósito colector también enterrado y situado a nivel inferior, para poder medirlas. Las aportaciones A1 procedentes de la precipitación se miden con un pluviómetro, y las aportaciones A2 artificiales de riego, se miden previamente de modo que el término A = A1 + A2 sea conocido




La Eto se despeja de la siguiente ecuación de balance hídrico en el lisímetro.




Finalmente se procura (mediante A2) mantener la humedad del suelo en forma permanente y constante, es decir ΔS = 0, con lo que la ecuación queda , en la que A y G son conocidas

𝑬𝑻 =𝑨−𝑮−𝜟𝑺

La ecuación fundamental del balance hídrico puede escribirse, si se aplica a un suelo cubierto con vegetación

Dónde: A = Aportaciones o ingresos de agua G = Salidas o gastos de agua (no debidos a

evapotranspiración) ΔS = Incremento en la reserva de agua del suelo

utilizable por las plantas (puede ser negativa).




1. tipos de lisímetros:

DE DRENAJE SIN SUCCIÓN

DE PESADA DE DRENAJE CON SUCCIÓN

Miden los cambios de peso de un volumen de tierra.

Cahuana, (2009) menciona, Entre los distintos tipos de lisímetros se incluyen los de pesada, los de drenaje sin succión y los de drenaje

con succión

Recolectan el agua del suelo que se filtra naturalmente hacia abajo por los suelos, es decir, el agua que se mueve por efecto de la gravedad.

Se aplica una succión para extraer el agua del suelo despacio a través de un material poroso.




b. Método de tanque evaporímetro

Este método consiste en encontrar una relación entre la tasa de evapotranspiración producida en un lisímetro y la tasa de evaporación producida en un tanque de evaporación clase A, en base a la cual se determina un coeficiente empírico con el que se puede efectuar luego las lecturas de evaporación y obtener indirectamente la evapotranspiración potencial para condiciones ambientales específicas.




El tanque de evaporación clase A permite estimar los efectos integrados del clima (Radiación, temperatura, viento y humedad relativa)

Se muestra los evaporímetros en un punto de control.Fuente: http://www.ucla.edu.ve/ecla/equip.htm




Evaporímetro WILD Depósito basculante usado para grandes superficies. constituido por una balanza cuyo plato soporta un pequeño depósito de 250 cm2 de superficie y de de profundidad que contiene agua.

Se muestra los evaporímetros en un punto de control.




Evaporímetro PICHE: En el que la evaporación es producida mediante una superficie de papel filtro húmedo que obtura un tubo en J lleno de agua destilada y que tiene graduaciones que permiten ver la cantidad de agua evaporada ().




ETp: evapotranspiración potencial. La que se produce en condiciones Optimas de humedad y este en función del tipo de cultivo o cobertura vegetal.

Etr: evotranspiración real: la que efectivamente se produce, tiene en cuenta las condiciones de humedad y de cobertura vegetal.

ETo: conocida como et de referencia. Es un valor estándar equivalente a la ET producida sobre una superficie extensa cubierta de pasto de 8 – 15 cm de alto uniforme, en crecimiento activo y sin déficit de agua.




Etc: evotranspiración de cultivo en condiciones estándar: es la Et que se producirá en un cultivo especifico, sano, bien abonado y en condiciones optimas de humedad del suelo:

ETc

Etn: evapotranspiración de un cultivo en condiciones no estándar: es la ET que se producirá en un cultivo especifico, cuando se cumplen las condiciones ideales de humedad disponible.

ETn




METODOS DE CÁLCULO DE LA ET.(MÉTODOS INDIRECTOS)

Método de Thornthwaite: La fórmula se basa en la temperatura y en la latitud, útil para estimar la evapotranspiración potencial y tiene la ventaja de que la fórmula usa datos climatológicos accesibles (temperatura medias mensuales). El método da ofrece buenos resultados en zonas húmedas con vegetación abundante.

EVOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL.




Dónde:

ETo: evapotranspiración potencial mensual, en mm/mes i: índice térmico mensual I, índice térmico anualT: temperatura media mensual del mes, en °C A: constantes a determinar, que dependen de cada lugar. N: número máximo de horas sol para el mes considerado, según la latitud d: el número de días del mes. Se obtienen resultados aceptables en zonas húmedas con vegetación abundante, pero los errores aumentan en zonas áridas o semiáridas.




Método de Blaney-Criddle El método considera que la ET es proporcional al producto de la temperatura por el porcentaje de horas de sol diarias anuales durante el período considerado, generalmente un mes. Se recomienda utilizar en zonas en las cuales se cuentan con datos de temperatura Esta fórmula debe ser empleada especialmente en zonas áridas a semiáridas. (Cahuana, 2009, p. 100)

𝑬 𝐭𝐨=𝐂𝐏 (𝟎 .𝟒𝟔∗ 𝐓+𝟖 .𝟏𝟑)Dónde:

Eto: evapotranspiración de referencia (mm/dia) T: Temperatura media diaria del mes °c. P: Porcentaje medio diario de las horas luz diarias. C = Factor de ajuste función de la humedad

relativa, horas de sol efectivas y velocidad del viento.




Método de Blaney-Criddle




Método de Hargreaves De acuerdo al método de Hargreaves, la temperatura y la radiación pueden ser utilizadas juntas para predecir efectivamente la variación de la ETo. Hargreaves (1982), reconoce que este modelo requiere calibración local, principalmente en zonas de altas temperaturas en verano (Citado por De Santa Ollala y Valero, 1993)

Dónde: Eto: Evapotranspiración de referencia (mm/día). RA: Radiación extraterrestre expresada en mm/día de

evaporación TºC: Temperatura media (Tmax+Tmin)/2 (ºC). TD: Amplitud térmica Tmax-Tmin (ºC)




Método de Penman

¿Donde:

V: recorrido diario del viento medido a 2m de altura (km/dia)

Rn: radiación solar neta en evaporación equivalente (mm/dia)

es: presión de vapor saturado a la temperatura del aire (mb). Se pueden emplear tablas o la expresión siguiente:

𝒆𝒔=𝟔 .𝟏𝟎𝟖 𝒆𝒙𝒑 ( 𝟏𝟕 .𝟐𝟕𝑻𝑻+𝟐𝟑𝟕 .𝟑 )

e: presión de vapor actual(mb), que puede ser calculada con : e= hr* es

W: factor de ponderación.




El factor de ponderación (w) se puede calcular de la siguiente manera:

𝑾 =∆∆+𝜸

∆=𝟒𝟎𝟗𝟖𝒆𝒔

(𝑻 +𝟐𝟑𝟕 .𝟑 )𝟐𝜸=

𝟎 .𝟎𝟎𝟏𝟔𝟐𝟖𝟔 𝑷𝝀 𝑷=𝟏𝟎𝟏 .𝟑∗(𝟐𝟗𝟑−𝟎 .𝟎𝟎𝟔𝟓 𝒁

𝟐𝟗𝟑 )𝟓 .𝟐𝟗𝟔

Donde:

: Pendiente de la curva que relaciona es y temperatura del aire (°c)

Constante piezometrica (kpa/°c)

P: presión atmosférica (kpa) , que se estima en función de la altitud (Z),(msnm).

(MJ/kg)




METODO VENTAJAS DESVENTAJASThornthwaite:

Es confiable para términos largos

Subestima la ET durante el verano, No es precisa para términos cortos

Blaney-Criddle

El coeficiente de cosecha dado

Depende poco del clima.

En altas elevaciones, costas e islas pequeñas no existe una relación entre temperatura y radiación solar.

Método de Hargreaves

Requiere un mínimo de datos

Climatológicos.

Sobreestima la PET en las costas y la subestima bajo alto movimiento de masas de aire.

Penman - Monteith

Fácil de aplicar.

Subestima la ET bajo condiciones de alto movimiento de masas de aire atmosférico. La fórmula contieneMuchos Componentes lo cual puede resultar complicado al hacer las calculaciones.

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Curso: HIDROLOGIA GENERAL Docente Ing. LUIS VÁSQUEZ RAMÍREZ


ejercicios

Metodo de Thornthwaite. Ejercicio. 1. Se pide calcular la ETP en mm/mes durante el mes de

julio según el método de thornthwaite, en un observatorio cuya latitud es 40° 30’. Datos:

SOLUCION.

MESES E F M A M J J A S O N DT Max °C. 23.9 24.2 23.3 24.2 23.7 25.3 24.1 24 24.1 24.2 23.9 23.3T Min °C. 5.6 7.4 3.7 5.1 4.7 1.5 2.1 2.3 3.2 4.6 3 5.7

MES E F M A M J J A S O N D total

Tm 14.750 15.800 13.500 14.650 14.200 13.400 13.100 13.150 13.650 14.400 13.450 14.500 168.550

i 5.144 5.709 4.499 5.091 4.857 4.448 4.298 4.323 4.575 4.960 4.473 5.013 205.602

valor

I = 205.601724

MES Enero Febrero Marzo Abril Mayo JunioTmedia 14.75 15.8 13.5 14.65 14.2 13.4ETPsin error: 3.53 4.82 2.36 3.42 2.96 2.28

Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre13.1 13.15 13.65 14.4 13.45 14.52.05 2.09 2.48 3.16 2.32 3.26

MES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio10 1.08 0.97 1.05 0.99 1.01 0.96 15 1.04 0.95 1.04 1 1.02 0.99 0.02

7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358(10-5) 0.04 0.02 0.01 -0.01 -0.01 -0.03 0.98

(7.1358-5) 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358

n 1.062716 0.961358 1.045679 0.994321 1.014321 0.972963 0.5765420.255051

80.230725

90.250962

90.238637

00.243437

00.233511

10.138370

0

Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre

1.01 1 1.06 1.05 1.1

1.03 1 1.05 1.03 1.06

7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358

-0.02 0 0.01 0.02 0.04

1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358

1.018642 1 1.055679 1.041358 1.082716

0.24447408 0.24 0.25336296 0.24992592 0.25985184

𝑬𝑻𝑷=𝑵𝟏𝟐 ∗ 𝒅

𝟑𝟎 ∗ 𝑬𝑻𝑷 𝒔𝒊𝒏𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆

MES Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junion 1.062716 0.961358 1.045679 0.994321 1.014321 0.972963d 31 28 31 30 31 30

ETP error 3.53 4.82 2.36 3.42 2.96 2.28ETP 3.22600064 3.60538994 2.12072099 2.83189601 2.58973275 1.84601131

Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre0.576542 1.018642 1 1.055679 1.041358 1.082716

31 31 30 31 30 312.05 2.09 2.48 3.16 2.32 3.26

1.01958096 1.83293786 2.0639621 2.87261053 2.009579059 3.04052324

Método de Blaney-Criddle. Con los datos de temperaturas medias mensuales de la

estación meteorológica, Augusto Weberbauer, 2014 (Tabla 2.1), determinar la ETo por el método de Blaney-Criddle.

Solucion.

Nombre de la Estación:

Augusto Weberbauer municipio: CAJAMARCA Departamento: CAJAMARCA

Latitud (sur): 7° 9' 8" Long.(oeste): 78° 29' 29" Altitud(msnm): 2678

MESES E F M A M J J A S O N D

T Max °C. 23.9 24.2 23.3 24.2 23.7 25.3 24.1 24 24.1 24.2 23.9 23.3T Min °C. 5.6 7.4 3.7 5.1 4.7 1.5 2.1 2.3 3.2 4.6 3 5.7

Ubicación de la estación Augusto Weberbauer para determinar los grados de ubicación.

Determinamos la temperatura media.

De acuerdo a la latitud del lugar de estudio, sacamos el porcentaje de horas luz mensual.

P: Porcentaje medio diario de las horas luz diarias. C = Factor de ajuste función de la humedad relativa, horas de sol efectivas y velocidad del viento.

Latitud sur = 7.1358° interpolamos datos de la tabla:

LATITUD 7 8 9LONGITUD 78 29 29

ELEVACION (msnm) 2878

MES E F M A M J J A S O N D

Tm 14.75 15.8 13.5 14.65 14.2 13.4 13.1 13.1

513.6

5 14.4 13.45 14.5

MES E F M A M J J A S O N D10 0.26 0.27 0.27 0.28 0.28 0.29 0.29 0.28 0.28 0.27 0.26 0.265 0.27 0.27 0.27 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 0.27 0.27 0.27

7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358 7.1358

(10-5) -0.01 0 0 0 0 0.01 0.01 0 0 0 -0.01 -0.01

(7.1358-5) 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358 1.1358

P 0.264 0.270 0.270 0.280 0.280 0.286 0.286 0.280 0.280 0.270 0.264 0.264

Eto: Calculo total de la evapotranspiración.


Tm 14.750 15.800 13.500 14.650 14.200 13.400 13.100 13.150 13.650 14.400 13.450 14.500CP 0.264 0.270 0.270 0.280 0.280 0.286 0.286 0.280 0.280 0.270 0.264 0.264ETo 3.942 4.157 3.872 4.163 4.105 4.083 4.044 3.970 4.035 3.984 3.784 3.912

Método de Hargreaves.

Nombre de la Estación:

Augusto Weberbaue

rmunicipio: CAJAMARCA Departamento: CAJAMARCA

Latitud (sur): 7° 9' 8" Long.(oeste): 78° 29' 29" Altitud(msnm): 2678

MESES E F M A M J J A S O N D

T Max °C. 23.9 24.2 23.3 24.2 23.7 25.3 24.1 24 24.1 24.2 23.9 23.3

T Min °C. 5.6 7.4 3.7 5.1 4.7 1.5 2.1 2.3 3.2 4.6 3 5.7

Determinar la evapotranspiración de referencia potencial por el método de Hargreaves.DATOS: Año 2014Temperaturas máximas y mínimas diarias mensuales año 2014, estación Augusto Weberbauer,

Solucion. Ubicación de la estación UNC_CAJAMARCA para determinar

los grados de ubicación.

LATITU SUR 7 8 9LATITUD OESTE 78 29 29ELEVACION( msnm) 2878

Latitud sur 7.1358Latitud Oeste 78.491

Kt = 0,162

I). OPTENEMOS LA RADIACION SOLAR INDECENTE Rs.

MES E F M A M J J A S O N DTmax°C

. 23.9 24.2 23.3 24.2 23.7 25.3 24.1 24 24.1 24.2 23.9 23.3Tmin °C. 5.6 7.4 3.7 5.1 4.7 1.5 2.1 2.3 3.2 4.6 3 5.7T

media14.7

5 15.8 13.5 14.65 14.2 13.4 13.1 13.1

5 13.65 14.4 13.45 14.5

Kt 0.162

0.162

0.162

0.162

0.162

0.162

0.162

0.162 0.162 0.16

20.16

2 0.162MES E F M A M J J A S O N D8 16.10 16.10 15.50 14.40 13.10 12.40 12.70 13.70 14.90 15.80 16.00 16.00

6 15.80 16.00 15.60 14.70 13.40 12.80 13.10 14.00 15.00 15.70 15.80 15.70

7.1358 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136 7.136

(8-6) 0.300 0.100 -0.100

-0.300

-0.300

-0.400

-0.400

-0.300

-0.100 0.100 0.200 0.300

(7.1358-6) 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136 1.136

Ro 15.97 16.05 15.54 14.53 13.23 12.57 12.87 13.83 14.94 15.75 15.91 15.87

𝑅𝑠=𝑅 0∗ 𝐾𝑇 ∗ (𝑡𝑚𝑎𝑥−𝑡 𝑚𝑖𝑛 )0,5


Ro 15.970 16.0 15.5 14.5 13.2 12.5 12.8 13.8 14.9 15.7 15.9 15.8

Kt 0.162 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16(T max -

T min)^0.

54.278 4.09 4.42 4.37 4.35 4.87 4.69 4.65 4.57 4.42 4.57 4.19

Rs 11.068 10.6 11.1 10.2 9.34 9.93 9.78 10.4 11.0 11.3 11.7 10.7

T media 14.750 15.8 13.5 14.6 14.2 13.4 13.1 13.1 13.6 14.4 13.4 14.5

𝐸𝑇 0=0,0135 (𝑡𝑚𝑒𝑑+17,78)𝑅𝑠

MES E F M A M J J A S O N DT

media14.7

15.8

13.5

14.6

14.2

13.4

13.1

13.1

13.6

14.4

13.4

14.5

Rs 11.0

10.6

11.1

10.2

9.34

9.93

9.78

10.4

11.0

11.3

11.7

10.7

ETo( mm/ día)

4.86

4.83

4.70

4.50

4.03

4.18

4.07

4.35

4.69

4.90

4.96

4.70




CONCLUSIONESLa evapotranspiración es un componente fundamental del balance hídrico y un factor clave en la interacción entre la superficie terrestre y la atmósfera.

Evapotranspiración está constituida por las pérdidas totales, es decir: evaporación de la superficie evaporante (del suelo y agua) + transpiración de las plantas.

Para facilitar el cálculo se creó una hoja de cálculo de Excel para facilitar el cálculo de la evotranspircaión con las 4 fórmulas que trabajemos.

evapotranspiracion

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