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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 4, julio-agosto de 2017, pp. 37-56
López-Lambraño
et al
.,
Pérdidas por intercepción de la vegetación y su efecto en la relación intensidad, duración y frecuencia (IDF)...
ISSN 2007-2422
•
En regiones áridas y semiáridas, en donde la
cobertura vegetal predominante corresponde a
vegetación arbustiva, se reporta en un amplio
rango, que comprende valores de intercepción
desde 2.5 hasta 56% de la lluvia total registrada
(Samba, Camire, & Margolis
,
2001; Fang
et al
.,
2008; Navar, 2013; Ringgard, Herbst, & Friborg
,
2014; Sadeghi, Attarod, &Abbasian, 2014; Sade-
ghi, Attarod, Grant-Pypker, & Dunkerley, 2014;
Sadeghi, Attarod, Van Stan, Grant, & Dunkerley,
2015); para vegetación herbácea o matorrales
se reportan rangos de 3 a 10.9% del total de la
lluvia (Carlyle-Moses, 2004; López-Lambraño,
2007).
La estimación de hietogramas e hidrogramas
en cuencas hidrográficas se confronta por lo
general al problema de la falta de información
debido a que no se cuenta con suficientes es-
taciones meteorológicas e hidrométricas. En
la elaboración y planeación de proyectos de
infraestructura hidráulica y rural, para ami-
norar la problemática mencionada, se utilizan
diferentes métodos más o menos empíricos para
que a partir de información escasa se estimen
los hietogramas e hidrogramas, entre los cuales
destacan las relaciones intensidad-duración-
frecuencia (IDF) de la precipitación y el numero
de curva (CN) del Servicio de Conservacion de
Suelos (SCS, 1972). Sin embargo, la precipitación
considerada en los métodos mencionados no
es afectada por la intercepción, lo cual puede
resultar en un sobredimensionamiento de la
infraestructura hidráulica o incertidumbre en
el balance hídrico de una cuenca. Ésta es una
de las razones por las cuales es importante
evidenciar el efecto de la intercepción en las
curvas intensidad-duración-frecuencia de la
precipitación y su posterior empleo para la
estimación de los escurrimientos directos en
una zona o cuenca hidrográfica. De manera
adicional, se puede comentar que no existen
antecedentes en la literatura que relacionen las
pérdidas por intercepción en vegetación con la
relación intensidad, duración y frecuencia de la
precipitación y su efecto.
Finalmente, este trabajo explica el método
para estimar la intercepción de la precipitación
por la vegetación herbácea utilizando el mé-
todo de simulación de lluvias en una región
semiárida y su efecto en las curvas intensidad-
duración-frecuencia; posteriormente se presenta
una aplicación de dicho efecto a escala global,
tomando como escenario la cuenca Peña Colo-
rada ubicada en el estado de Querétaro, México.
Teoría
El estudio sistemático sobre la intercepción
comienza con Horton (1919), quien separa la
evaporación del suelo de la evaporación ―una
vez finalizado el evento― del agua almacenada
por la saturación de la superficie arbórea. El
autor expresa el componente de la intercepción
(EI) de la siguiente manera (ver también Gash,
1979; Belmonte-Serrato, 1997; Belmonte-Serrato
& Romero-Díaz, 1998):
EI
=
Edt
+
S
0
t
T
(1)
donde
E
es la evaporación del agua interceptada
durante la lluvia;
S
, la capacidad de almacenaje;
t
, el tiempo, y
t
T
es la duración del evento de
precipitación. La ecuación no contempla la
evaporación desde la superficie de los troncos.
A partir de los planteamientos de Horton
(1919) se han desarrollado modelos físicos y ana-
líticos para el estudio y modelación del proceso
de intercepción, partiendo de la hipótesis de
que la vegetación funciona como un reservorio
(Rutter, Kershaw, Robins, & Morton, 1971; Gash,
1979), y otros modelos numéricos y estocásticos
(Mulder, 1985; Calder, 1990; Keim, Skaugset,
Link, & Iroume, 2004). La vegetación arbórea,
herbácea y los residuos vegetales producto de
la senescencia natural se consideran como un
reservorio de agua, el cual es llenado por la
lluvia, y vaciado por la evaporación y drenaje.
La lámina interceptada (
EI
) durante el
evento de lluvia se estima mediante un balance
de masa, considerando que la evaporación es
despreciable durante el evento. La ecuación
resultante es:
EI
=
P S
+
R
+
D
(
)
(2)
