✅ GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA

Todo modelo hidrológico tiene como fin representar la distribución de la lluvia y la generación de caudales a nivel de una cuenca hidrográfica. La infiltración es el proceso por el cual la precipitación se introduce en la superficie de suelo, dando así la importancia del estudio del movimiento de agua por infiltración. Uno de los métodos empíricos más utilizados en la actualidad es el método del SCS propuesto por los Estados Unidos. Dentro de este método podemos encontrar al de número de curva.

Conocemos al número de curva como aquel parámetro hidrológico que nos ayuda a determinar y caracterizar el potencial de escorrentía sobre cualquier cuenca hidrográfica. Este parámetro podemos obtenerlo en base a las características físicas de la cuenca como su cobertura vegetal, grupo hidrológico de suelo, etc. Este método fue desarrollo luego del análisis de precipitación y escorrentía en 24 horas. Fue desarrollo por SCS (Soil Conservation Service) para poder estimar la infiltración ya que considera todas las pérdidas netas a excepción de la evaporación real. Esta metodología permite el cálculo de la transformación precipitación – escorrentía, fue descubierto luego de realizar el análisis del comportamiento hidrológico en distintos tipos de suelo.

El modelo empírico que sigue la metodología de curva número es el siguiente:

Donde Q es la escorrentía directa, P es la precipitación y S es el potencial máximo de retención.

El número de curva relacionado con el potencial máximo de retención se puede expresar de la siguiente manera:

Dentro del estudio del número de curva, podemos identificar 4 grupos con características hidrológicas de suelo diferentes:

• Grupo A: Esta conformado por los suelos de textura arenosa, el agua puede transmitirse de forma libre a través de su perfil, presentan un bajo potencial de escorrentía si la condición en la que se encuentra es totalmente húmeda.
• Grupo B: Este grupo está compuesto por los suelos que presentan texturas moderadamente finas y moderadamente gruesas. El potencial de escorrentía que presentan es bajo si la condición en la que se encuentran es totalmente húmeda.
• Grupo C: Este grupo de suelos tiene la característica de presentar una capa que se encarga de limitar todo tipo de movimiento vertical de agua. Aquí podemos encontrar a los suelos con texturas finas. Presentan un potencial de escorrentía alto si la condición en la que se encuentran es húmeda.
• Grupo D: Este grupo tiene como característica de poseer tasas de infiltración muy bajas y el potencial de escorrentía muy elevado. Aquí podemos encontrar a los suelos con texturas arcillosa, además presentan una napa freática muy elevada, se caracterizan por estar sobre material impermeable.

Al realizar la representación gráfica de la profundidad de precipitación (P) y la profundidad de exceso de precipitación (Pe) pudieron observarse curvas que se estandarizaron en un número adimensional CN que oscila entre 0 y 100, estos valores pueden ser:

• CN = 0 para superficies donde no existe escurrimiento.
• CN < 100 para superficies naturales.
• CN = 100 para superficies impermeables o superficies de agua.

El análisis para la obtención del número de curva puede realizarse en tres condiciones diferentes:

• Condición I: Se aplica para condiciones de humedad normales.
• Condición II: Se aplica para condiciones secas.
• Condición III: Se aplica para condiciones húmedas.

Constituye una de las metodologías más utilizadas para poder realizar la transformación de precipitación total a precipitación efectiva, se uso implica una gran herramienta para los estudios hidrológicos en las cuencas hidrográficas.

METODOLOGÍA PARA OBTENER EL MAPA DE CN

Para poder elaborar un mapa de curva número es necesaria la recolección de información de modelos digitales de elevación (DEM), mapas de cobertura y uso de suelos y mapas de suelos.

La información de los modelos digitales de elevación para análisis, podemos obtenerlos de distintos portales, en este caso trabajaremos con los que nos proporciona el Earth Data Explorer. Una vez adquirido el DEM, se tiene que realizar la corrección de las celdas que posiblemente puedan contener errores.

Luego se deben obtener los mapas de cobertura vegetal de la zona donde se realiza el estudio. También se deberá contar con un mapa temático de suelo, el cuál nos permitirá poder agrupar cada tipo de suelo en su respectivo grupo hidrológico. Los valores de curva número para cada tipo de suelo se pueden obtener de la tabla propuesta por Ven Te Chow en libro Hidrología Aplicada.

Para poder elaborar una imagen ráster de curva número podemos hacer uso de cualquier software que nos permita facilitar el trabajo, para lo cual se debe seguir los siguientes pasos:

• Primero se debe corregir la imagen de elevación digital por posibles errores que puedan tener las celdas.
• Luego se deberá realizar la intersección de los mapas de cobertura vegetal con el mapa de suelos, con lo cual obtendremos un nuevo mapa donde se abarque todo este tipo de información, además, se deberá tener cuidado con la generación de objetos con el número -1, esto significa que para dicho no elemento no existe intersección y por lo tanto debemos eliminarlo para evitar posibles errores.
• Para finalizar, haciendo uso de cualquier programa, en este caso usaremos la extensión HEC – geoHMS, donde podremos hacer uso de la herramienta CN GRID, que nos permitirá cargar la información de la imagen satelital corregida, la información vectorial del mapa generado con anterioridad y el valor de cada grupo hidrológico respectivamente, dando como resultado una imagen ráster que proporciona la información de curva número según sea la época establecida.

Para poder generar un mapa de número de curva en una diferente condición, se parte del mapa generado con anterioridad, es decir, si queremos generar un mapa para condiciones secas y ya contamos con un mapa en condiciones normales, podemos utilizar la siguiente ecuación en una calculadora ráster:

Por último, para obtener el curva número en condiciones húmedas se parte del mapa de condiciones normales aplicando la siguiente ecuación:

En este apartado se subirá el proceso paso a paso que se realiza para poder obtener el mapa de número de curva, además se compartirá la información necesaria para desarrollo, para ello estamos trabajando para poder brindarles los insumos correctos y necesarios que permiten ayudar el aprendizaje.