Medición de Ríos y Arroyos


El caudal de un curso en una sección, es el volumen de agua que pasa por la misma en una unidad de tiempo. Por tal motivo sus unidades están dadas como:

[Volumen] / [Tiempo]

por ejemplo: m3/s; m3/h; litros/s, etc

No es constante en el recorrido del río sino que normalmente se incrementa por la incorporación de nuevos aportes (afluentes, escurrimiento subterráneo, etc). No obstante, si el ambiente es muy árido, el caudal puede reducirse en un recorrido prolongado por pérdidas por infiltración y evaporación, o por usos consuntivos del agua como el riego, toma para agua potable (caso del Ao Esperanza en Ushuaia), etc.

El caudal es el parámetro más importante para determinar las posibilidades de aprovechamiento de un río o arroyo, por tal motivo es importante la determinación de sus variaciones a lo largo del tiempo.

Tales fluctuaciones son propias de cada curso, y se verifican espacialmente, a lo largo del cauce y temporalmente, ya que éstas son de carácter diario. En cada río, las variaciones dependen por un lado de las condiciones climáticas precedentes, principalmente precipitación, temperatura y radiación solar y por otra parte del estado de humedad de la cuenca de aporte, principalmente nieve almacenada remanente, en el caso de los cursos de régimen nival o pluvionival.

Es así como se requieren caudales característicos para diferenntes fines. Por ejemplo para usos consuntivos se requieren caudales mínimos, en tanto que para obras como puentes, defensas, presas, etc se requiere también el caudal máximo

Aforos

El aforo es la operación de medición del caudal en una sección de un curso de agua. En los ríos se mide en forma indirecta, teniendo en cuenta que:

Q [m3/seg] = V [m/seg] x A [m2]

CAUDAL = VELOCIDAD x AREA

El método consiste entonces en medir la sección del curso y la velocidad en la misma. Ello se hace a través de verticales referidas a las márgenes en las que se mide profundidad y velocidad. Se determinan así áreas parciales y velocidades medias en las áreas parciales con las cuales se determinan caudales parciales, cuya sumatoria arroja el caudal total.

 

Q= A1 V1 + A2. V2 + A3. V3 + . . . . . .

Para realizar la medición de velocidad se requiere de un instrumento denominado molinete hidrométrico. Las mediciones de velocidad se hacen al mismo tiempo que las de profundidad.

En ríos poco profundos el velocímetro debe ser suspendido por medio de una varilla de vadeo. En ríos más profundos, debe suspenderse de un cable o varilla desde un puente torno, vagoneta o bote.

Sin embargo un aforo sólo se puede realizar periódicamente ya que insume bastante tiempo, entre media hora a una hora, según el río a medir y el método a utilizar.

La forma más usual de realizar observaciones frecuentes es a partir de lecturas en escalas hidrométricas instaladas en las estaciones de aforo. El caudal es función de la altura en la escala, aunque tal función no es lineal. Es posible entonces realizar lecturas diarias en las escalas hidrométricas e incluso continuas si se cuenta con instrumentos registradores gráficos o digitales denominados limnígrafos y convertir luego esas lecturas a caudales.

Para efectuar la conversión es necesario calibrar la sección, es decir determinar la ecuación del caudal en función de la altura. Para ello cada vez que se afora se debe tomar la altura, de manera de contar con muchos puntos (altura, caudal), que abarquen todo el rango de variabilidad y permitan definir la función Q= f(H).

Además de la necesidad de contar con muchos aforos para definir la función, se debe continuar con la realización de los mismos para detectar posibles cambios en la sección que provoquen alteraciones en la curva H-Q.

 

Ejecución de aforo por vadeo en el río Lasifashaj.

 

 

Escala y Limnígrafo registrador en el Ao Grande (Ushuaia)

 

 

 

Aforo con vertedero. Es otro método de medición de caudal, útil en chorrillos pequeños, donde no es posible introducir el molinete hidrométrico. El caudal es función de la altura de la lámina de agua sobre el vertedero, tomada antes de la depresión del nivel producida por la caída del agua. La foto corresponde a la salida de las termas del Valdés, en 1985, antes de las modficaciones producidas por la infraestructura actual.