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Revista Geogrfica Digital. IGUNNE. Facultad de Humanidades. UNNE. Ao 13. N 25. Enero -Junio 2016. ISSN 1668-5180 Resistencia, Chaco
Publicado en formato digital: Prof. Claudia Vernica, GMEZ; Sr. Hugo Orlando ARELLANO. BALANCE HIDROLGICO. Comparacin del mtodo de
Holdridge y Thornthwaite para el clculo de la Evapotranspiracin Potencial (EVTp). Resmenes. Revista Geogrfica Digital. IGUNNE.
Facultad de Humanidades. UNNE. Ao 13. N 25. Enero Junio 2016. Resistencia, Chaco. En: http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm
HIDROGRAFA MARINA Y CONTINENTAL
BALANCE HIDROLGICO. Comparacin del mtodo de Holdridge y
Thornthwaite para el clculo de la Evapotranspiracin Potencial (EVTp).
Prof. GMEZ, Claudia Vernica
Sr. ARELLANO, Hugo Orlando
MATERIAL PARA CTEDRAS
Departamento de Geografa-Facultad de
Humanidades
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE
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Publicado en formato digital: Prof. Claudia Vernica, GMEZ; Sr. Hugo Orlando ARELLANO. BALANCE HIDROLGICO. Comparacin del mtodo de
Holdridge y Thornthwaite para el clculo de la Evapotranspiracin Potencial (EVTp). Resmenes. Revista Geogrfica Digital. IGUNNE.
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INTRODUCCIN
El Balance Hdrico, local o regional, est integrado por las entradas representadas por las
precipitaciones (P), y las salidas indicadas por la evaporacin fsica y biolgica (EVT) ms la
cuota de agua escurrida superficial y subterrnea (P, que incluye la porcin infiltrada), en
proporciones diversas que dependern de las condiciones climticas de la cuenca.
De estos elementos conocemos las precipitaciones, que constituyen el punto de partida, y
las temperaturas, a partir de las cuales podemos calcular indirectamente la evaporacin. Con
estos parmetros conocidos podemos estimar la porcin de agua escurrida y sus variaciones
estacionales, y tambin del agua infiltrada o en trnsito en el suelo.
Para el clculo indirecto de la evaporacin existen varios mtodos ms o menos complejos,
y slo por citar algunos de los ms conocidos podemos mencionar: Penman, Thronthwaite,
Holdridge, entre otros.
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Holdridge y thornthwaite para el clculo de la Evapotranspiracin Potencial (EVTp) Resmenes. Revista Geogrfica Digital. IGUNNE.
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OBJETIVOS
De los diversos mtodos que se utilizan para el clculo de la
evapotranspiracin potencial el ms simple es el propuesto por
Holdridge, por lo que se propone:
-Aplicar el mtodo de Holdridge para el clculo de la
evapotranspiracin potencial (EVTp);
-Realizar el Balance Hidrolgico,
-Comparar los resultados obtenidos en el Balance Hidrolgico
segn Holdridge con el mtodo propuesto por Thornthwaite.
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Holdridge y Thornthwaite para el clculo de la Evapotranspiracin Potencial (EVTp) Resmenes. Revista Geogrfica Digital. IGUNNE.
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ASPECTOS GENERALES
El mtodo propuesto por Holdridge para el clculo de la
evapotranspiracin potencial sigue los parmetros establecidos por
Thornthwaite. El mrito de este ltimo radica en que consider la
evapotranspiracin como independiente de la naturaleza de la vegetacin
por la que la denomina, precisamente, evapotranspiracin climtica o
equivalente al poder evaporante de la atmsfera.
En este sentido Holdridge, al igual que Thornthwaite, considera que la
evapotranspiracin potencial es una funcin lineal de la Temperatura (Le
Carpentier, 1975).
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BIOGRAFA Leslie Ransselaer Holdridge
(27 de septiembre de 1907-19 de junio de 1999)
Fue un botnico y climatlogo oriundo de Estados Unidos. Su aportacin ms conocida es un sistema de clasificacin de zonas biogeogrficas, llamado Sistema de clasificacin de zonas de vida, que habitualmente es aplicado y explicado mediante un diagrama triangular muy caracterstico. Realiz estudios de Silvicultura en la Universidad de Maine, ms tarde estudi Ecologa en la Universidad de Mchigan, donde obtuvo el grado de Doctor. En 1947 se desempe como jefe de Departamento de Recursos Naturales en el Instituto Interamericano de Cooperacin para la Agricultura (IICA), Costa Rica, donde tambin fund el Centro Cientfico Tropical (CCT). Este centro, junto a otras instituciones similares que se crearon bajo su influencia, han servido
en Costa Rica como sostn de la causa principal que marc la vida del Doctor Holdridge: la conservacin de los recursos naturales.Tambin trabaj por perodos cortos en Hait, Guatemala y Honduras.
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MTODO DE HOLDRIDGE
Este autor facilita notablemente el procedimiento para determinar la
evapotranspiracin potencial sin ajustar (EVTp s/aj) en mm. de acuerdo a
la siguiente relacin:
5 veces la Biotemperatura media mensual (superior a 0C)
4,84 veces la Biotemperatura media mensual (superior a 0C)
4,56 veces la Biotemperatura media mensual (superior a 0C)
Meses con
31 das
5 veces la Temperatura media mensual (superior a
0C)
Meses con
30 das
5 veces la Temperatura media mensual (superior a
0C)
Mes de
Febrero
5 veces la Temperatura media mensual (superior a
0C)
EVTp
s/aj.
=
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MTODO DE HOLDRIDGE
Para tener en cuenta:
La biotemperatura media se presenta como el dato bsico para calcular
la evapotranspiracin potencial en la cuenca.
La biotemperatura es el promedio mensual de temperaturas que se
encuentran en un rango entre 0 y 30 C, lo que se considera un aspecto
de suma importancia para el clculo de evapotranspiracin, ya que se
define que el crecimiento vegetativo tiene lugar en ese rango debido a la
influencia directa de los procesos fisiolgicos de la vegetacin en los
valores de transpiracin (Lcke, O., 1985).
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MTODO DE HOLDRIDGE
Ejemplo 1: Clculo de la EVTp segn mtodo de Holdridge.
Se procede de la siguiente manera para todos los meses:
Enero (31 das) = 27C (primera fila) X 5 (segunda fila)= 135 mm
Febrero (28 das) = 26,1 C X 4,56= 119 mm
Abril (30 das) = 21,1 C X 4,84= 102,1 mm, (los resultados se colocan en la
tercera fila).
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MTODO DE HOLDRIDGE
Esta frmula evita el uso de la tabla de conversin de la temperatura media mensual
al ndice calrico i y del nomograma para el clculo de la EVTp s/aj. que lo
utiliza, por el contrario, Thornthwaite.
A los resultados de EVTp s/aj conviene realizar un ajuste, como lo hace Thornthwaite
en su sistema, que tenga en cuenta la radiacin solar recibida en cada latitud y
estacin del ao. Para ello se debe utilizar los valores de la Tabla N 3: Duracin
media de resplandor solar posible en el Hemisferio Sur (o del Hemisferio Norte,
segn sea el caso).
En el ejemplo 1 se calcul la EVTp s/aj para los meses de enero, febrero y abril, a
esos valores se los debe multiplicar por el valor de la duracin del resplandor solar
segn latitud de la estacin meteorolgica, es decir, los datos correspondientes a la
latitud de 27.
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MTODO DE HOLDRIDGE
Tabla N 3: Duracin media de resplandor solar posible en el Hemisferio Sur (o del
Hemisferio Norte, segn sea el caso).
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MTODO DE HOLDRIDGE
Ejemplo 2: Ajuste de la EVTp s/aj segn la duracin del resplandor solar en el
Hemisferio Sur.
Se procede de la siguiente manera para todos los meses:
Enero = 135 mm (tercera fila) X 1,18 (cuarta fila)= 159,3 mm
Febrero = 119 mm X 1,02=121,4 mm
Abril = 102,1 mm X 0,96=98,0 mm. Todos los valores de EVTp aj. obtenidos se
colocan en la quinta fila.
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BALANCE HIDROLGICO
Una vez realizado el clculo de la EVTp aj segn Holdridge se procede a comparar
el aporte pluviomtrico con este valor y calcular los excesos, dficits y escurrimientos
segn corresponda. Estos datos nos permitirn conocer el rgimen anual del agua en
el suelo y su dinmica estacional.
El proceso se inicia de la siguiente manera:
1-Se calcula las diferencias entre las precipitaciones mensuales (6 fila) y los valores
de EVTp aj calculadas (5 fila) y los valores se colocan en la 7 fila;
2-Los resultados positivos indican que la precipitacin es superior a las necesidades
de EVTp por lo que el agua queda retenida en el suelo hasta alcanzar su capacidad
de campo o saturacin (en nuestro ejemplo 100 mm) a partir del cual comienzan a
quedar excedentes o excesos;
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BALANCE HIDROLGICO
3-Los resultados negativos indican que la precipitacin no alcanza a colmar las
necesidades de la EVTp, por lo que se consumen paulatinamente las reservas de
agua almacenadas en el suelo hasta generar un dficit cuando se evaporan
totalmente;
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BALANCE HIDROLGICO
4-De registrarse excesos, como en el ejemplo trabajado, se deben calcular los
escurrimientos. Para ello se debe tener en cuenta que en cuencas extensas
desarrolladas en mbitos de planicies o llanuras donde el desplazamiento de las
aguas es muy lento se calcula el escurrimiento por tercios (se divide por 3)(Bruniard,
1992), en cuencas de montaas el clculo es por mitades (se divide por dos).
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COMPARACIN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL BALANCE
HIDROLGICO REALIZADO A PARTIR DE LA FRMULA DE HOLDRIDGE CON LOS ALCANZADOS POR THORNTHWAITE:
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BALANCE HIDROLGICO
El balance hidrolgico de la estacin meteorolgica de Resistencia (1981/90)
aplicando el mtodo de Thornthwaite para el clculo de la EVTp arroja los siguientes
resultados:
Nota: Para su realizacin consultar los pasos en http://hum.unne.edu.ar/revistas/geoweb/default.htm Revista
Geogrfica Digital. IGUNNE. Ao 12. N 23. Enero Junio 2015).
Ejemplo 3: Balance Hidrolgico segn la frmula de Thornthwaite.
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Holdridge y Thornthwaite para el clculo de la Evapotranspiracin Potencial (EVTp) Resmenes. Revista Geogrfica Digital. IGUNNE.
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COMPARACIONES
1-Diferencias en la EVTp aj.: los valores de evapotranspiracin calculados con el mtodo de
Holdridge excede un 247 mm. Anual con respecto al valor obtenido con Thornthwaite para la misma
estacin meteorolgica;
2-Excesos: los 247 mm de EVTp que existen de diferencia entre los dos mtodos repercute en los
excesos, es decir, en el balance realizado a partir del clculo de Thornthwaite la EVTp anual es menor
por lo tanto hay mayor disponibilidad de agua en el suelo que le permite alcanzar su capacidad de
campo y generar excedentes;
3-Dficits: mientras que con Holdridge el mes de enero registra 6 mm de dficit, para Thornthwaite
todo el ao el suelo almacena humedad;
4-Otras de las diferencias se presentan en el tiempo en que las precipitaciones son superiores a las
necesidades de la evapotranspiracin, en el caso de Holdridge hay 11 meses con almacenamiento y 4
con excesos, con Thornthwaite los 12 meses presentan almacenamiento, 9 de los cuales tienen
excesos. Este aspecto est en directa relacin con los 247 mm de diferencia de EVTp que se obtienen
con esos dos clculos.
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COMPARACIONES
En los siguientes grficos se pueden observar estas particularidades:
Holdridge
Thornthwaite
0
5
10
15
20
25
30
0
50
100
150
200
250
300
E F MAM J J A S ON D E F M
TC
(mm
)
RESISTENCIA 1981/90
0
5
10
15
20
25
30
0
50
100
150
200
250
300
E F MAM J J A S ON D E F M
TC
(mm
)
RESISTENCIA 1981/90
0
5
10
15
20
25
30
0
50
100
150
200
250
300
E F MAM J J A S ON D E F MT
C
(mm
)
RESISTENCIA 1981/90
0
5
10
15
20
25
30
0
50
100
150
200
250
300
E F MAM J J A S ON D E F M
TC
(mm
)
RESISTENCIA 1981/90
Almacenamiento
Utilizacin del agua en el suelo
Excesos
Dficit
P (mm)
EVT (mm)
TC
Almacenamiento
Utilizacin del agua en el suelo
Excesos
Dficit
P (mm)
EVT (mm)
TC
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COMPARACIONES
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COMPARACIONES Sin embargo, se debe mencionar que, en algunos casos, estas diferencias
de milmetros en la EVTp calculadas por ambos mtodos exacerban las
particularidades mencionadas anteriormente lo que confiere disimilitudes
notables en los resultados de los balances, como por ejemplo en Villa
ngela:
Holdridge
Thornthwaite
0
5
10
15
20
25
30
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
E F M A M J J A S O N D E F M
TC
(mm
)
VILLA NGELA 1981/90
0
5
10
15
20
25
30
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
E F M A M J J A S O N D E F M
TC
(mm
)VILLA NGELA 1981/90
Referencias:
Almacenamiento
Utilizacin del agua en el suelo
Excesos
Dficit
P (mm)
EVT (mm)
TC
Almacenamiento
Utilizacin del agua en el suelo
Excesos
Dficit
P (mm)
EVT (mm)
TC
Referencias:
Almacenamiento
Utilizacin del agua en el suelo
Excesos
Dficit
P (mm)
EVT (mm)
TC
Almacenamiento
Utilizacin del agua en el suelo
Excesos
Dficit
P (mm)
EVT (mm)
TC
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COMPARACIONES
En el grfico del balance realizado en
Villa ngela a partir del mtodo de
Holdridge se puede observar que:
-los meses de enero, febrero y de julio
a diciembre se registran dficits;
-el mes de marzo registra
almacenamiento;
-el mes de abril, excesos;
-mayo y junio, utilizacin de agua en
el suelo.
Y segn Thornthwaite se obtiene:
-ningn mes presenta dficits,
-el mes de marzo registra
almacenamiento;
-en los meses de abril y junio,
excesos;
- el resto del ao, utilizacin de agua
en el suelo.
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CONCLUSIONES
Segn todo lo desarrollado se puede rescatar lo siguiente:
-El clculo de la EVTp segn el mtodo de Holdridge simplifica y evita el uso
de tablas y nomogramas del sistema original propuesto por Thornthwaite;
-Los resultados de EVTp anual obtenidos no difieren sustancialmente;
-Si bien ambos sistemas permiten calcular la EVTp a partir del cual se puede
realizar el balance hdrico de la mayora de las cuencas con resultados muy
semejantes, en algunos casos, se debe analizar bien cual de los dos
conviene para obtener resultados acordes a la realidad de la cuenca
trabajada.
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