Hidrologia clase1

HIDROLOGIA

D O C E N T E : I N G . N A N C Y Z E V A L L O S Q U I S P E

HIDROLOGIA

La Hidrología es la ciencia que estudia el

agua, su ocurrencia, circulación y

distribución en la superficie terrestre; sus

propiedades físicas y químicas y su

relación con el medio ambiente

incluyendo a los seres vivos.

APLICACIÓN EN LA INGENIERIA

Los proyectos hidráulicos son de dos tipos: los proyectos

que se refieren al uso del agua y los que se refieren

a la defensa contra los daños que ocasiona el agua.

Los proyectos típicos de uso del agua son los de

abastecimiento de agua potable, los de irrigación y

los de aprovechamiento hidroeléctrico; comprenden,

además, los de navegación, recreación y otros.

Los proyectos típicos de defensa son los de drenaje

urbano, drenaje vial y drenaje agrícola; comprenden,

además, los de encausamiento de ríos, los de

defensa contra las inundaciones y otros.

APLICACIÓN EN LA INGENIERIA

Por ejemplo, se encuentra con la necesidad de diseñar

puentes, estructuras para el control de avenidas,

presas, vertedores, sistemas de drenaje para

poblaciones, carreteras y aeropistas y sistemas de

abastecimiento de agua. Sin excepción, estos diseños

requieren de análisis hidrológicos cuantitativos para

la selección del evento de diseño necesario.

EVENTO DE DISEÑO

El objetivo es la determinación de esos eventos, que

son análogos a las cargas de diseño en el análisis

estructural. Los resultados son normalmente sólo

estimaciones, con aproximación limitada en muchos

casos.

Sin embargo, estas estimaciones rara vez son menos

aproximadas que las cargas usadas en el análisis

estructural o el volumen de tráfico en carreteras.

El análisis hidrológico exhaustivo es el primer paso

fundamental en la planeación, diseño y operación de

proyectos hidráulicos.

En la fase de planeación y diseño, el análisis se dirige

básicamente a fijar la capacidad y seguridad de

estructuras hidráulicas. Las dimensiones físicas o la

capacidad de conducción de una estructura

hidráulica se determinan, desde luego, de acuerdo

con los volúmenes y gastos que se deseen

almacenar, controlara transmitir.

OBJETIVOS DE LA HIDROLOGIA

Los principales objetivos de la hidrología, al diseñar

una obra de ingeniería, pueden resumirse en dos

grandes grupos:

a) La obtención de la avenida máxima que con una

determinada frecuencia puede ocurrir en un cierto

lugar.

b) Conocimiento de la cantidad, frecuencia y

ocurrencia del transporte del agua sobre la superficie

terrestre.

RECOLECCION DE DATOS

Una parte importante para el diseño de proyectos

hidráulicos es la recolección y análisis de datos como

precipitación, caudales, evaporación, horas de sol,

temperatura, vientos, etc. Por ello, la mayoría de los

países del mundo disponen de una o más agencias

gubernamentales que tienen la responsabilidad de

recolectar y difundir datos hidrológicos. En nuestro

país el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología

(SENAMHI) cumple esta función.

La Hidrología enseña el manejo que se le da a esta

información, no siempre completa y muchas veces

ausente en el lugar mismo del proyecto.

EL CICLO HIDROLIGICO

Como todo ciclo, el hidrológico no tiene ni principio ni

fin; y su descripción puede comenzar en cualquier

punto.

El agua que se encuentra sobre la superficie terrestre o

muy cerca de ella se evapora bajo el efecto de la

radiación solar y el viento.

El vapor de agua, que así se forma, se eleva y se

transporta por la atmósfera en forma de nubes hasta

que se condensa y cae hacia la tierra en forma de

precipitación.


Durante su trayecto hacia la superficie de la tierra, el

agua precipitada puede volver a evaporarse o ser

interceptada por las plantas o las construcciones, luego

fluye por la superficie hasta las corrientes o se infiltra. El

agua interceptada y una parte de la infiltrada y de la que

corre por la superficie se evapora nuevamente.

De la precipitación que llega a las corrientes, una parte

se infiltra y otra llega hasta los océanos y otros grandes

cuerpos de agua, como presas y lagos.


Del agua infiltrada, una parte es absorbida por las

plantas y posteriormente es transpirada, casi en su

totalidad, hacia la atmósfera y otra parte fluye bajo la

superficie de la tierra hacia las corrientes, el mar u otros

cuerpos de agua, o bien hacia zonas profundas del

suelo (percolación) para ser almacenada como agua

subterránea y después aflorar en manantiales, ríos o el

mar.

ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO


Se puede notar que el sistema tiene una relación

estrecha con dos sistemas adyacentes:

• Con la parte superior de la atmósfera, a través de

la energía que llega del Sol y los estratos superiores,

y

• Con los sistemas geológicos profundos como

aquellos que están asociados a sistemas

geotérmicos y que pueden interactuar con los

componentes recarga, flujo subterráneo y flujo

subsuperficial.


En cada subsistema se presentará una capacidad de

retención de volúmenes de agua, en cualquiera de

sus fases, durante un determinado intervalo de

tiempo.

La capacidad de retención en un medio también

recibe el nombre de almacenamiento y el intervalo

de tiempo que permanece un volumen recibe el

nombre de tiempo de residencia.

SUB SISTEMA ATMOSFERICO

Este subsistema se abastece de la evaporación, es decir,

de los volúmenes de vapor de agua que llegan a la

atmósfera desde la superficie del océano y/o desde la

superficie del terreno; en este último caso, si existe

una cubierta vegetal, se presenta el efecto combinado

que recibe el nombre de evapotranspiración.

El vapor de agua podrá ser desplazado por los procesos

de circulación atmosférica a otras regiones

geográficas donde, si se presentan las condiciones

adecuadas, abandonará el subsistema atmosférico al

cambiar de fase a través de la precipitación, es decir,

se transformará en lluvia, nieve, hielo, rocío, etc.

SUB SISTEMA ATMOSFERICO

Esta precipitación podrá tener lugar tanto en la

superficie del océano como en el continente y, en

algunas situaciones, el agua precipitada no se

incorporará a ningún proceso de los subsistemas de

agua superficial y subterránea, Regresando a la

atmósfera; a esta variable se le da el nombre de

intercepción o pérdidas, y queda ejemplificada por

aquella porción de agua líquida atrapada en las copas

de los árboles, techos de las casas, etc.

SUB SISTEMA DEL AGUA SUPERFICIAL

Para este subsistema la precipitación se considera

como una entrada. Una vez eliminada el agua

interceptada, el volumen restante se transformará

en escurrimiento sobre la superficie del terreno, el

cual a su vez llegará al sistema de drenaje del área

de captación para formar el escurrimiento

superficial; parte de estos escurrimientos saldrán

del subsistema como infiltración al subsistema

subterráneo o bien como escurrimiento por medio

de los sistemas de drenaje regionales que

finalmente llegan al océano.

SUB SISTEMA DEL AGUA SUBTERRANEA

La entrada a este subsistema proviene básicamente

de la infiltración. Parte del volumen infiltrado al

subsuelo percola a mayor profundidad, llegando al

almacenamiento del agua subterránea; la otra

parte se almacena en la región intermedia entre la

superficie del terreno y el almacenamiento de agua

subterránea de mayor profundidad. En las dos

zonas mencionadas del subsuelo tiene lugar el

desplazamiento del agua: en el primer caso, se

trata del flujo subterráneo, y en el segundo caso se

trata del flujo subsuperficial.

SUB SISTEMA DEL AGUA SUBTERRANEA

El flujo subterráneo puede abarcar grandes

extensiones y actuar como una salida del agua

subterránea al océano o a otros sistemas

regionales.

El flujo subsuperficial es generalmente local y es un

proceso importante entre diferentes variables

dentro del subsistema; este flujo también se puede

convertir en una salida del subsistema por medio

de la evapotranspiración.

ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE N°01

DIBUJE EN SU CUADERNO EL CICLO HIDROLOGICO,

EXPLICANDO CLARAMENTE CADA FASE.

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