HIDROLOGAGENERALIDADES

DEFINICIN Ciencia que se encarga del estudio del agua de la tierra

en sus diferentes estados (liquido, solido, gaseoso), aligual que su distribucin y circulacin a travs del ciclohidrolgico y las interacciones con los seres humanos.Tambin trata de las propiedades qumicas y fsicas delagua en todas sus fases.

Segn el Consejo Federal para la Ciencia y LaTecnologa (Federal Council for Science andTechnology). La hidrologa trata sobre el agua de latierra, su existencia y distribucin, sus propiedadesfsicas qumicas y su influencia sobre el medioambiente, incluyendo su relacin con los seres vivos. Eldomino de la hidrologa abarca la historia completa delagua sobre la tierra.

DEFINICIN La hidrologa es la ciencia de la tierra que estudia la

ocurrencia, distribucin, movimiento y propiedades delagua de la tierra. La hidrologa describe y predice lavariabilidad espacial y temporal del agua en lossistemas terrestres, ocenico y atmosfricos. Lahidrologa estudia el movimiento del agua sobre ydentro de la corteza terrestre (Serrano, 1997).

La hidrologa es la ciencia que trata de la presencia ydistribucin espacial y temporal del agua en la tierra,tanto superficial como sub_superficial, y en particularde sus propiedades qumicas, biolgicas y fsicas y suinteraccin con el entorno fsico (OMM/UNESCO, 1992)

RESEA HISTRICA

1200 a.c Los Chinos registraronobservaciones de lluvia, nieve y viento.

1000 a.c Los Chinos probablemente usaronpluvimetros. Se realizan las primerasespeculaciones acerca de la circulacin delagua; en Grecia (Homero, Tales de Mileto,Platn, Aristteles) y Roma (Lucrecio, Sneca,Plinio).

900 a.c Aparece el concepto de ciclohidrolgico dinmico en China.

RESEA HISTRICA 500 428 a.c ANAXGORAS DE CLAZOMENE

da una versin primitiva del ciclo hidrolgico. Elsol evapora el agua de los ocanos hacia laatmosfera, desde donde caa como lluvia, yformaba las reservas subterrneas, las cualesalimentaban los caudales de los ros.

400 a.c Aparece en India el concepto de ciclohidrolgico dinmico.

372 - 287 a.c El filosofo griego TEOFRASTO dauna descripcin correcta del ciclo hidrolgico enla atmosfera, da una explicacin lgica de laformacin de la precipitacin por medio de lacondensacin y del congelamiento.

RESEA HISTRICA 200 a.c los Chinos establecieron una medicin

sistemtica de las lluvias. T.C El arquitecto e Ingeniero romano MARCO

VITRUBIO, concibi la teora del ciclo hidrolgico quese acepta hoy en da, extendiendo la explicacin deTEOFRASTO al afirmar que el agua subterrnea sederiva de la lluvia y la nieve que se infiltra a travs de lasuperficie del suelo (precursora de la versin modernadel ciclo hidrolgico).

Renacimiento (Siglos XV y XVI) Se da un cambiogradual desde los conceptos netamente filosficoshacia la ciencia basada en la observacin.

RESEA HISTRICA 1452 1519 LEONARDO DA VINCI realiza los

primeros estudios sistemticos de la distribucin develocidad en los ros.

1510 1589 El cientfico hugonote francsBERNARD PALISSY demostr que los ros y manantialesse originaban de la lluvia, refutando una antigua teoraque sostena que las corrientes eran alimentadasdirectamente por el mar.

1608 - 1680 El naturalista francs PIERRE PERRAULTmidi la escorrenta y encontr que esta era solo unafraccin de la lluvia. Concluyo que: la forma correctaque el resto de la precipitacin se perda era por losfenmenos de transpiracin, evaporacin eintercepcin.

RESEA HISTRICA Siglo XVIII Florece la medicin y la

experimentacin en hidrulica: Ec. de Bernoulli,Ec. de Chezy. Desarrollo de instrumentos como elpluvigrafo de cubeta basculante y elcorrentmetro.

Siglo XIX Avance acelerado de la hidrologa. 1802 DALTON establece un principio para la

evapotranspiracin. 1839 Teora de flujo capilar descrita por la Ec.

de Hagen Poiseville. 1850 MULVANEY propuso el mtodo racional

para el anlisis de crecientes mximas.

RESEA HISTRICA 1856 DARCY desarrolla la ley de flujos en

medios porosos. 1883 RIPPL desarrolla el diagrama para

determinar los requerimientos delalmacenamiento.

1891 Ec. De Manning para flujos en canalesabiertos.

Siglo XX Los hidrlogos gradualmentereemplazan el empirismo por el anlisis racionalde la informacin observada.

1911 GREEN Y AMPT modelo fsico deinfiltracin.

RESEA HISTRICA 1914 HAZEN introduce el anlisis de

frecuencias para los mximos de crecientes yrequerimientos de almacenamiento.

1931 RICHARD introdujo la Ec. que gobierna elflujo no saturado.

1932 SHERMAN ideo el mtodo del diagramaunitario para convertir la precipitacin efectiva enescorrenta directa.

1933 HORTON desarrolla una teora deinfiltracin.

1941 GUMBEL desarrolla la ley del valorextremo para estudios hidrolgicos.

RESEA HISTRICA 1945 HORTON desarrolla una descripcin de la forma de una

cuenca hidrogrfica. 1965 Se reconoce la hidrologa como una disciplina

independiente. La comisin de servicios civiles de los EstadosUnidos, reconoce al hidrlogo como una clasificacin de trabajo.

Actualidad La llegada de los computadores hace posible elanlisis a gran escala.

La aplicacin de teoras complejas que describen los procesoshidrolgicos, utilizando simulaciones en computador.

Los avances en electrnica y la transmisin de datos hacen posible elenvi instantneo de informacin desde sensores remotos y eldesarrollo de programas en tiempo real para la prevencin deinundaciones y otras operaciones de recursos hidrulicos.

Mejoramiento del alcance y la exactitud de la solucin a problemashidrolgicos.

EL CICLO HIDROLGICO El ciclo hidrolgico es el foco de la hidrologa. El ciclo

no tienen principio ni fin y sus diversos procesosocurren en forma continua.

El agua se evapora desde los ocanos y desde lasuperficie terrestre para volverse parte de laatmosfera; el vapor de agua se transporta y se eleva enla atmosfera hasta que se condensa y se precipitasobre la superficie terrestre o los ocanos; el aguaprecipitada sobre la superficie terrestre puede serinterceptada por la vegetacin, convertirse en flujosuperficial sobre el suelo, infiltrarse en l, correr atravs del suelo como flujo subsuperficial y descargaren los ros como escorrenta superficial.

EL CICLO HIDROLGICO

La mayor parte del agua interceptada y deescorrenta superficial regresa a la atmosferamediante la evaporacin.

El agua infiltrada puede percolarprofundamente para recargar el aguasubterrnea de donde emerge comomanantiales o se desliza sobre los ros paraformar parte de la escorrenta superficial, yfinalmente fluye hacia el mar, o se evapora enla atmosfera a medida que el ciclo hidrolgicocontinua.

EL CICLO HIDROLGICO

Ciclo Hidrolgico (OMM, 2011)

PROCESOS DEL CICLO HIDROLGICO

Evaporacin Precipitacin (liquida solida) Escorrenta (Superficial subsuperficial) Intercepcin (depresiones plantas) Evaporacin y transpiracin (ETP) Infiltracin Percolacin Almacenamiento

CANTIDAD TOTAL DE AGUA EN LA TIERRA

El calculo de la cantidad de agua en la tierra yen los numerosos procesos del ciclohidrolgico ha sido tema de exploracincientfica desde la segunda mitad del siglo XIX.

ITEM CANTIDADOcanos 96.5 %

Hielos Polares 1.7 %Manantiales Subterrneos 1.7 %

Sistemas de agua superficial y atmosfrico

0.10 %

Chow, 1994

CANTIDAD TOTAL DE AGUA EN LA TIERRA

ITEM CANTIDADOcanos 97.0 %Glaciales 2.4 %

Agua subterrnea 0.54 %Agua superficial 0.06 %

Agua atmosfrica 0.001 %Monsalve, 1999

ITEM CANTIDADHielo polar 66.667 % (2/3)

Agua dulce en los ros 0.006 %

Agua biolgica (Tejidos de plantas, animales, seres humanos)

0.003 %

Agua subterrnea (desde 200 m hasta 600 m)

33.324 %

Distribucin del agua dulce en la tierra

APLICACIN DE LA HIDROLOGA Estimacin de caudales extremos para el diseo de obras

hidrulicas de ingeniera (Puentes, bocatomas, canales,embalses, hidroelctricas, sistemas de riego, obras dedrenaje en carreteras, etc.)

Determinar la capacidad de almacenamiento de losembalses.

Efectos de la construccin de embalses sobre los caudalesecolgicos.

Efectos del desarrollo urbano sobre la capacidad futura delos sistemas de abastecimiento de agua potable.

Delimitacin de planicies de inundacin y proyectos parala proteccin de superficies eventualmente inundables.

BALANCE HDRICO

BALANCE HDRICO

Escorrenta Superficial

Escorrenta Subterrnea

Escorrenta Subterrnea

Escorrenta Superficial

Precipitacin Evapotranspiracin

Volumen de Control

Infiltracin

EC. DE BALANCE HDRICO Balance hdrico superficial

+ = Balance hdrico subsuperficial

+ 1 2 = Balance hdrico en una cuenca hidrogrfica + + + 1 2 = +

Donde:

P: PrecipitacinR: Escorrenta SuperficialE: EvaporacinT: TranspiracinI: InfiltracinS: Almacenamiento

G1: Escorrenta subterrnea entranteG2: Escorrenta subterrnea salienteRg: Escorrenta subsuperficialque aparece como escorrenta superficial.

DIFERENCIA ENTRE TIEMPO Y CLIMAVariables Meteorolgicas: Precipitacin, Temperatura,Presin atmosfrica, viento, radiacin solar y humedad.

Tiempo (Meteorologa): se refiere especficamente a ladeterminacin del comportamiento y evolucin de lasvariables meteorolgicas a escala horaria (12, 24, 48 y72horas, generalmente). Se enfoca en pronsticos diarios.

Clima (climatologa): esta relacionado con los procesos alargo plazo. Se ocupa del estudio de variablesmeteorolgicas alrededor de sus valores promedios, loscuales son producto de la observaciones de largosperiodos de tiempo, generalmente no inferiores a 20aos.

ZONAS CLIMTICAS DE LA TIERRAExisten 5 zonas climticas en la tierra, las cuales estndefinidas por lneas imaginarias las cuales son: ElEcuador, los trpicos y los crculos polares antrtico yrtico. Zona tropical (30-30): Comprendida entre los

trpicos de Capricornio y Cncer, con clima clido otropical.

Zonas subtropicales o templadas: (30-60):comprendida entre el trpico de capricornio y elcirculo polar antrtico en el hemisferio sur, y entreel trpico de cncer y el circulo polar rtico en elhemisferio norte, con clima estacional o subtropical.

Zonas Polares (30-90): Comprendida dentro delcirculo polar antrtico y rtico en los hemisferios sury norte respectivamente con clima frio.

CLASIFICACIN CLIMTICA Caldas: Establecida por Francisco Jos de

Caldas en 1802. es funcin de la variacin dela temperatura con la altura (pisos trmicos).Es de aplicacin exclusiva para el trpicoamericano (30S a 30N).

Piso Trmico Rango de Altura (m)Rango de

Temperatura (C)Clido 0 - 1000 T > 24

Templado 1001- 2000 24 > T > 17.5Frio 2001 - 3200 17.5 > T > 12.0

Paramo Bajo 3200 - 3700 12.0 > T > 7Paramo Alto 3701 - 4200 T < 7

CLASIFICACIN CLIMTICA LANG: Desarrollada por Richard Lang en 1915.

se define como la relacin obtenida al dividirla precipitacin anual (mm), por latemperatura media anual (C).

Factor de Lang Clasificacin Climtica Smbolo

0 - 20 Desrtico D20.1 40 rido A40.1 60 Semirido Sa60.1 - 100 Semihmedo Sh

100.1 160 Hmedo H> 160 SuperHmedo SH

CLASIFICACIN CLIMTICA

VARIABLES METEOROLGICAS Precipitacin: Toda forma de humedad emanada desde la

atmosfera hacia la superficie terrestre. Temperatura: Propiedad de la materia que esta

relacionada con la sensacin de frio o calor. Humedad del Aire: Cantidad de vapor de agua contenido

en una masa de aire dado. Absoluta: masa de vapor de agua (g) contenida en 1.0

m3 de aire. Especifica: masa de vapor de agua (g) contenida en

1.0 kg de aire. Relativa: cantidad mxima de vapor de agua que

puede contener una masa de aire antes de convertirse en agua liquida (%). (Saturacin)

VARIABLES METEOROLGICAS Punto de roci: Temperatura a la que empieza a

condensarse el vapor de agua contenido en el aire, produciendo neblina, roco o escarcha.

Radiacin Solar: Energa producida por el sol, la cual dinamiza los procesos atmosfricos y climticos. Es el motor del ciclo hidrolgico. (Watts/m2)

Viento: movimiento natural del aire de un punto a otro. Velocidad (m/s) y direccin (a partir del norte magntico, rumbos).

Presin Atmosfrica: Fuerza ejercida por el peso del aire sobre todos los cuerpos debido a la accin de la gravedad.

CIRCULACIN ATMOSFRICA

Los mtodos de anlisis y previsin del tiempoparten del hecho de que la circulacin generalde la atmosfera tiende a producir enormesmasas de aire, cuyas propiedades fsicas semantienen casi inalterables dentro de vastasregiones, mientras que al pasar de una masa aotra se registran cambios bruscos de dichaspropiedades, conocindose esta zona decontacto entre dos masas de aire como frenteo zona frontal.

CIRCULACIN ATMOSFRICA

Masa de Aire: Cuerpo muy extendido de airecuyas propiedades fsicas, en particulartemperatura y humedad se mantienenaproximadamente constates en sentidohorizontal.

Fuente de las masas de aire: es la regindonde se forman esos cuerpos y secaracterizan por ser uniformemente martimoso continentales y extensamente horizontal.

CIRCULACIN ATMOSFRICA El aire que se haya en contacto con la

superficie ya sea en descanso o desplazndoselentamente sobre ella, va adquiriendopaulatinamente las propiedades quecaracterizan dicha superficie.

T C

T C

T C

T C

Masa Estable

ConduccinConveccin

Masa Inestable

CIRCULACIN ATMOSFRICA La tasa de radiacin solar es proporcional a la

temperatura promedio de la tierra, la cual novaria apreciablemente entre el Ecuador y losPolos. Como respuesta a esta desproporcin laatmosfera funciona como una gran maquina decalor, transfiriendo energa desde el ecuadorhacia los polos.

La circulacin atmosfrica es factor fundamentalen la formacin de las precipitaciones y lascaractersticas climticas.

MODELOS DE CIRCULACIN ATMOSFRICA

Circulacin de Hadley Considera la tierra como

una esfera que no rota: Lasmasas de aire que seencuentran sobre elEcuador se calienta y seelevan en la atmosfera ytienden a ser remplazadaspor una masa de aire frio,esta masa de aire calienteviaja por la parte superiorde la atmosfera hacia lospolos donde se enfra yregresa al ecuador.

elblogderoqueman.blogspot.com

MODELOS DE CIRCULACIN ATMOSFRICA

Patrn Real de circulacinatmosfrica. Considera la rotacin de la tierra. El momento angular impartido por

la rotacin terrestre generacambios bruscos de temperatura,los cuales, a su vez generannotables gradientes de presin, loscuales ponen en movimiento lasmasas de aire.

Se generan centros de alta y bajapresin.

Movimiento del aire: Horizontal: divergen de los centros

de alta presin y convergen encentros de baja presin.

Verticales: ascendentes en zonas debaja presin y descendentes enzonas de alta presin.

http://leer.es/wp-content/uploads/WEB_MemoriadelosVientos/16circulacion.html

LA CUENCA HIDROGRFICADEFINICIN Territorio drenado por un nico sistema de drenaje

natural. Una cuenca es una zona de la superficie terrestre en

donde (si fuera impermeable) las gotas de lluvia quecaen sobre ella tienden a ser drenadas por el sistemade corrientes hacia un mismo punto de salida(Aparicio, 1989).

La cuenca hidrogrfica es un rea definidatopogrficamente, drenada por un curso de agua osistema conectado de cursos de agua, tal que todo elcaudal efluente es drenado a travs de una salidasimple.

LA CUENCA HIDROGRFICATIPOS DE CUENCAS Desde el punto de vista de su salida, existen

fundamentalmente dos tipo de cuenca: Endorreicas: punto de salida dentro de los limites de la cuenca y

generalmente es un lago. Exorreicas: punto de salida se encuentra en los limites de la

cuenca y esta en otra corriente o en el mar.

a) Cuenca Endorreica

b) Cuenca Exorreica

LA CUENCA HIDROGRFICADIVISORIA DE AGUAS La lnea divisoria o lnea de divorcio, es la lnea

imaginaria que delimita la cuenca. Generalmente seconsidera que la lnea divisoria es la lnea de crestaque separa dos vertientes teniendo en cuenta eldrenaje superficial.

La divisoria o parte aguas es la lnea imaginariaformada por los puntos de mayor nivel topogrfico.

CORRIENTE PRINCIPAL Es la lnea de agua que pasa por la salida de la

cuenca y llega hasta la parte mas alta de la misma.

LA CUENCA HIDROGRFICA

LA CUENCA HIDROGRFICAClasificacin de las corrientes de agua Perennes: corrientes con agua permanentemente.

El nivel de aguas subterrneas mantiene unaalimentacin continua y no desciende nunca pordebajo del lecho del ro.

Intermitentes: corrientes que escurren duranteperiodos de lluvia y se secan durante el verano. Elnivel fretico se conserva por encima del lecho delrio en periodos de lluvia, y en periodos secos seencuentra por debajo del lecho.

Efmeros: existen apenas durante o inmediatamentedespus de una lluvia, solo transportanescurrimiento superficial.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCA

REA DE DRENAJEEs la superficie en proyeccin horizontal, delimitada porla lnea divisoria o de divorcio.Se mide:

Planmetro de puntos Figuras geomtricas En funcin de las coordenadas de los vrtices AutoCAD, SIG.

PERMETROEs la longitud de la lnea divisoria o de divorcio de lacuenca hidrogrfica.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCA

CLASIFICACIN SEGN EL REArea (km2) Nombre

< 5.0 Unidad de Cuenca5.0 20 Sector de cuenca20 100 Microcuenca100 - 300 Subcuenca

> 300 Cuenca

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCAFORMA DE LA CUENCAndice de Gravelius oCoeficiente de Compacidad(kc)Es la relacin existente entreel permetro de la cuenca y lalongitud de la circunferencia,de un circulo de rea igual ala de la cuenca.Una cuenca circular posee uncoeficiente mnimo igual a1.0, a medida que kc seaproxime a la unidad, hayuna mayor tendencia a lascrecientes.

= 2 = 1 2 = 2 = 2 1 2

= 2 1212

= 2 1 2 1 2 =

= .

Donde:P= Permetro de la cuenca (km)Ac= rea de la cuenca (km2)

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCAFORMA DE LA CUENCAndice de Gravelius o Coeficiente de Compacidad (kc)

REDONDA OVAL-REDONDA OVAL-OBLONGA RECTANGULAR OBLONGA

Kc Forma de la cuenca1.0 - 1.25 Redonda - Ovalredonda

1.25 - 1.50 Ovalredonda - Ovaloblonga

1.50 - 1.75 Ovaloblonga - Rectangular Oblonga

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCAFORMA DE LA CUENCAFactor de forma de Horton (Kf)

Es la relacin entre el ancho medioy la longitud axial de la cuenca.La longitud axial de la cuenca semide se mide mediante una lnea enforma aproximadamente paralela alcauce principal, desde ladesembocadura hasta el punto masalto en los limites de la cuenca.El ancho promedio se obtiene aldividir el rea de la cuenca por lalongitud axial de la cuenca.

= = =

Donde:B= Ancho medio de la cuenca (km)Laxc= Longitud axial de la cuenca (km)Ac= rea de la cuenca (km2)

Comparacin entre cuencashidrogrficas. Una cuenca con unfactor de forma bajo, esta menospropensa a crecientes, que otrascuencas del mismo tamao pero conmayor factor de forma.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCA

FORMA DE LA CUENCALongitud axial de la cuenca

Longitud Axial de la Cuenca

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCASISTEMA DE DRENAJEConstituido por el rio principal y sus tributarios.1) Orden de las corrientesRefleja el grado de ramificacin o bifurcacin dentro de unacuenca hidrogrfica.Mtodo de StrahlerCriterios:a) El orden de las corrientes aumentan cuando se cruzan dos

drenajes del mismo orden.b) Dos drenajes de diferente orden no se traducen en un

aumento de orden de la siguiente corriente aguas abajo,continua el orden de la corriente mayor.

c) Corrientes de orden 1 (primer orden) son pequeoscanales que no tienen tributarios (nacimientos)

d) Corrientes de segundo orden: cuando dos corrientes deprimer orden se unen.

e) Corrientes de tercer orden:; cuando dos corrientes desegundo orden se unen.

f) Corrientes de orden n+1:cuando dos corrientes de orden nse unen.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCASISTEMA DE DRENAJE2) Densidad de drenajeRelacin entre la longitud total de las corrientes de agua de la cuencahidrogrfica y su rea total.

= 2Donde:Lcorrientes: Longitud de todas las corrientes de agua.Ac: rea de la cuenca hidrogrfica.

Usualmente toma valores entre 0.5 km/km2 para cuencas pobrementedrenadas hasta 3.5 km/km2 para cuencas excepcionalmente biendrenadas.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCASISTEMA DE DRENAJE3) Sinuosidad de las corrientes de aguaEs la relacin entre la longitud del cauce principal (L) y la longitud delvalle del ro principal medido a lo largo de su cauce principal en lnearecta o curva (Lt).

=

Este parmetro da una medida de la velocidad de la escorrenta del agua a lo largo de la corriente.Un valor de S menor o igual a 1.25 indica una baja sinuosidad. Se define entonces, como un ro con alineamiento recto.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA1) Pendiente Media de la cuencaEsta caracterstica controla en buena parte la velocidad con que se dala escorrenta superficial y afecta, por lo tanto, el tiempo que lleva elagua de lluvia para concentrarse en los lechos fluviales queconstituyen la red de drenaje.Mtodo a partir de las curvas de nivel.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA1. Pendiente Media de la cuencaMtodo a partir de las curvas de nivel.

Variables:i: Curva de NivelLi: Longitud Curva de Niveldi: ancho promedio de la banda de elevacin.ai: rea de drenaje correspondiente a la banda de elevacin di (km2)D: Diferencia de Nivel entre curvas de nivelSi: Pendiente media de la banda de elevacin di.

= = = =

=

Suponiendo que el rea parcial tenga peso sobre la pendiente parcial se tiene.

= = = =

Long. Total curvas de nivel dentro de la cuenca (LT).

rea de la cuenca hidrogrfica (Ac)

=

LT: Long. Total de las curvas de Nivel.Ac: rea de la cuenca hidrogrfica.D: Diferencia de Nivel entre curvas de nivel.Scuenca: Pendiente media ponderada

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA2) Curva HipsomtricaEs la representacin grfica del relieve de una cuenca hidrogrfica, representa elestudio de la variacin del terreno de la cuenca con referencia al nivel medio delmar.Esta variacin se representa por medio de un grafico que muestre el porcentajede reas de drenaje que existen por encima o por debajo de varios niveles deelevacin. Relaciona el valor de la cota (ordenadas) con el porcentaje del reaacumulada (abscisas).

Relacin hipsomtrica

= Rh>1.0 Cuencas de valles donde se depositan sedimentos (ro viejo).Rh=1.0 Cuenca en equilibrio (ro maduro).Rh

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA2) Curva Hipsomtrica (Ejemplo)

Qu rea acumulada o % de rea existe por encima de?:900 = 0%800 = 9.0%700 = 23.8%

Intervalo cotas

Cota intermedia Area (km2)

Area acumulada

(km2)

Area acumulada

(%)1000-900 950 0.5 0.5 0.0%900-800 850 8 8.5 9.0%800-700 750 14 22.5 23.8%700-600 650 15 37.5 39.7%600-500 550 30 67.5 71.4%500-400 450 10 77.5 82.0%400-300 350 11 88.5 93.7%300-200 250 6 94.5 100.0%

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA2) Curva Hipsomtrica (Ejemplo)

Si

Ss

Si=369.01 y Ss=330.99 = .. = . Cuenca Erosiva o ro Joven

Cota (km)Area

acumulada (%)

900 0.0%800 9.0%700 23.8%600 39.7%500 71.4%400 82.0%300 93.7%200 100.0%

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA3) Elevacin Media de la cuenca

= = =

Donde: Ai: rea entre curvas de nivel.

4) Pendiente Media del cauce principalLa velocidad de escurrimiento de las corrientes de agua dependen de lapendiente de sus canales fluviales . A mayor pendiente mayor velocidad.a) Pendiente media (S1): es la diferencia de elevacin del lecho del ro

dividido por la longitud entre esos dos puntos.b) Pendiente media ponderada (S2): Este es un valor mas razonable, para

calcularlo se traza una lnea, tal que el rea comprendida entre esa lnea ylos ejes coordenados sea igual a rea comprendida entre la curva del perfildel ro y dichos ejes.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA4) Pendiente Media del cauce principal

=

=

El Valor de la pendiente es adimensional

= + Donde:Abc: rea bajo la cuerva del perfil longitudinal del cauce principal.

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA5) Tiempo de concentracinSe define como el tiempo necesario desde el inicio de la lluvia,para que todo el escurrimiento de la cuenca hidrogrficacontribuya al sitio o punto de inters.Es el tiempo que tarda una gota de agua en recorrer la cuencahidrogrfica desde su limite mas extremo hasta llegar a la salida dela misma.Es considerado como el tiempo de viaje de una gota de agua delluvia que escurre superficialmente desde el lugar ms lejano de lacuenca hasta el punto de salida. Para su clculo se puedenemplear diferentes frmulas que se relacionan con otrosparmetros propios de la cuenca. Para la estimacin del tiempo deconcentracin se recomienda emplear varias ecuaciones empricasdisponibles en la literatura cientfica

CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCARELIEVE DE LA CUENCA HIDROGRFICA5) Tiempo de concentracin

Mtodo (Formulas Empricas) Tiempo concentracin Tc Variables

Formula de Kirpich = 0.06628 0.50.77 L=Long. Cauce principal (km) S= pendiente cauce principal (m/m) Tc= Tiempo de concentracin (hr)

Formula Californiana del U.S.B.R = 0.066 0.50.77 L=Long. Cauce principal (km) S= pendiente cauce principal (m/m) Tc= Tiempo de concentracin (hr) Formula de Giandotti = 4 0.5 + 1.5 25.3 ( )0.5 L=Long. Cauce principal (km) S= pendiente cauce principal (m/m) A= rea de la cuenca (km2) Tc= Tiempo de concentracin (hr) Formula de Temz = 0.30

0.250.76 L=Long. Cauce principal (km) S= pendiente cauce principal (%) Tc= Tiempo de concentracin (hr) S.C.S

= 100 0.8 1000 90.71900 0.5 L=Long. Cauce principal (ft) S= pendiente media de la cuenca (%) Tc= Tiempo de concentracin (min.) CN= Numero de curva de escorrenta Formula Bransby-Williams = 1.5 25

L=Long. Cauce principal (km) S= pendiente cauce principal (%) Tc= Tiempo de concentracin (hr)

A= rea de la cuenca (km2) D= dimetro del circulo con rea igual

al rea de la cuenca (km)

EJEMPLOS Curva hipsomtrica

Intervalo Elevacin rea (km2)1 3800 a 3600 4.702 3600 a 3400 4.183 3400 a 3200 4.954 3200 a 3000 5.755 3000 a 2800 8.296 2800 a 2600 9.077 2600 a 2400 8.518 2400 a 2200 7.879 2200 a 2000 7.3710 2000 a 1800 4.3711 1800 a 1600 4.4912 1600 a 1400 2.04

Dada la siguiente informacin se pide:

a) Calcule y grafique la curva hipsomtrica.

b) Determine la relacin hipsomtrica y clasifique el ro.

c) Calcule la elevacin media de la cuenca.

EJEMPLOS Pendiente del cauce principal y tiempo de concentracin

Dada la siguiente informacin se pide:a) Graficar el perfil longitudinal

del cauce principal.

b) Determinar la pendiente media (S1) y la pendiente media ponderada (S2) del cauce principal. (rea bajo la curva del perfil=8.30 km2)

c) Calcule el tiempo de concentracin de la cuenca utilizando las ecuaciones de Kirpich y Temez. utilice S2.

Abscisa (km)

Cota (m)

Abscisa (km)

Cota (m)

0.00 3200 4.37 22000.23 3100 5.02 21000.47 3000 5.79 20000.66 2900 6.80 19000.90 2800 8.09 18001.38 2700 8.70 17001.95 2600 9.83 16002.37 2500 11.00 15003.00 2400 12.52 14003.60 2300 12.92 1380

HIDROLOGAGENERALIDADESDEFINICINDEFINICINRESEA HISTRICARESEA HISTRICARESEA HISTRICARESEA HISTRICARESEA HISTRICARESEA HISTRICARESEA HISTRICARESEA HISTRICAEL CICLO HIDROLGICOEL CICLO HIDROLGICOEL CICLO HIDROLGICOPROCESOS DEL CICLO HIDROLGICOCANTIDAD TOTAL DE AGUA EN LA TIERRACANTIDAD TOTAL DE AGUA EN LA TIERRAAPLICACIN DE LA HIDROLOGABALANCE HDRICOBALANCE HDRICOEC. DE BALANCE HDRICODIFERENCIA ENTRE TIEMPO Y CLIMAZONAS CLIMTICAS DE LA TIERRACLASIFICACIN CLIMTICACLASIFICACIN CLIMTICACLASIFICACIN CLIMTICAVARIABLES METEOROLGICASVARIABLES METEOROLGICASCIRCULACIN ATMOSFRICA CIRCULACIN ATMOSFRICA CIRCULACIN ATMOSFRICA CIRCULACIN ATMOSFRICA MODELOS DE CIRCULACIN ATMOSFRICAMODELOS DE CIRCULACIN ATMOSFRICALA CUENCA HIDROGRFICALA CUENCA HIDROGRFICALA CUENCA HIDROGRFICALA CUENCA HIDROGRFICA LA CUENCA HIDROGRFICACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCACARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCAEJEMPLOSEJEMPLOS