HIDROLOGIA GENERAL

El Ciclo Hidrolgico

ING. GUILLERMO JUAN CABANILLAS QUIROZ, DR

CICLO HIDROLGICO

Se denomina Ciclo Hidrolgico al movimiento

general del agua, ascendente por evaporacin

y descendente primero por las precipitaciones y

despus en forma de escorrenta superficial y

subterrnea.

CICLO HIDROLGICO

Fases del Ciclo Como se trata de un ciclo podramos considerar todas sus fases

comenzando desde cualquier punto, pero lo ms intuitivo puede ser

comenzar en la Precipitacin y considerar qu caminos puede seguir el

agua que cae sobre los continentes en las precipitaciones:

SALIDAS DEL AGUA SUBTERRNEA

EVAPOTRANSPIRACIN

Evapotranspiracin (en adelante, ET) es la consideracin conjunta de dos

procesos diferentes: la evaporacin y la transpiracin

La evaporacin es el fenmeno fsico en el que el agua pasa de lquido a

vapor (habra que aadir la sublimacin slido a vapor desde la nieve y el hielo).

Se produce evaporacin desde:

a) La superficie del suelo y la vegetacin inmediatamente despus de la

precipitacin.

b) Desde las superficies de agua (ros, lagos, embalses).

c) Desde el suelo, agua infiltrada que se evapora desde la parte ms

superficial del suelo. Puede

tratarse de agua recin infiltrada o, en reas de descarga, de agua que se

acerca de nuevo a la

superficie despus de un largo recorrido en el subsuelo.

La transpiracin es el fenmeno biolgico por el que las plantas pierden

agua a la atmsfera.

ZONAS DE HUMEDAD EN LOS SUELOS

EVAPOTRANSPIRACIN REAL Y POTENCIAL

Thornthwaite (1948) denomin Evapotranspiracin

Potencial (ETP) a la evapotranspiracin que se

producira si la humedad del suelo y la cobertera

vegetal estuvieran en condiciones ptimas.

La Evapotranspiracin Real (ETR) es la que se

produce realmente en las condiciones existentes en

cada caso.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA

EVAPOTRANSPIRACIN

La evaporacin depende del poder evaporante de la atmsfera, que a

su vez depende de los siguientes factores:

Radiacin solar Temperatura (en relacin estrecha con la anterior, pero mas sencilla de medir)

Humedad: menos humedad => ms evaporacin Presin atmosfrica (y la altitud en relacin con ella): A menor presin (y/o mayor altitud) => mas evaporacin

Viento : mas viento => ms evaporacin En la evaporacin desde lmina de agua libre influye:

El poder evaporante de la atmsfera La salinidad del agua (inversamente) La temperatura del agua La evaporacin desde un suelo desnudo depende de:

El poder evaporante de la atmsfera El tipo de suelo (textura, estructura, etc.) El grado de humedad del suelo

LA TRANSPIRACIN EST EN FUNCIN

DE:

El poder evaporante de la atmsfera El grado de humedad del suelo El tipo de planta Variaciones estacionales: en un cultivo, del desarrollo de las plantas, en zonas de bosque de

hoja caduca, la cada de la hoja paraliza la

transpiracin

Variaciones interanuales: En reas de bosque la ET aumenta con el desarrollo de los rboles.

MEDIDA Y CLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIN

TANQUE DE EVAPORACIN - PLUVIMETRO EVAPORMETRO DE

PAPEL POROSO

LISIMETRO - PLUVIMETRO PLUVIGRAFO

HIDROGRAMAS

CURVA INTENSIDAD DURACIN - FRECUENCIA

HIDROGRAMA DE CUENCA REAL

DEFINICIN HIDROLGICA DE UNA

CUENCA

Una cuenca es un rea superficial, en

donde (si fuera impermeable) las gotas de

lluvia que caen sobre ella tienden a ser

drenadas por el sistema de corrientes hacia

un mismo punto de salida.

La definicin anterior se refiere

especficamente a una cuenca superficial,

hay que notar que asociadas a estas

existen las cuencas subterrneas.

DEFINICIN INTEGRAL DE UNA CUENCA

Es un sistema en el cual interrelacionan

factores naturales, sociales, econmicos,

polticos e institucionales, que tienen la

caractersticas de ser variables con el tiempo

(sistemas dinmicos).

Es el rea o mbito geogrfico, delimitada por

el Divortium Acuarium, donde ocurre el ciclo

hidrolgico e interactan los factores

naturales, sociales, econmicos, polticos e

institucionales y que son variables en el

tiempo.

MAPA DE ISOYETAS

POLGONO DE THIESSEN

DIMENSIONES DE LAS CUENCAS

Por su tamao a las cuencas las podemos

clasificar en: cuencas, subcuencas y

microcuencas. En el cuadro siguiente se

tienen los rangos superficiales en las que

se dividen las cuencas segn su tamao.

Unidad

hidrolgica

rea (Ha)

Cuenca 50,000 800,000

Subcuenca 5,000 50,000

Microcuenca < 5,000

A las cuencas tambin se las puede clasificar como pequeas o

grandes; y estrictamente hablando, es difcil distinguir el

comportamiento entre ellas teniendo como referencia su tamao;

esto debido a que cuencas del mismo tamao se comportan de

manera diferente (hidrolgicamente hablando). En el cuadro

siguiente se presenta una forma de clasificar a las cuencas

segn su tamao.

Tamao de la cuenca

(km2)

Descripcin

< 25 Muy pequea

25 a 250 Pequea

250 a 500 Intermedia Pequea

500 a 2,500 Intermedia grande

2,500 a 5,000 Grande

> 5,000 Muy grande

CARACTERSTICAS DE LA CUENCA Y SUS

CAUCES

A continuacin se describen las caractersticas

de la cuenca y los cauces de mayor

importancia por sus efectos en la relacin

precipitacin escurrimiento:

Forma de la cuenca.- La forma de una

cuenca afecta a las caractersticas de la

descarga de una corriente, principalmente en

los eventos de flujo mximo.

PENDIENTE DE LA CUENCA

La pendiente influye directamente en: la

infiltracin de las lluvias, el escurrimiento

superficial, la humedad del suelo y la

contribucin del agua subterrnea al flujo de

los cauces. En pocas palabras, es uno de los

factores fsicos que controlan el tiempo del

flujo sobre el terreno y tiene influencia directa

en la magnitud de las avenidas y crecidas.

LA RED DE DRENAJE DE LA CUENCA

Es el sistema de cauces por el que fluyen los

escurrimientos superficiales, subsuperficiales

y subterrneos, de manera temporal o

permanente.

Segn la configuracin de la red de drenaje se

pueden conocer la forma y la rapidez de

drenaje de los escurrimientos normales y

extraordinarios; adems esta proporciona

indicios sobre las condiciones fsicas del suelo

y de la superficie de la cuenca.

Los elementos mas importantes de la cuenca son:

El agua.- Es uno de los elementos fundamentales de la

cuenca y de la vida, permite potenciar o disminuir la

capacidad productiva de los suelos.

El suelo.- Este es otro de los elementos fundamentales

de la cuenca; y ligado al agua, es capaz de favorecer la

vida humana, animal y vegetal.

El clima.- Elemento que acta en la cuenca, para definir

la temperatura, precipitacin, nubosidad y otros

fenmenos favorables o adversos a la actividad biolgica.

ELEMENTOS BSICOS DE UNA CUENCA

HIDROGRFICA

ELEMENTOS BSICOS DE UNA CUENCA

HIDROGRFICA La fauna.- Este elemento no solo proporciona posibilidades a la vida

humana, sino tambin combinado con el medio fsico permite un

equilibrio sustentado de la cuenca, manteniendo las funciones y los

procesos de los ecosistemas.

El hombre.- Es el elemento mas importante de la cuenca, por que es

el nico capaz de alterar al medio ambiente. El hombre,

aprovechando su inteligencia hacia el bien, puede planificar el uso

racional de los recursos naturales, logrando persistencia y

abundancia de recursos para todos y posiblemente de forma

permanente.

La vegetacin.- Constituye una de los componentes importantes en

el ciclo hidrolgico del agua, debido a su contribucin con el

mecanismo de la evapotranspiracin as como ayuda a amortiguar y

proteger los suelos del impacto de las lluvias.

La topografa.- Este elemento esta ligado a las formas de

escurrimiento de las cuencas; conociendo la topografa se pueden

prevenir el comportamiento de los escurrimientos, el cual puede servir

para aprovechar racionalmente el agua y el suelo.

DIVISIN DE UNA CUENCA

Zona alta

Son aquellas que se encuentran sobre los

3,000 m.s.n.m.; es en estas zonas donde se

genera la mayor cantidad de volumen de

agua, debido a la abundancia y persistencia

de las precipitaciones. La topografa de esta

zona es accidentada, lo cual produce una taza

alta de erosin. En esta zona es comn

encontrar lagos y lagunas con abundante

diversidad biolgica.

Zona media

Esta zona se sita normalmente entre los 800 y 3,000

m.s.n.m., aqu las precipitaciones son variables; adems

es en esta zona donde se encuentra la mayora de los

valles interandinos, las cuales poseen un clima benigno y

variado. La funcin de este zona de cuenca esta

relacionada fundamentalmente al escurrimiento del agua.

Zona baja

Esta zona comprende desde el nivel del mar hasta los

800 m.s.n.m.; en esta zona la precipitacin promedia es

baja, as como tambin lo es su pendiente. En esta zona

se encuentran situadas los grandes valles de la costa,

donde las actividades agrcolas e industriales son

intensas, dems esta decir que estas zonas son las mas

pobladas de nuestro pas.

El enfoque sistmico para

una cuenca

Pensamiento Lineal

Causa Efecto

En un solo sentido

Pensamiento Sistmico Ciclos Causales

La relacin de causalidad entre el efecto y

la causa se denomina retroalimentacin

Aumento de

la poblacin

Aumento en

la demanda

de agua

Aumento en

poblacin

Aumento en la

demanda

En distintos momentos, lo que

originalmente fue considerado

causa, en otro momento de la

dinmica de un sistema, puede

transformarse en efecto y

viceversa.

Aumento en la

calidad de vida