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 Hidrologa es la ciencia que estudia el

agua, su ocurrencia, circulacin y

distribucin en la superficie terrestre; sus

propiedades fsicas y qumicas y su

relacin con el medio ambiente

incluyendo a los seres vivos.

APLICACIN EN LA INGENIERIA

Los proyectos hidrulicos son de dos tipos: los proyectos

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

a la defensa contra los daos que ocasiona el agua.

Los proyectos tpicos de uso del agua son los de

abastecimiento de agua potable, los de irrigacin y

los de aprovechamiento hidroelctrico; comprenden,

adems, los de navegacin, recreacin y otros.

Los proyectos tpicos de defensa son los de drenaje

urbano, drenaje vial y drenaje agrcola; comprenden,

adems, los de encausamiento de ros, los de

defensa contra las inundaciones y otros.

APLICACIN EN LA INGENIERIA

Por ejemplo, se encuentra con la necesidad de disear

puentes, estructuras para el control de avenidas,

presas, vertedores, sistemas de drenaje para

poblaciones, carreteras y aeropistas y sistemas de

abastecimiento de agua. Sin excepcin, estos diseos

requieren de anlisis hidrolgicos cuantitativos para

la seleccin del evento de diseo necesario.

EVENTO DE DISEO

El objetivo es la determinacin de esos eventos, que

son anlogos a las cargas de diseo en el anlisis

estructural. Los resultados son normalmente slo

estimaciones, con aproximacin limitada en muchos

casos.

Sin embargo, estas estimaciones rara vez son menos

aproximadas que las cargas usadas en el anlisis

estructural o el volumen de trfico en carreteras.

El anlisis hidrolgico exhaustivo es el primer paso

fundamental en la planeacin, diseo y operacin de

proyectos hidrulicos.

En la fase de planeacin y diseo, el anlisis se dirige

bsicamente a fijar la capacidad y seguridad de

estructuras hidrulicas. Las dimensiones fsicas o la

capacidad de conduccin de una estructura

hidrulica se determinan, desde luego, de acuerdo

con los volmenes y gastos que se deseen

almacenar, controlara transmitir.

OBJETIVOS DE LA HIDROLOGIA

Los principales objetivos de la hidrologa, al disear

una obra de ingeniera, pueden resumirse en dos

grandes grupos:

a) La obtencin de la avenida mxima 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 diseo de proyectos

hidrulicos es la recoleccin y anlisis de datos como

precipitacin, caudales, evaporacin, horas de sol,

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

pases del mundo disponen de una o ms agencias

gubernamentales que tienen la responsabilidad de

recolectar y difundir datos hidrolgicos. En nuestro

pas el Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa

(SENAMHI) cumple esta funcin.

La Hidrologa ensea el manejo que se le da a esta

informacin, no siempre completa y muchas veces

ausente en el lugar mismo del proyecto.

EL CICLO HIDROLIGICO

Como todo ciclo, el hidrolgico no tiene ni principio ni

fin; y su descripcin 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

radiacin solar y el viento.

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

transporta por la atmsfera en forma de nubes hasta

que se condensa y cae hacia la tierra en forma de

precipitacin.

EL CICLO HIDROLIGICO

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 precipitacin que llega a las corrientes, una parte

se infiltra y otra llega hasta los ocanos y otros grandes

cuerpos de agua, como presas y lagos.

EL CICLO HIDROLIGICO

Del agua infiltrada, una parte es absorbida por las

plantas y posteriormente es transpirada, casi en su

totalidad, hacia la atmsfera 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 (percolacin) para ser almacenada como agua

subterrnea y despus aflorar en manantiales, ros o el

mar.

EL CICLO HIDROLIGICO

ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO

ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO

Se puede notar que el sistema tiene una relacin

estrecha con dos sistemas adyacentes:

Con la parte superior de la atmsfera, a travs de

la energa que llega del Sol y los estratos superiores,

y

Con los sistemas geolgicos profundos como

aquellos que estn asociados a sistemas

geotrmicos y que pueden interactuar con los

componentes recarga, flujo subterrneo y flujo

subsuperficial.

ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO

En cada subsistema se presentar una capacidad de

retencin de volmenes de agua, en cualquiera de

sus fases, durante un determinado intervalo de

tiempo.

La capacidad de retencin en un medio tambin

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 evaporacin, es decir,

de los volmenes de vapor de agua que llegan a la

atmsfera desde la superficie del ocano y/o desde la

superficie del terreno; en este ltimo caso, si existe

una cubierta vegetal, se presenta el efecto combinado

que recibe el nombre de evapotranspiracin.

El vapor de agua podr ser desplazado por los procesos

de circulacin atmosfrica a otras regiones

geogrficas donde, si se presentan las condiciones

adecuadas, abandonar el subsistema atmosfrico al

cambiar de fase a travs de la precipitacin, es decir,

se transformar en lluvia, nieve, hielo, roco, etc.

SUB SISTEMA ATMOSFERICO

Esta precipitacin podr tener lugar tanto en la

superficie del ocano como en el continente y, en

algunas situaciones, el agua precipitada no se

incorporar a ningn proceso de los subsistemas de

agua superficial y subterrnea, Regresando a la

atmsfera; a esta variable se le da el nombre de

intercepcin o prdidas, y queda ejemplificada por

aquella porcin de agua lquida atrapada en las copas

de los rboles, techos de las casas, etc.

SUB SISTEMA DEL AGUA SUPERFICIAL

Para este subsistema la precipitacin se considera

como una entrada. Una vez eliminada el agua

interceptada, el volumen restante se transformar

en escurrimiento sobre la superficie del terreno, el

cual a su vez llegar al sistema de drenaje del rea

de captacin para formar el escurrimiento

superficial; parte de estos escurrimientos saldrn

del subsistema como infiltracin al subsistema

subterrneo o bien como escurrimiento por medio

de los sistemas de drenaje regionales que

finalmente llegan al ocano.

SUB SISTEMA DEL AGUA SUBTERRANEA

La entrada a este subsistema proviene bsicamente

de la infiltracin. Parte del volumen infiltrado al

subsuelo percola a mayor profundidad, llegando al

almacenamiento del agua subterrnea; la otra

parte se almacena en la regin intermedia entre la

superficie del terreno y el almacenamiento de agua

subterrnea de mayor profundidad. En las dos

zonas mencionadas del subsuelo tiene lugar el

desplazamiento del agua: en el primer caso, se

trata del flujo subterrneo, y en el segundo caso se

trata del flujo subsuperficial.

SUB SISTEMA DEL AGUA SUBTERRANEA

El flujo subterrneo puede abarcar grandes

extensiones y actuar como una salida del agua

subterrnea al ocano o a otros sistemas

regionales.

El flujo subsuperficial es generalmente local y es un

proceso importante entre diferentes variables

dentro del subsistema; este flujo tambin se puede

convertir en una salida del subsistema por medio

de la evapotranspiracin.

ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE N01

DIBUJE EN SU CUADERNO EL CICLO HIDROLOGICO,

EXPLICANDO CLARAMENTE CADA FASE.