introduccion a la hidrologia
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Introducción a la hidrologíaTRANSCRIPT
SUBPROYECTO: HIDROLOGÍA
Ana Núñez, UNELLEZ-VPA, 2013
MÓDULO IIntroducción a la Hidrología, Factores Morfológicos y Fisiográficos de una
Cuenca
1.- Hidrología
2.- Cuenca hidrográfica
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca
4.- Ciclo Hidrológico
5.- Balance Hidrológico y movimiento de embalses.
1.- HidrologíaDefinición:
La Hidrología (del griego hydor-, agua) es la disciplina científica dedicada al estudio de
las aguas de la Tierra, incluyendo su presencia, distribución y circulación a través
del ciclo hidrológico, y las interacciones con los seres vivos. También trata de las
propiedades químicas y físicas del agua en todas sus fases.
Se nutre de disciplinas como la
geología, química, edafología y
fisiología vegetal, empleando muchos
de sus principios y métodos.
¿Qué hacen los hidrólogos?
•Aplican el conocimiento científico y los principios matemáticos a la solución de problemas
relacionados con el agua en la sociedad: problemas de cantidad, calidad y disponibilidad.
•Se encargan de encontrar los abastecimientos de agua para las ciudades o fincas con
regadío, o de controlar las inundaciones por ríos o la erosión del suelo.
• También pueden trabajar en protección ambiental: prevención o limpieza de la
contaminación o localización de lugares seguros para la eliminación de desechos peligrosos.
•Las personas entrenadas en hidrología pueden tener una amplia variedad de ocupaciones.
Algunas se especializan en el estudio del agua en solamente una parte del ciclo hidrológico:
limnólogos (lagos); oceanógrafos (océanos); hidrometeorólogos (atmósfera); glaciólogos
(glaciares); geomorfólogos (formas terrestres); geoquímicos (calidad del agua subterránea); e
hidrogeólogos (aguas subterráneas).
•Los ingenieros que estudian hidrología pueden ser agrícolas, civiles, ambientales,
hidráulicos, sanitarios, entre otros.
* El fin es la cantidad de agua que se puede aprovechar y la cantidad de agua que se
debe controlar *
1.- HidrologíaImportancia:
•El fin es la cantidad de agua que se puede aprovechar y la cantidad de agua que se
debe controlar *
Volumen = Almacenamiento = L*L*L = Precipitación * Área de drenaje = (m * m2 = m3 )
Lamina = Precipitación = Longitud (mm, cm)
Caudal = Agua en movimiento = L*L*L / Tiempo = (m3 /seg; cm3/dia; lts/hora
INDISPESABLE CONOCER EL AREA RECEPTORA O AREA DE DRENAJE
CUENCAS HIDROGRAFICAS
1.- HidrologíaImportancia:
2.- Cuenca hidrográfica
Definición, Divisorias y partes:
Cuenca de drenaje o cuenca hidrológica: Es el territorio drenado por un
único sistema de drenaje .
“Unidad territorial delimitada por las líneas divisorias de aguas superficiales
que convergen hacia un mismo cauce, y conforman espacios en el cual se
desarrollan complejas interacciones e interdependencias entre los
componentes bióticos y abióticos, sociales, económicos y culturales, a través
de flujo de insumos, información y productos” Art. 2 Ley de Agua, 2007
Es el área que se caracteriza
porque toda el agua lluvia, que
sobre ella cae drena hacia un
punto de salida común.
http://www.sanaa.hn/familia/familia/Historia%20No%204.pdf
http://wapedia.mobi/es/Cuenca_hidrogr%C3%A1fica
2.- Cuenca hidrográfica
Tipos de cuencas:
Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes
de encauzarse en una red de drenaje. Los arroyos, aguadas y
cañadones de la meseta central patagónica pertenecen a este
tipo, ya que no desaguan en ningún río u otro cuerpo
hidrográfico de importancia.
Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al océano. Un
ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamérica.
Endorreicas: desembocan en lagos, lagunas o salares que
no tienen comunicación salida fluvial al mar. Por ejemplo, la
cuenca del río Desaguadero, en Bolivia.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_del_Plata
http://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_del_Plata
http://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_del_Plata
2.- Cuenca hidrográfica
Delimitación:
Torrente (hidrografía) - Wikipedia, la enciclopedia libre.htm
Tradicionalmente la delimitación de cuencas, se ha
realizado mediante la interpretación de los mapas
cartográficos
2.- Cuenca hidrográfica
Delimitación:
Torrente (hidrografía) - Wikipedia, la enciclopedia libre.htm
Tradicionalmente la delimitación de cuencas, se ha
realizado mediante la interpretación de los mapas
cartográficos
2.- Cuenca hidrográfica
Definición, Divisorias y partes:
Torrente (hidrografía) - Wikipedia, la enciclopedia libre.htm
2.- Cuenca hidrográfica
Definición, Divisorias y partes:
http://franklinlmc.obolog.com/delimitacion-cuenca-hidrografica-233721
2.- Cuenca hidrográfica
RECOMENDACIONES
1.- Definir 1.1.- La red de drenaje
1.2.- El área receptora o de captación de la cuenca
1.3.- Curvas de nivel sucesivas de trabajo.
2.- Medir 2.1.1- La longitud de cauce principal
2.1.2.- La longitud axial
2.1.3.- La longitud máxima.
2.1.4.- La longitud de la red de drenaje
2.2.1.- La longitud cada curvas de nivel (1.3) entre el limite del área de la
cuenca
2.3.1.- El perímetro de la cuenca.
3.- Calcular 3.1.- El área de drenaje de la cuenca
3.2.- El área entre curvas de nivel.
2.- Cuenca hidrográfica
RECOMENDACIONES
PARAMETRO SIMBOLO VALOR
ÁREA 1.- Área de drenaje A
2.- Perímetro P
LONGITUD
1.- Longitud cauce principal Lc
2.- Longitud máxima de la cuenca LM
3.- Longitud de la cuenca Lax
FORMA1.- Factor forma Kf
2.- Coeficiente de compacidad Kc
RED O SISTEMA
DE DRENAJE
1.- Orden de la cuenca K
2.- Relación de bifurcación Rb
3.- Densidad del drenaje D
RELIEVE1.-Elevacion Media Emedia
2.- Elevación Mediana Emediana
PENDIENTE
1.- Pendiente media de la cuenca o
de la laderaSl
2.- Pendiente del cauce principal S
Simplificar la información en Cuadro Resumen
PARAMETRO DEFINICIÓN UNIDAD FORMULA
1.- ÁREA
Área de
drenajeA
Definida como la
proyección horizontal de
toda el área de drenaje de
un sistema de escorrentía
dirigido directa o
indirectamente a un
mismo cauce natural.
áreaAplicar el Método de la
cuadricula
2.- Perímetro
Perímetro de
la cuenca PLongitud de la línea de
divisoria de la cuenca.
longitud
Medir sobre mapa, el
perímetro generado por la
delimitación de la cuenca
3.- Ancho Ancho a
Relación entre el área (A)
y la longitud de la cuenca
(L)
longitud
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca
Y su influencia sobre la respuesta ante la ocurrencia de un evento de
lluvia A.-Parámetros relacionados con el área:
Las cuencas Pequeñas tienden a producir valores de caudales muy altos.
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con la longitud:
PARAMETRO DEFINICIÓN UNIDAD FORMULA
LONGITUD
1.- Longitud
cauce
principal
Lcp
Distancia o
trayectoria
entre la
naciente y la
desembocadur
a del cauce
principal
longitud
Medir sobre mapa la
trayectoria del cauce
principal desde la naciente
hasta el punto de salida de
la cuenca
2.- Longitud
máxima de la
cuenca
Lmax
Distancia o
trayectoria
desde el punto
más lejano a la
desembocadur
a de la cuenca.
longitud Medir sobre mapa la
trayectoria del cauce
principal desde el punto
mas distante de la cuenca
hasta el punto de salida
de la cuenca
3.- Longitud
de la cuencaL axial
Distancia
medida en una
línea recta
paralela al
cauce principal.
longitud
Medir sobre mapa, el
perímetro generado por la
delimitación de la cuenca.
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con la forma:
PARAMETRO DEFINICIÓN UNIDAD FORMULA
FORMA
1.- Factor forma KfRelación entre el ancho
promedio y la longitud de la
cuenca
S/U
2.- Coeficiente de
compacidadKc S/U
Kf= A
Lax 2
Kc= 0,282 P
√A
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con la Red de drenaje:
PARAMETRO DEFINICIÓN UNIDAD FORMULA
RED O
SISTEMA DE
DRENAJE
1.- Orden de la cuenca K
Es un número que refleja el
grado de ramificación de la red
de drenaje
S/U
2.- Relación de
bifurcaciónRb
Relación entre el número Ni
de cauces de orden i y el
número Ni+1 de cauces de
orden i+1
S/U
3.- Densidad del drenaje D
Relación entre la longitud total
de los cursos de agua de la
cuenca y su área total
S/U
En la naturaleza en cualquier punto donde se calcule la Rb tiende a mantenerse
constante y lo explica la Ley Hol.
Kc= ∑ (D*ai)
A
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con el relieve:
PARAMETRO DEFINICIÓN UNIDAD FORMULA
RELIEVE
1.-Elevacion media
Emed
ia
D: Intervalo entre curvas de nivel sucesivas;
ai: área de la cuenca limitada por par de curvas de
nivel.
A: Área total de la cuenca.
2.-Elevacion Mediana
Emed
ian
a Es el valor de altitud de la cuenca en el cual el 50% del área de ella
esta ubicada por encima o por debajo de dicho valor.
representación gráfica a través de la Construir la curva Hisopmetrica
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con el relieve:
Kc= ∑ (D*ai)
AEmedia
Intervalo entre
curvas de nivel
Curva
media (Di)
Area entre
curvas o area
parcial (ai)
(Di*ai)
4500-4300 4400 69.000.000,00 3,036E+11
4300-4000 4150 61.000.000,00 2,5315E+11
4000-3400 3700 26.750.000,00 98975000000
3400-2000 2700 12.750.000,00 34425000000
169.500.000,00 690.150.000.000,00
KC= 4071,681416m.s.n.m
Emediana
Intervalo entre curvas
de nivelCurva media (Di)
Area entre curvas o area
parcial (ai)
Area entre curvas o
area parcial (ai) / area
total *100
% Area entre
curvas o area
parcial (ai)
Acumulada
4500-4300 4400 69.000.000,00 40,7079646 40,7079646
4300-4000 4150 61.000.000,00 35,98820059 76,69616519
4000-3400 3700 26.750.000,00 15,78171091 92,47787611
3400-2000 2700 12.750.000,00 7,522123894 100
169.500.000,00 100
Kc= ∑ (D*ai)
A
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con pendiente:
PARAMETRO DEFINICIÓN UNIDAD FORMULA
PENDIENTE
1.- Pendiente
media de la
cuenca o de la
ladera
SL
es uno de los factores que mayor
influencia tiene en la duración del
escurrimiento, sobre el suelo y los
cauces naturales, afectando de manera
notable, la magnitud de las descargas.
S= pendiente media de la cuenca
L= longitud total de las curvas de nivel
dentro de la cuenca
A= área de la cuenca
D=Intervalo entre curvas de nivel m/m 0 %
2.- Pendiente
del cauce
principal
S
Relación entre la altura total del cauce
principal (cota máxima menos cota
mínima) y la longitud del mismo.
S= ∆Y
∆X
Kc= ∑ (D*ai)
A
3.- Características morfológicas y fisiográficas de una cuenca: A.-Parámetros relacionados con pendiente:
Curvas
de nivel
Intervalo entre
curvas de nivel
Longitud de la
Curva de nivel
Area entre
curvas o area
parcial (ai)
Pendiente de la
ladera parcial
4500 0 0 0
4300 200 43000 69.000.000,00 0,050737463
4000 300 22000 61000000 0,038938053
3400 600 12000 26750000 0,042477876
2000 1400 0 12750000 0
169500000 0,132153392
S= 0,132153392
4.- Ciclo Hidrológico
Proceso que describe la
ubicación y el movimiento
del agua en nuestro planeta.
Es un proceso continuo en
el que una partícula de agua
evaporada del océano
vuelve al océano después
de pasar por las etapas de
precipitación, escorrentía
superficial y/o escorrentía
subterránea.
En hidrología: relación entre la evaporación, las precipitaciones, la escorrentía y
el almacenamiento superficial y subterráneo en un área especifica y en un tiempo
determinado
Entradas - Salidas = Variación del Almacenamiento
4.- Ciclo Hidrológico
Balance hídrico
Equilibrio entre todos los recursos hídricos que ingresan al sistema y los que
salen del mismo, en un intervalo de tiempo determinado.
En la determinación del balance hídrico se debe hacer referencia al sistema
analizado:
Estos sistemas pueden ser:
1. Una cuenca hidrográfica;
2. Un embalse;
3. Un lago natural;
4. Un país;
5. El cuerpo humano.
Las condiciones que deben cumplirse:
1.- Conocer el Q o V inicial o final
2.- Se debe hacer referencia a un
tiempo definido.
3.- Debe existir homogeneidad en las
unidades
4.- Ciclo Hidrológico
Balance hídrico
Las entradas de agua a la cuenca hidrográfica puede darse de las siguientes formas
• Precipitaciones
• Aguas subterráneas
• Alguna Descargas de agua de una presa, alguna almacén de agua etc
• Evapotranspiración
• Evaporación
• Infiltraciones profundas que van a alimentar acuíferos;
• Derivaciones hacia otras cuencas hidrográficas;
• Derivaciones para consumo humano y en la industria;
• Salida de la cuenca, hacia un receptor o hacia el mar
Las salidas de agua pueden darse de las siguientes formas:
4.- Ciclo Hidrológico
Balance hídrico
Situación 2.- En una superficie de 50 ha, destinada a la producción del cultivo de
cilantro, de desarrollo tres meses; se conoce, que la capacidad de almacenamiento
del suelo es de 100 mm; el requerimiento por mes de ese cultivo sucesivamente
117, 118 y 119 mm mensuales; de un registro de lluvia se conoce que la misma se
distribuyó mensualmente en 163, 101 y 36 mm sucesivamente.
Se desea conocer: si durante el desarrollo del cultivo, se podrá cumplir con las
necesidades hídricas del mismo; expresar los excesos o déficit en m3.
TIEMPO ENTRADAS SALIDAS
E-S
VARIACIÓN DE ALMACENAMIENTO (MM)
3 MESESPRECIPITACIÓN
(MM)
REQUERIMIENTO
DEL CULTIVO (MM)INICIAL FINAL EXCESOS DEFICIT
1 163 117 46 100 100 46 0
2 101 118 -17 100 83 0 0
3 36 119 -83 83 0 0 0
Entradas - Salidas =+_ Variación del Almacenamiento
4.- Ciclo Hidrológico
Balance hídrico
Situación 1.- En una superficie de 1 ha, destinada a la producción del cultivo de
plantas alelopáticas, de desarrollo tres meses; se conoce, que la capacidad de
almacenamiento del suelo es de 100 mm; el requerimiento por mes de ese cultivo
sucesivamente 50, 118 y 150 mm mensuales; de un registro de lluvia se conoce
que la misma se distribuyó mensualmente en 200, 150 y 50 mm sucesivamente.
Se desea conocer: si durante el desarrollo del cultivo, se podrá cumplir con las
necesidades hídricas del mismo; expresar los excesos o déficit en mm.
Entradas - Salidas =+_ Variación del Almacenamiento
TIEMPO ENTRADAS SALIDAS
E-S
VARIACIÓN DE ALMACENAMIENTO (MM)
3
MESES
PRECIPITACI
ÓN (MM)
REQUERIMIEN
TO DEL
CULTIVO (MM)
INICIAL FINAL EXCESOS DEFICIT
1 200 50 150 100 100 150 0
2 150 118 32 100 100 32 0
3 50 150 -100 100 0 0 0