HIDROLOGIALa hidrologa es el estudio del movimiento, distribucin y calidad del agua en todas las zonas de la Tierra, y se dedica tanto al ciclo hidrolgico como a los recursos de agua. La investigacin hidrolgica es til en cuanto que nos permite entender mejor el mundo en el que vivimos, y tambin proporciona conocimientos para la ingeniera ambiental, poltica y planificacin.

Aplicaciones De La Hidrologa* Determinacin del equilibrio de agua de una regin.* Parte del mdulo de riesgo en modelado de catstrofes.* Diseo de presas para abastecimiento de agua o generacin de energa hidroelctrica.* Diseo de puentes.* Diseo de alcantarillas y sistemas de drenaje urbano.* Anlisis del impacto de la humedad antecedente en sistemas de alcantarillado sanitarios.* Prediccin de cambios geomorfolgicos, como erosin o sedimentacin.

CICLO HIDROLOGICOMovimiento del agua en la corteza terrestre. Proceso mediante el cual se realiza en abastecimiento de aguas para las plantas, los animales y el hombre.El agua puede cambiar su estado entre lquido, vapor y hielo en varias etapas del ciclo, y los procesos pueden ocurrir en cuestin de segundos o en millones de aos.

PrecipitacinEs la cada de partculas liquidas o solidas del agua. Es la fase del ciclo hidrolgico que da origen a todas las corrientes superficiales y profundas.La precipitacin es un componente principal del ciclo hidrolgico, y es responsable de depositar la mayor parte del agua dulce en el planeta Precipitacin Ciclnica: est asociada al paso de una perturbacin ciclnica. Puede ser: frontal: cuando las masas de aire suben y tienden a rellenar las zonas de baja presin; no frontal: cuando las masas de aire frio suben paralelamente a los frente calientes.

Precipitacin Convectiva: tienen su origen en la inestabilidad de una masa de aire ms caliente que las circundantes. La masa de aire caliente sube y se condensa en formas de nubes cumoliformes. Las precipitaciones son en chubascos o tormentas.

Precipitacin Orogrfica: tiene origen en el ascenso de las masas de aire forzadas por una barrera montaosa

Cmo se forma la precipitacin?Tipos de nubes.Diferencia entre cuenca, rio y lago.

Intensidad de precipitacin: esta mide la cantidad de precipitacin por unidad de tiempo expresndose en mm/h. en caso de precipitaciones muy intensas se puede medir en mm/mint.

Medida de precipitacin: El movimiento del agua por la Tierra puede ser medido de varias formas. Esta informacin es importante tanto para la evaluacin de los recursos de agua como para el entendimiento de los procesos implicados. Algunos de los dispositivos utilizados son: Disdrmetro: caractersticas de precipitacin; Olla de evaporacin de Symon: evaporacin; Infiltrmetro: infiltracin; Piezmetro: presin de agua subterrnea y, por inferencia, profundidad del agua subterrnea; Radar: propiedades de las nubes, estimacin de la tasa de lluvia, y deteccin de nieve y granizo; Pluvimetro: lluvia y nevada; Satlite: identificacin de reas lluviosas, estimacin de la tasa de lluvia, uso y cobertura de la tierra, humedad del suelo; Higrmetro: humedad; Corrientmetro: flujo de corriente; Tensimetro: humedad de suelo; Reflectmetro de dominio temporal: humedad de suelo; Sonda de capacitancia: humedad del suelo.

Estacin Pluviomtrica: rea que contiene los implementos adecuados para medir la intensidad de lluvias.

Calculo de precipitacin media de un rea: se basa en mediciones hechas en las estaciones pluviomtricas de un rea. Cuenca Hidrogrfica: rea donde se encuentran los afluentes de los cuerpos de agua. Tiempo de concentracin (TC): tiempo que tarda una partcula de agua en llegar a la cuenca. Curva de nivel: lnea imaginaria que une puntos con una misma cota.

Mtodo aritmtico:suma los diferentes datos de las estaciones pluviomtricas y promedia estas dividiendo la cantidad total entre la cantidad de estaciones. Solo es aconsejable cuando la distribucin de las estaciones sea uniforme en la zona baja y convenientemente elegidas en zonas de montaas. La precipitacin media de la cuenca es:, donde P: precipitacin media Pn: precipitacin por estacin y n: nmero de estaciones.Ej: EstacinPrecipitacin

11379

21768.5

31361

4927.4

51309

Mtodo de los polgonos de Thiessen: Este mtodo se puede utilizar para una distribucin no uniforme de estaciones pluviomtricas, provee resultados ms correctos con un rea de cuenca aproximadamente plana, pues no considera influencias orogrficas.

EstacinPrecipitacin media de cada polgonoreaVolumen

11379394654415.34

21768.5116.49206212

31361236.93322461

4927.463.9559307

5130948.9464062.46

Mtodo de las Isoyetas:Es el mtodo ms preciso, pues permite la consideracin de los efectos orogrficos en el clculo de la lluvia media sobre la cuenca en estudio. Se basa en el trazado de curvas de igual precipitacin de la misma forma que se hace para estimar las curvas de nivel de un levantamiento topogrfico. Se calcula sumando los productos de las reas comprendidas entre cada dos isoyetas por correspondiente precipitacin y dividiendo la suma entre el are total de la cuenca.

Insoyecta (mm)Precipitacin media de cada polgonorea (Km2)Volumen

1200-1400130022.5029500000

1400-1600150031.4347145000

1600-1600160076.30122080000

1600-14001500108.43162645000

1400-12001300286.14371982000

1200-1000110035.1038610000

1000-80090010.189162000

570.08780870000

EvaporacinLa evaporacin es el proceso por el cual las molculas en estado lquido (por ejemplo, el agua) se hacen gaseosas espontneamente (ej.: vapor de agua). Es lo opuesto a la condensacin. Generalmente, la evaporacin puede verse por la desaparicin gradual del lquido cuando se expone a un volumen significativo de gas.

Factores que influyen en la tasa de evaporacin* Concentracin de otras sustancias en el aire. Si el aire ya est saturado con otras sustancias, puede tener una capacidad inferior para la sustancia que se evapora.* Concentracin de otras sustancias en el lquido (impurezas). Si el lquido contiene otras sustancias, tendr una capacidad inferior para la evaporacin.* Temperatura de la sustancia. Si la sustancia est ms caliente, la evaporacin ser ms rpida.* Fuerzas intermoleculares. Cuanto mayores son las fuerzas que mantienen las molculas juntas en el lquido, ms energa ser necesaria para evaporarlas.* Salinidad del Agua. Mientras ms salada sea el agua menos se evapora.

Medida del poder evaporanteEs difcil precisar debido a los cambios que presenta dependiendo del sitio donde se mida, es diferentes en bosques que en terrenos secos.Los instrumentos empleados son: tanques de evaporacin, recipientes de evaporacin, recientes de porcelana porosa, evapormetros de disco de papel.

Tipos de evaporacin Evaporacin hidrolgica: es la evaporacin que se presenta realmente y depende de la cantidad de agua que hay en el ambiente. Evaporacin meteorolgica: es la cantidad de vapor que es capaz de absorber la atmosfera, los valores de la evaporacin hidrolgica son menores a los de la atmosfrica. Evaporacin desde superficies liquidas: estas pueden ser: Extensin: tienen gran importancia por los vientos que la recorren y que al pasar por el mar producen una gran evaporacin. Profundidad: influye ya que las masas de aguas poco profundas siguen rpidamente las variaciones de temperatura del aire. Evaporaciones del suelo: se produce solo de la superficie externa, salvo en caso de terrenos porosos en los cuales se puede producir la evaporacin desde profundidades mayores de 50cm. La evaporacin resta contenido a la humedad en la parte superior del suelo y provoca el ascenso del agua, desde las capas ms profundas pudiendo ocasionar que se llegue a un suelo seco.

TranspiracinProceso mediante el cual el agua sube a la superficie por medio de las plantas. Tambin depende del poder evaporante de la atmosfera, la temperatura, la humedad y la velocidad del viento. Este parmetro alcanza un pto mximo de da y un pto mnimo de noche dependiendo del suelo y del tipo de plantas.

SublimacinEs una transicin de la fase gas a la fase slida sin pasar por una etapa lquida intermedia. La sublimacin es una transicin de fase que ocurre a temperaturas y presiones por debajo del punto triple.Infiltracin Es el proceso por el cual el agua en la superficie de la tierra entra en el suelo.La tasa de infiltracin, en la ciencia del suelo, es una medida de la tasa a la cual el suelo es capaz de absorber la precipitacin o la irrigacin. Se mide en pulgadas por hora o milmetros por hora. Las disminuciones de tasa hacen que el suelo se sature. Si la tasa de precipitacin excede la tasa de infiltracin, se producir escorrenta a menos que haya alguna barrera fsica. Est relacionada con la conductividad hidrulica saturada del suelo cercano a la superficie. La tasa de infiltracin puede medirse usando un infiltrmetro.

Proceso de infiltracinInfiltracin en la recogida de aguas residualesLos sistemas de recogida de aguas residuales consisten de un juego de lneas, uniones y estaciones elevadoras para comunicar las aguas residuales con una planta de tratamiento de agua. Cuando estas lneas se ven comprometidas por ruptura, rajas o invasin de la raz de un rbol, puede producirse infiltracin de aguas pluviales. Esta circunstancia a menudo conduce a un desbordamiento de alcantarillas, o la descarga de aguas residuales no tratadas al entorno.

Capacidad de infiltracin: es la cantidad de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones y es variable en funcin del tiempo, humedad del suelo y compactacin del mismo.

Factores que afectan la CI: Entrada superficial: la superficie del suele puede estar cerrada por la acumulacin de partculas que impidan o retrasen la entrada del agua al suelo. Transmisin a travs del suelo: el agua puede continuar entrando en el suelo con mayor rapidez que su transmisin hacia abajo, dependiendo de los estratos. Acumulacin en la capacidad de almacenamiento: El almacenamiento disponibledepende de la porosidad, espesor del horizonte y cantidad de humedad existente. Caractersticas del medio permeable: La capacidad de infiltracin est relacionada conel tamao del poro y su distribucin, el tipo de suelo arenoso, arcilloso-, la vegetacin, laestructura y capas de suelos. Caractersticas del fluido: La contaminacin del agua infiltrada por partculas finas ocoloides, la temperatura y viscosidad del fluido, y la cantidad de sales que lleva.

Fases del proceso de infiltracina) Intercambio. Se presenta en la parte superior del suelo, donde el agua puede retornar a la atmsfera por medio de la evaporacin debido al movimiento capilar o por medio de la transpiracin de las plantas.b) Transmisin. Ocurre cuando la accin de la gravedad supera a la de la capilaridad y obliga al agua a deslizarse verticalmente hasta encontrar una capa impermeable.c) Circulacin. Se presenta cuando el agua se acumula en el subsuelo debido a la presencia de una capa impermeable y empieza a circular por la accin de la gravedad, obedeciendo las leyes del escurrimiento subterrneo.

HUMEDAD DEL SUELOLa capacidad de retener el agua que tiene el suelo depende de:1. Textura del Suelo: es la composicin fsica del suelo, se refiere al % con el que se presentan los diversos materiales constitutivos del mismo. Clasificacin:a. Predregosos..dimetro 20mmb. Gravosos..dimetro entre 2 y 20mmc. Arenas Gruesas.. dimetro entre 0.2 y 2mmd. Arenas Finas dimetro entre 0.02 y 0.2mme. Limos dimetro entre 0.002 y 0.02mmf. Arcillas.. dimetro 0.002mm

2. Estructura del suelo: se refiere al arreglo de las partculas en su forma de unin. La estructura del suelo puede ser granular, nuciforme, filiforme o laminar.

3. Densidad real o peso especifico: es el peso o densidad de las partculas que forman un suelo

4. Densidad aparente: es la ralacion entre un volumen de tierra tomado en el suelo seco y el peso del mismo volumen con agua. Ejemplo: Suelos Arenoso entre 1.4-1.6; Suelos Limosos entre 1.3-1.4; Suelos Arcillosos 1.1-1.3.

5. Porosidad: es el % en volumen que ocupan los huecos o espacios vacios del suelo (llenos de aire o de agua) en relacin al volumen total.

6. Permeabilidad: es la velocidad de filtracin de un suelo para el agua.a. Suelos gruesos 100mm/hrb. Suelos Ligeros 50 a 100mm/hrc. Suelos Medios 10 a 50mm/hrd. Suelos Pesados 5 a 10mm/hre. Suelos muy Pesados 1 a 5mm/hr7. Liofilizacin: cuando las arcillas son laminares y en presencia de agua se separan.

Estados del agua en el suelo Agua libre o de gravedad: cuando el agua circula libremente entre los espacios y desciende en profundidad debido a la fuerza de gravedad.

Agua capilar: es en agua retenida en los espacios capilares y se acumulan por las fuerzas capilares producidas por el contacto aire-agua

Potencial capilar: es el trabajo que ejerce el suelo para desplazar el agua en contra de las fuerzas capilares

CapilaridadCuando un lquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o potencial capilar entre sus molculas es menor que la adhesin del lquido con el material del tubo; es decir, es un lquido que moja.

Capacidad de retencin o capacidad de campoEs la cantidad de agua que se mantiene en el suelo, despus que en agua por gravedad drena totalmente.

Punto de Marchites: es el estado en que el agua es mantenida por el suelo con fuerza superior a la succin de las plantas

Permeabilidad del sueloLa permeabilidad es la capacidad que tiene el suelo de permitirle al agua que lo atraviese sin alterar su estructura interna. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores bsicos: la porosidad del material; la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura; la presin a que est sometido el fluido.La determinacin de la permeabilidad del suelo tiene una importante incidencia en los estudios hidrulicos portante del sustrato (por ejemplo previo a la construccin de edificios u obras civiles), para estudios de erosin y para mineraloga, entre otras aplicaciones. La permeabilidad del suelo suele aumentar por la existencia de fallas, grietas, juntas u otros defectos estructurales. Tabla de permeabilidad intrnseca de algunos tipos de suelosPermeabilidad relativaPermeabilidadSemi-PermeableMuy poco permeable

Arenaogravano consolidadaGrava continua (o redondeada)Arena continua o mixtaArena fina

Arcilla no consolidada y materia orgnicaTurbaEstratoarcillosoArcilla expansiva

Roca consolidadaRocas muy fracturadasRocapetrolferaPiedra areniscaRoca sedimentaria, dolomitaGranito

EscurrimientoEs la parte de la precipitacin que aparece en las corrientes fluviales superficiales perennes, intermitentes o efmeras y que regresa al mar o a los cuerpos de agua interiores. Escurrimiento superficial: se refiere al agua que escurre por el suelo y luego pasa a los causes de los ros Escurrimiento sub-superficial: es el agua que se desliza a travs de los estratos superficiales del suelo hacia las corrientes. Escurrimiento subterrneo: es aquel que se debe a una profundidad de percolacin del agua infiltrada en los suelos. Se lleva a cabo en los mantos subterrneos y posteriormente se dirige a las corrientes fluviales. Escurrimiento base: se conforma por el escurrimiento subterrneo y el sub-superficial Escurrimiento directo: es el escurrimiento que entra directamente en el cauce de las corrientes y corresponde al escurrimiento sub-superficial ms la precipitacin que cae directamente en los cauces.

Factores que afectan el escurrimiento Factores climticos: son aquellos que determinan la cantidad de agua precipitada destinada al escurrimiento por la intensidad, duracin, distribucin en el espacio, direccin de los movimientos y la precipitacin antecedente ms la humedad del suelo. Factores fisiogrficos: relacionados con la forma y caractersticas fsicas del terreno con los canales fluviales Factores morfomtricos: son las formas terrestres que influyen en el agua de lluvia al caer a la superficie, por la velocidad que adquiere, por los efectos que produce, y por el tiempo que tardan en llegar al punto de desage.

Usos y cubierta del sueloTipos de sueloGeologaTopografa

RED DE DRENAJESe refiere a las caractersticas de los canales que comprenden el sistema fluvial de las cuencas. Densidad hidrogrfica, densidad del drenaje y la capacidad de almacenamiento.

Medidas de escurrimiento: El coeficiente de escurrimiento es la relacin entre la cantidad de agua escurrida y la cantidad de agua precipitada.

Nivel de agua: Es la altura de agua de los ros en la seccin que se mide.

Velocidad: es la relacin del espacio recorrido por el agua de las corrientes en un tiempo determinado

Gasto o caudal: es el volumen del agua que pasa determinada seccin del rio en un intervalo de tiempo

Aportacin: es el volumen total escurrido en un periodo determinado, un da, un mes o un ao

AGUAS SUBTERRANEASEs la que se encuentra dentro de la litosfera. La mayor parte de ella se debe a la infiltracin del agua de lluvia, aunque tambin hay aguas subterrneas debido a fenmenos como el volcanismo y las que quedan atrapadas en las rocas sedimentarias.

Agua higroscpica: es la que el suelo absorbe y pasa a formar pelculas finas, la mxima proporcin de agua que retiene un suelo en forma higroscpica es igual a H% que un suelo es capaz de absorber a partir de una atmosfera con 100% de humedad.

Agua capilar: es la que existe por fenmenos de capilaridad del suelo

Agua libre: se mueve bajo la influencia de la gravedad una vez satisfecha la humedad del suelo.

Franja intermedia: comunica el suelo con la franja capilar, el espesor varia hasta varios metros

Franja capilar: es la capa humedecida por el agua que asciende desde la zona de saturacin debido a fenmenos capilares.

Zona de saturacin: en esta el movimiento del agua es lento debido a que todos los poros se encentran ocupados y es de aqu de donde se extrae el agua para el consumo.

Formaciones geolgicas segn su actitud para contener el agua: Acufero: son formaciones que permiten al agua moverse a travs de ella y son capaces de suministrarla por gravedad o bombeo Acuicierras: contienen el agua pero son incapaces de transmitirla en cantidades suficientes para su captacin o formacin de manantiales. Acuifugos: son formaciones impermeables que no absorben ni transmiten agua I. Zona de aireacin1. Franja agua del suelo: aguas higroscpicas, capilares y libres.2. Franja intermedia3. Franja capilarII. Zona de saturacin

Clasificacin de los acuferos Libres: se presentan cuando el manto fretico no est limitado en la parte superior por un estrato impermeable. Los confinados: son aquellos donde el agua subterrnea est limitada en su parte superior por un estrato impermeable

Factores que condicionan el agua subterrnea:1. Precipitacin: las zonas lluviosas constituyen reas de alimentacin de agua subterrnea, por lo que en las zonas secas el agua proviene de regiones lejanas donde la lluvia se infiltra y llega lentamente hasta ella.

2. Forma del terreno: es fundamental pues en general las partes altas constituyen zonas potenciales de recarga y las bajas de descarga del flujo de agua subterrnea

3. Geologa: la velocidad del movimiento depende de la estructura y composicin de las formaciones para que el agua pueda transitar por el subsuelo

4. Vegetacin: las races de las plantas y los animales propios del suelo lo hacen ms poroso permitiendo la circulacin del agua por el mismo.

Erosin y formas resultantesEs un proceso natural producto de accin de los agentes atmosfricos que se potencian con las actividades humanas. Los agentes exteriores causantes de la erosin y modelacin de la corteza terrestre son esencialmente el viento, aguas superficiales, aguas subterrneas, glaciares y organismos litfagos.

Erosin elicaSe lleva a cabo por el viento y est condicionado por la ausencia de vegetacin y la presencia de partculas sueltas en la superficie. Puede ejercerse mediante dos procesos: la prefacin: consiste en el transporte de las partculas del suelo por el viento y la abrasin requiere el transporte de elementos cortantes por el viento, estos restos de fragmentos chocan con las superficies de las rocas y las desgasta. Los principales factores que actan en la abrasin son el clima, la rugosidad de la superficie y la vegetacin.

Erosin fluvialSe lleva a cabo en los ros y se produce por la energa de arrastre del agua

Erosin laminarSe produce por las precipitaciones, ya que a medida que las gotas de lluvia golpean el suelo se desprenden partculas de tierra que llegan al agua convirtindose en aguas pantanosas.

Erosin marinaEs provocada por las corrientes marinas que arrastran el material de la costa hasta el mar y lo depositan formando acantilados y playas.