HIDROLOGIA

La Hidrología: 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.áreas en que la Hidrología, fue subdividida son las siguientes: Hidrometeorologia - es la parte de la ciencia que trata de la agua en la atmósfera; Limnologia - se refiere al estudio de los lagos y reservatorios artificiales; Potamología o Fluviologia - trata del estudio de los arroyos y ríos; Glaciología o Criología - es el área de la ciencia relacionada con la nieve y el hielo en la naturaleza; Hidrogeología - es el campo científico que trata de las aguas subterráneas.

Aplicaciones prácticas de la hidrología:1. Diseño y operación de estructuras hidráulicas2. Abastecimiento de agua3. Tratamiento y disposición de aguas residuales4. Irrigación5. Drenaje6. Generación hidroeléctrica

EL CICLO HIDROLOGICO

En la tierra el agua existe en un espacio llamado hidrosfera que se extiende desde unos quince kilómetros arriba en la atmosfera hasta un kilometro por debajo de la litosfera o corteza terrestre. El agua circula en la hidrosfera a través de un laberinto de caminos que constituye el ciclo hidrológico.

El ciclo no tiene principio ni fin y sus diversos procesos ocurren de manera continua.

Resumen de agua en el planeta.

Descripción %Océanos 96.5Hielo polar 1.7Manantiales subterráneos 1.7Aguas superficiales 0.1

Procesos Hidrológicos

Flujo en canales abiertos

El flujo en canales abiertos corre a través de un canal con superficie libre, tal como la superficie en un rio o en un tubo totalmente lleno.

Flujos en medio porosos

Un medio poroso es una estructura de pequeños conductos, de varias formas y tamaños, interconectados. Para flujo uniforme permanente en un tubo circular de diámetro D.

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Calor sensible: el calor sensible es la parte de la energía interna de una sustancia que es proporcional a su temperatura. Calor latente: cuando una sustancia de fase (estado sólido, líquido o gaseoso) absorbe o emite calor latente. Existen tres clases a saber: fusión o derretimiento de hielo, Vaporización de agua líquida y sublimación, conversión directa de hielo en vapor de agua.

PROCESO DE TRANSPORTE

El proceso de transporte Energía calórica se da en tres formas: 1. Conducción2. Convección3. Radiación

La conducción: es el resultado de un movimiento molecular aleatorio en las sustancias; el calor se transfiere a medida que las moléculas de la zonas de alta temperatura chocan y transfieren energía a las moléculas de la zonas de baja temperatura. La convección: es el transporte de energía calórica que se asocia con el movimiento de masa de un fluido, pero su magnitud depende de la turbulencia del flujo, lo cual significa que no puede determinarse en forma precisa

La Radiación: es la transferencia directa de energía por medio de ondas electromagnéticas y puede ocurrir en el vacío.

La radiación neta en la superficie de la tierra es la mayor fuente de energía para la evaporación de la tierra.

parte superior de la atmosfera disminuye antes de alcanzar un área unitaria en la superficie terrestre, por tres efectos diferentes:

1. Dispersión en la atmosfera 2. Absorción por las nubes 3. Oblicuidad de la superficie de la tierra con respectó a la radiación entrante (una

función de la latitud, estación y hora del día).

La atmosfera actúa como un radiador, especialmente en días muy nublados, emitiendo radiación de mayor longitud de onda que la del sol, ya que su temperatura es más baja.

Transparencia

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La transparencia de la atmósfera tiene una relación importante con la cantidad de insolación que llega a la superficie terrestre. La radiación emitida se agota a medida que pasa a través de la atmósfera. Los diferentes compuestos atmosféricos absorben o reflejan energía de diferentes maneras y en cantidades variadas. La transparencia de la atmósfera se refiere al monto en que la radiación penetra en la atmósfera y llega a la superficie terrestre sin agotarse. Como se indica en la figura 2-2, una parte de la radiación que recibe la atmósfera se refleja desde la parte superior de las nubes y desde la superficie terrestre, y otra es absorbida por moléculas y nubes. Algunos de los gases de la atmósfera (notoriamente el vapor de agua) absorben la radiación solar, por lo que llega una menor radiación a la superficie terrestre. A pesar de componer sólo aproximadamente 3% de la atmósfera, el vapor de agua absorbe en promedio seis veces más radiación solar que los demás gases combinados. Por lo tanto, la cantidad de radiación recibida por la superficie terrestre es considerablemente menor que la recibida fuera de la atmósfera, representada por la constante solar.

Figura 2-2. Dos factores que reducen la transparencia atmosférica

AGUA ATMOSFERICA De los diversos procesos meteorológicos que ocurren continuamente en la atmosfera, lo más importante para la hidrología son los de:

a) Precipitación b) evaporaciónEn los cuales la atmosfera interactúa con el agua superficial, la mayor parte del agua que se precipita sobre la superficie terrestre proviene de la humedad que se evapora en los océanos y que es transportada por la circulación atmosférica a lo largo de grande distancias. Las dos fuerzas básicas para la circulación atmosférica resultan de la rotación de la tierra y de la transferencia de energía calórica entre el ecuador y los polos.

CIRCULACION ATMOSFERICALa circulación atmosférica es un movimiento del aire atmosférico a gran escala y, junto con la circulación oceánica [ 1 ] , el medio por el que el calor se distribuye sobre la superficie de la Tierra. Sin embargo, hay que tener en cuenta que aunque el papel de las corrientes oceánicas es más pequeño de acuerdo con su volumen en comparación con el de la circulación atmosférica, su importancia en cuanto al flujo de calor entre las distintas zonas geoastronómicas es muy grande, por la notable diferencia de densidad entre la atmósfera y las aguas oceánicas que ocasiona que el calor específico transportado por un m³ de agua oceánica sea muy superior al que puede desplazar un m³ de aire.

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Vapor de Agua

El vapor de agua es un gas que se obtiene por evaporación o ebullición del agua líquida o por sublimación del hielo. Es inodoro e incoloro y, a pesar de lo que pueda parecer, las nubes o un congelador, vulgarmente llamado "vapor", no son vapor de agua sino el resultado de minúsculas gotas de agua líquida o cristales de hielo.

Presión de Vapor.

La presión de vapor o más comúnmente presión de saturación es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. Este fenómeno también lo presentan los sólidos; cuando un sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido (proceso denominado sublimación o el proceso inverso llamado sublimación inversa) también hablamos de presión de vapor.

Precipitación.Se entiende por precipitación la caída de partículas líquidas o sólidas de agua. La precipitación es la fase del ciclo hidrológico que da origen a todas las corrientes superficiales y profundas, debido a lo cual su evaluación y el conocimiento de su distribución, tanto en el tiempo como en el espacio, son problemas básicos en hidrología.

1. Tipos de precipitaciónEn general, las nubes se forman por el enfriamiento del aire por debajo de su punto de saturación. Este enfriamiento puede tener lugar por varios procesos que conducen al ascenso adiabático con el consiguiente descenso de presión y descenso de temperatura. La intensidad y cantidad de precipitación dependerán del contenido de humedad del aire y de la velocidad vertical del mismo. De estos procesos se derivan los diferentesTipos de precipitación:

1. Precipitación ciclónica. Es la que está asociada al paso de una perturbación ciclónica.Se presentan dos casos: frontal y no frontal.

La precipitación frontal puede ocurrir en cualquier depresión barométrica, resultando el ascenso debido a la convergencia de masas de aire que tienden a rellenar la zona de baja presión. La precipitación frontal se asocia a un frente frío o a un frente cálido.En los frentes fríos el aire cálido es desplazado violentamente hacia arriba por el aire frío, dando lugar a nubosidad de gran desarrollo vertical acompañada de chubascos que a veces

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son muy intensos, así como de tormentas y granizo. La precipitación del frente frío es generalmente de tipo tormentoso, extendiéndose poco hacia delante del frente.En los frentes cálidos el aire caliente asciende con relativa suavidad sobre la cuña fría, en general de escasa pendiente, dando lugar a una nubosidad más estratiforme que en el frente frío y, por lo tanto, a lluvias y lloviznas más continuas y prolongadas, pero de menor intensidad instantánea.

2. Precipitación convectiva. Tiene su origen en la inestabilidad de una masa de aire más caliente que las circundantes. La masa de aire caliente asciende, se enfría, se condensa y se forma la nubosidad de tipo cumuliforme, origen de las precipitaciones en forma de chubascos o tormentas. El ascenso de la masa de aire se debe, generalmente, a un mayor calentamiento en superficie.

Frente frio.

Frente Cálido

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Desarrollo de precipitación tipo convectivo.

3. Precipitación orográfica. Es aquella que tiene su origen en el ascenso de una masa de aire,Forzado por una barrera montañosa.

Precipitación orográfica

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