Tema 1 Hidro

8/17/2019 Tema 1 Hidro

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Universidad Nacional de Ingeniería.Recinto Universitario Augusto Sandino.Facultad de tecnología de la Construcción.

FTC.“Introducción a la Hidrología”

ING. HENRY J. VÍLCHEZ

Fuente: Weimar, 2!"


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"Biocooperación ecológica... A Janine

Benyus le gusta recalcar que Darwin

ha sido malinterpretado, que la teoría

de la evolución no se reduce a la

supervivencia de los más aptos, y que

la naturalea te!e coneiones,

#omenta la cooperación y la

dependencia entre los organismos, y

construye así ecosistemas

prodigiosos y resilentes " $%arlos


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!. INTR#$UCCI%N Fi&ar la 'ec(a e)acta del nacimiento de la (idrología es di'ícil, *or

*uede encontrarse en varias es'eras cone)as la geogra'ía 'ísica, la

la geología, la (idr-ulica, etc /edina, 201.

os inicios de la (idrología se vinculan a las *rimeras o3ras de in

antig4edad +ue servían *ara a3astecer de agua a las ciudadescam*os de cultivos. /arcos 5itruvio 6ollio ! A.C., a*ro).1 *arece

*rimero en reconocer el *a*el &ugado *or la *reci*itación tal como lo

la actualidad. eonardo da 5inci !7829!8!:1 'ue el segundo e

conce*ción moderna del ciclo (idrológico, /edina, 201.


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!. INTR#$UCCI%N Aun+ue e)isten algunas re'erencias en la literatura m-s antigua, a*

corres*ondió a 6ierre 6errault el gran m;rito de demostrar con evaluaciones

su li3ro $e l de cele3rar su tricentenario en !:=7.


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?)isten muc(as de'iniciones de (idrología, se recurre a la +ue es considerada la

*ro*uesta *or U.S. Federal Council 'or Science and Tec(nolog> !:021. @idrolog

natural +ue estudia el agua, su ocurrencia, circulación > distri3ución en la su*er'ic

*ro*iedades +uímicas > 'ísicas > su relación con el medio am3iente, inclu>endo a

Tam3i;n es conveniente mencionar la de'inición +ue *lantea la #rganiación

/undial, *or +ue destaca la im*ortancia de la (idrología en relación con los recu

de la tierra > su a*rovec(amiento.

@idrología es la ciencia +ue trata de los *rocesos +ue rigen el agotamiento > recu

recursos de agua en las -reas continentales de la tierra > en las diversas

(idrológicoB ?s necesario limitar la *arte de la (idrología +ue estudia la ingeniería,

comDnmente se llama ingeniería (idrológica.

!. INTR#$UCCI%N


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El ciclo hidrológico

?l ciclo (idrológico es un 'enómeno glo3al de circulación del agsu*er'icie terrestre > la atmós'era, *rovocado 'undamentalmeenergía solar > la energía gravitacional.

?l ciclo (idrológico es el con&unto de cam3ios +ue e)*erimenta elnaturalea, tanto en su estado sólido, lí+uido > gaseoso1, como e

agua su*er'icial, agua su3terr-nea, etc.1. Se *uede su*oner +ue el ciclo (idrológico se inicia con la eva*

agua en los oc;anos, el va*or de agua es trans*ortado *or el viencontinentes. Ea&o condiciones meteorológicas adecuadas, el va*se condensa *ara 'ormar nu3es, las cuales dan origen a las *reci*


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No toda la *reci*itación llega al terreno, >a +ue una *arte se eva*la caída > otra es retenida interce*ción1 *or la vegetación o lcarreteras, etc. *oco des*u;s, es devuelta a la atmós'era *oeva*oración. #tra *arte es retenida en (uecos e irregularidadesalmacenamiento en de*resiones1.

#tra *arte del agua +ue llega al suelo circula so3re la su*er'ice)ceso1 > se concentra en *e+ueGos surcos +ue luego se carro>os, los cuales desem3ocan en ríos escurrimiento su*er'iaguas son conducidas a em3alses, lagos u oc;anos, desdeeva*ora o in'iltra en el terreno.



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6or e'ecto de la gravedad, el agua *ercola (acia estratos m-recargando las na*as 're-ticas >Ho con'inadas, las cuales a*ortalas onas de descarga en ríos, *antanos o vertientes. ?n el ciclola velocidad del agua no es constante, sino, err-tica tanto estem*oralmente. 6or otra *arte, la calidad del agua cam3ia en c

ciclo, siendo ;ste, el gran desaliniador de la naturalea. Si el agua in'iltrada es a3undante, una *arte desciende (asta

agua su3terr-nea, cuando es escasa, el agua +ueda retenida codel suelo en la ona no saturada, de donde vuelve a la ateva*oración o eva*otrans*iración.



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Fuente: Weimar,


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Su3sistema de agua atmos';rica A1, +ue contiene los *rocesos de eva*oración, interce*ción > trans*iración. Su3sistema de agua su*er'contiene los *rocesos de 'lu&o su*er'icial, escorrentía su*er'icial >, naagua su3su*er'icial > su3terr-nea > escorrentía (acia ríos > oc;anos.

Su3sistema de agua su3su*er'icial C1, +ue contiene los *rocesos d

recarga de acuí'eros, 'lu&o su3su*er'icial > 'lu&o de agua su3terr-su3su*er'icial ocurre en la ca*a de suelo cercana a la su*er'icie, mie'lu&o de agua su3terr-nea lo (ace en estratos *ro'undos de suelo > roca(idrológico se de'ine como una estructura o volumen en el es*acio rod'rontera, +ue ace*ta agua > otras entradas, o*era con ellas interna*roduce como salidas.

Representación el ciclo hidrológico


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Representación el ciclo hidrológico

Fuente: Re>es, 2


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a cuenca como sistema (idrológico

Fuente: Re>es, 2


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Modelos hidrológicos

Se de'ine un modelo de un sistema como la conce*tualiación de las inres*uestas de un sistema real, a la +ue se incor*ora la esencia del mismo, de *redecir las interacciones *rinci*ales > sus res*uestas a un con&unto *ro*uesto, es decir es la re*resentación arti'icial del sistema.

1. Modelos físicos

Modelos a escala

Son a+uellos +ue re*resentan el sistema en una escala reducida, tal como los mestructura de control de una o3ra (idr-ulica. Modelos Anlogos

ue usan otro sistema 'ísico +ue *osea *ro*iedades similares a las del *rototi*o


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!eter"inísticos, cuando no consideran aleatoriedad, una entrad*roduce siem*re una misma salida estocsticos# en la +ue la caes determinante, *or lo +ue tienen salidas +ue son *or lo menos aleatorias. Segundo, se considera la variación es*acial, +ue signvaria3les del modelo varían en el es*acio o ser-n uni'ormes.

Ecuación de balance hídrico

?n todo ciclo cerrado, el *rinci*io 'undamental indica +ue la destru>e ni se crea, tal es el caso en el ciclo (idrológico, de estecuación de 3alance (ídrico cam*os aranda, !:JJK s(aL, !:J"1

entradas $ salidas % ca"&io en al"acena"iento


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a 'acilidad de la ecuación anterior es engaGosa, de3ido a +ue en lalos casos, los t;rminos en ella no *ueden ser ni adecuada ni mucuanti'icados. So3re la 3ase de la Figura, *resentada a continuación, ecuación m-s a*ro)imada de 3alance (ídrico

' % *reci*itación,E % eva*oración,( % trans*iración,R % escurrimiento su*er'icial,I % in'iltración,) % escurrimiento su3terr-neo,* % t;rmino re'erido al almacenamiento.


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$urante un aGo determinado, una cuenca de 28 Mm2 reci3e : mm. de *escurrimiento anual a'orado en el río +ue drena la cuenca 'ue de 8"0! millones d

acer una estimación a*ro)imada de las cantidades con&untas de agua

trans*irada *or la cuenca durante el aGo.a ecuación +ue se utiliara es la ecuación !, de donde se tiene

6ara *oder solucionar se (acen las siguientes su*osiciones a divisoria toaguas su3terr-neas son coincidentes, entonces O Se su*one SO, lo +uevolumen de agua su3terr-nea no cam3ia con el tiem*o, *ara *eriodos m-s cdonde se so3ree)*lotan los acuí'eros esta su*osición no es v-lida. ?l escurrimse tras'ormar- en l-mina de agua en mmHaGo, de donde se tiene


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a cantidad de agua eva*orada > trans*irada en la cuenca es dmilímetros al aGo.

$urante un aGo determinado, una cuenca de 28 Mm2 reci3e :*reci*itación, el escurrimiento anual a'orado en el río +ue drena l'ue de 8"0! millones de m".

$onde se tiene +ue6 O *reci*itación,? O eva*oración,T O trans*iración,R O escurrimientosu*er'icial,

(ra&a+o ,-1:


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(ra&a+o , 1:

P$e'ina en sus *ro*ias *ala3ras idrologíaQ

P$e'ina Ingeniería idrológicaQ

P6resente e&em*los de a*licación de la (idrología en Ingeniería CivPu; entiende *or Ciclo idrológicoQ

Pu; es un Sistema idrológicoQ

Pu; entiende *or modelo (idrológicoQ

P/encione la clasi'icación de modelos (idrológicos, con e&em*losQ

Pu; es un 'enómeno, varia3le > *ar-metro, mencione e&em*los de

P6lantee la ecuación de 3alance (ídrico > la descri*ción de cada un

com*onentesQ

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