Ciclo hidrologico

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

Departamento de Hidráulica y Sanitaria

HIDROLOGIA

Tema I. INTRODUCCION

Por: Prof. Ing. MSc. Miguel E. Medina P.

Mérida, Venezuela, Junio, 2016

INTRODUCCION

Estas notas han sido elaboradas con la única intención de contribuir con el excelente material disponible para el estudio de la Hidrología, el cual se encuentra, en su mayoría, tanto en la biblioteca de la Universidad, como disponible on line para consulta de los estudiantes de Ingeniería Civil, y otras carreras interesadas.

No se trata, bajo ningún concepto, de un texto que deba ser seguido con rigurosidad para el estudio de la materia, por el contrario, simplemente se trata de unos “apuntes de clase” como guía tanto para el profesor como para el estudiante, por lo que se recomienda profundizar en textos mucho más especializados los temas que tan ligeramente en estas notas se tratan.

Se incluyen algunos ejercicios propuestos que el estudiante, como parte del proceso evaluativo de la materia, deberá resolver.

Hidrología

Es el estudio del agua de la tierra, su existencia y distribución, sus propiedades físicas y químicas y su influencia en el medio ambiente.

Ciclo Hidrológico

El agua en la tierra existe en un espacio llamado hidrósfera, extendido desde unos 15 Km en la atmósfera, hasta 1 Km por debajo de la litósfera. El agua circula a través de un laberinto de caminos que constituyen el ciclo hidrológico, siendo esto el foco central de la hidrología. No tiene principio ni fin, y sus procesos ocurren de manera contínua.

El agua se evapora de los océanos y de la superficie terrestre hacia la atmósfera, el vapor de agua es transportado y sustentado en la atmósfera hasta su condensación y precipitación a la tierra y los océanos. (Figura 1)

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Figura 1. Ciclo Hidrológico

Si bien el concepto de ciclo hidrológico es simple, el fenómeno es complejo e intrincado. No es un gran ciclo, sino muchos ciclos interrelacionados, que pueden ser de extensión continental, regional o local.

Sistema

Dada la complejidad de los fenómenos hidrológicos, puede que no sean nunca del todo comprendidos, por lo que se representan simplificadamente utilizando el concepto de sistema, que no es otra cosa que “un conjunto de partes conectadas que forman un todo”.

El ciclo hidrológico puede tratarse como un sistema en el que sus componentes principales son:

• Precipitación
• Evaporación
• Escorrentía
• Otras fases de este

Los componentes pueden agruparse en subsistemas que abarcan todo el ciclo, para analizar el sistema total, pudiendo ser tratados separadamente, y luego combinando sus resultados.

Se conceptualiza en dos procesos fundamentales: Almacenamiento y Transferencia entre almacenamientos.

El subsistema de agua atmosférica contiene los procesos de precipitación, intercepción, evaporación, y transpiración. El de agua superficial, los de escurrimiento, escorrentía, flujo subsuperficial, flujo subterráneo y aporte a los océanos. El de agua subsuperficial, los procesos de infiltración, recarga del agua subterránea profunda, flujo subsuperficial, y flujo subterráneo.

El flujo subsuperficial ocurre en el suelo, cerca de la superficie, y el subterráneo, en estratos profundos, o en el estrato rocoso.

El Sistema Hidrológico General (Figura 2) aplica a toda la tierra, sin embargo, el interés ocurre en regiones menos extensas, con límites bien definidos, lo que da lugar, entonces, al Sistema Hidrológico Regional, (Figura 3) cuyos límites pueden ser fisiográficos, como en el caso de una Cuenca Hidrográfica u Hoya Hidrográfica, (Figura 4) políticos (estados, provincias) o de cualquier otra índole, como por ejemplo, áreas de cultivo.

Para muchos problemas prácticos, solo se consideran a la vez algunos procesos del ciclo hidrológico, y se toma en consideración una pequeña porción de la superficie, desarrollando el Sistema Hidrológico Regional, a partir de un volumen de control, que no es otra cosa que una referencia en tres dimensiones, a través de la cual circula el fluido y en el que son aplicables las leyes de conservación de la masa, de conservación de la energía, y la segunda ley de Newton, obteniéndose, así, ecuaciones prácticas del movimiento.

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Figura 2. Sistema Hidrológico General

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Figura 3. Sistema Hidrológico Regional

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Figura 4. Delimitación de una Cuenca Hidrográfica

Aplicación de la hidrología

Entre otras áreas: diseño y operación de estructuras hidráulicas, suministro de agua, disposición y tratamiento de aguas servidas, riego, drenaje agrícola, drenaje urbano, generación hidroeléctrica, control de avenidas, navegación, control de la erosión y sedimentación, control de la salinidad, disminución de la polución, uso recreacional del agua, pesca y caza.

La hidrología juega un papel importante en el análisis de los problemas inherentes a las áreas mencionadas, proporcionando las guías para la planificación y manejo de los recursos hídricos.

Cuenca

En términos generales, una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas.

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