Hidrologia

Capítulo I: Introducción

Objeto de estudio de la hidrología

La hidrología es la ciencia natural que estudia el agua, su ocurrencia, circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y físicas y su relación con el medio ambiente, incluyendo los seres vivos. Según la Organización Meteorológica Mundial (OMM), la hidrología es la ciencia que trata de todos los procesos que rigen el agotamiento y recuperación de los recursos del agua en las áreas continentales de la Tierra y en las diferentes fases del ciclo hidrológico. Es necesario limitar la parte de la hidrología que se estudia en la ingeniería a una rama que comúnmente se llama ingeniería hidrológica o hidrología aplicada, incluye aquellas partes del campo de la hidrología que atañen al diseño y operación de proyectos de ingeniería para el control y aprovechamiento del agua.

Además de la parte cualitativa que se relaciona con la geografía, la parte cuantitativa de la hidrología se relaciona con otras ciencias como la física atmosférica y la meteorología. La geohidrología es utilizada para el estudio de las aguas subterráneas, la hidráulica para estudiar el movimiento del agua, la química para observar la composición y calidad del agua, la agronomía y edafología para conocer las relaciones entre la capa vegetal y el agua, la estadística para la distribución de fenómenos hidrológicos, etc. Por otro lado, en ingeniería, las aplicaciones de la hidrología se realizan a través de la ingeniería hidrológica, la cual contribuye a resolver problemas concernientes a:

La planeación de los recursos hídricos en una cuenca

La irrigación

El abastecimiento de agua rural y urbana

La generación de energía eléctrica

El control de avenidas

La protección contra inundaciones

El manejo y disposición de las aguas residuales

El desarrollo de áreas acuáticas para la recreación

El drenaje pluvial urbano y de vías de comunicación

El control de la erosión y sedimentación en las cuencas

El control de la salinidad

El desarrollo de alternativas con carácter sustentable para el manejo de los recursos hídricos

El trabajo en hidrología se concentra principalmente en la recolección y análisis de datos, pues son básicos en todas las ciencias. Debido a la carencia de datos históricos adecuados para realizar estudios hidrológicos en una zona de terminada, en México se han designado a distintos organismos que se encargan de recolectar y publicar datos hidrométricos y climatológicos, entre ellos la CONAGUA, el INE, la CFE, el IMTA, etc.

Las herramientas con que hoy cuenta el hidrólogo son múltiples y muy variadas, pero con frecuencia le son útiles sólo para situarse dentro del orden de magnitud de los parámetros que maneja. Generalmente, cada problema hidrológico es único en cuanto trata con un conjunto diferente de condiciones físicas dentro de una cuenca hidrológica específica, lo que implica que el que trabaja con este tipo de problemas no puede tener una filosofía conformista.

Clasificación de las obras hidráulicas

A las obras hidráulicas las podemos clasificar por su magnitud y por su uso. En cuanto a su magnitud, existen las obras hidráulicas mayores (presas derivadoras, de contrlo de avenidas, para almacenamiento y recreación) y obras menores (canales, drenes, puentes, sistemas de drenaje, bordos, deviaciones, etc.).

Dren Presa derivadora

Canal de riego Pesa de almacenamiento

Por su uso, las obras hidráulicas pueden ser para el aprovechamiento del agua, para la protección y control de avenidas, para el drenaje pluvial y para el control de acarreo de sedimentos.

Embalse regulador Alcantarilla carretera

Presas Rompe-Pico

Tarea I: Hacer una composición de la lectura “Infraestructura Hidráulica Actual 2009”. Máximo 1 cuartilla. Solo poner en encabezado nombre de alumno y sección

Entrega: Jueves 03 de Marzo del 2011

Alumno asignado: Recopilar los documentos de cada alumno y enviar por correo electrónico al profesor.

El ciclo hidrológico

El ciclo hidrológico tiene una complicada relación con las condiciones climáticas de la Tierra, pues el agua en la naturaleza se encuentra en constante movimiento, el cual describe un circuito cerrado. El ciclo hidrológico estudia la circulación general del agua sobre y debajo de la tierra, atendiendo a sus distintas fases: sólida, líquida y gaseosa. Este ciclo tiene implícitos diversos procesos y fenómenos físicos que intervienen en el movimiento y circulación del agua, entre ellos:

Evaporación

Transpiración (de plantas, animales y humanos)

Advección y condensación

Precipitación

Retención en la superficie (de plantas, suelo y edificaciones)

Infiltración

Escurrimiento

Al ser un ciclo cerrado, su explicación puede iniciarse en cualquiera de sus partes, por ejemplo: de la evaporación que ocurre en los cuerpos de agua (océanos, lagos y ríos), producto de la radiación solar, convierten el agua líquida en vapor de agua y saturan de humedad el aire, este es arrastrado y elevado por el viento hacia los continentes. Cuando existen condiciones de enfriamiento, las masas de aire húmedo se condensan y aglomeran, formando nubes. Cuando estas nubes son sometidas a un mayor enfriamiento, ocurre la precipitación (en forma de hielo, nieve, gotas de agua).El agua precipitada se distribuye de distintas maneras, una porción se infiltra hacia el subsuelo, otra porción es interceptada por la vegetación y construcciones y otra porción más es retenida en la superficie del suelo (en depresiones y oquedades). El agua que no es interceptada escurre superficialmente sobre el terreno, recorriendo arroyos y ríos que la conducen hacia cuerpos de agua (océanos y lagos), donde nuevamente es convertida en vapor de agua, iniciando de nuevo el ciclo.

El volumen de agua a nivel mundial se estima del orden de 1’385,968Hm3, distribuidos en sus fases sólida, líquida y gaseosa, el cual se distribuye entre la atmósfera, la hidrósfera, la criósfera, la litósfera y la biósfera, repartidos de la siguiente forma:

Atmósfera 12,500km3

Hidrósfera 1,338’189,990km3

Criósfera 24’364,100km3

Litósfera 23’400,000km3

Biósfera 1,120km3

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