Hidrologia

Introducción

Durante la vida del hombre sobre la tierra ha sido testigo, innumerable veces, sin entenderlo, del desarrollo del ciclo del agua en la naturaleza. La distribución de los climas, la formación de las nubes y su inestabilidad, la producción de las lluvias, la variación de los niveles de los ríos, y el almacenamiento de agua en depósitos superficiales o subterráneos; estos y otos temas han sido fuentes de estudios durante muchos años, en los cuales por medio de investigaciones, ensayos, pruebas y demás argumentos, se han arrojado gran cantidad de conclusiones que hoy día se hacen de fácil entendimiento, pero que de igual manera no dejan de ser importante para la formación del conocimiento de los estudiantes.

En el desarrollo del presente trabajo se darán a conocer parte importante del ciclo hidrológico, en el cual se encuentra la evaporación, precipitación, escurrimiento e infiltración, así como también los que se conoce como hidrología, hidrograma, a demás de los métodos para calcular el gasto de la avenida de diseño. Esperando que el contenido desarrollado sea de gran interés para el aporte de conocimientos nuevos y necesarios para la sustentación de la materia de diseños de obras hidráulicas.

Hidrología

Es la ciencia de la naturaleza que estudia el movimiento, distribución y calidad del agua en todas las zonas del planeta Tierra, tanto en los aspectos de ocurrencia como acumulación y circulación desde el punto de vista cualitativo, cuantitativo y estadístico. Los hidrólogos trabajan en ciencias ambientales o geológicas, geografía física, e ingeniería civil y ambiental.

Los dominios de la hidrología incluyen la hidrometeorología, la hidrología superficial, la hidrogeología, la administración del drenaje y la calidad del agua. La oceanografía y la meteorología no están incluidas porque en ellas el agua es sólo uno de muchos aspectos importantes.

La investigación hidrológica es útil en cuanto que permite entender mejor el mundo en el que se vive, y también proporciona conocimientos para la ingeniería ambiental, política y planificación.

Ciclo Hidrológico

Es el proceso que describe la ubicación y el movimiento del agua en nuestro planeta. También es aquel proceso continuo en el que una partícula de agua evaporada del océano vuelve al océano después de pasar por las etapas de precipitación, escorrentía superficial y/o escorrentía subterránea. Se basa en el permanente movimiento o transferencia de las masas de agua, tanto de un punto del planeta a otro, como entre sus diferentes estados (líquido, gaseoso y sólido). Este flujo de agua se produce por dos causas principales, la energía Solar y la gravedad.

El agua se encuentra distribuida de la siguiente manera.

 La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos).

 El segundo compartimento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa.

 Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales.

Evaporación

La evaporación es el proceso por el cual las moléculas en estado líquido (por ejemplo, el agua) se hacen gaseosas espontáneamente (ejemplo, vapor de agua), se puede observar por la desaparición gradual del líquido cuando se expone a un volumen significativo de gas.

Es una parte esencial del ciclo del agua. La energía solar provoca la evaporación del agua de los océanos, lagos, humedad del suelo y otras fuentes de agua. En hidrología, la evaporación y la transpiración (que implica la evaporación dentro de la estoma de la planta) es decir, conjunto de evapotranspiración.

Precipitación

Cuando por condensación las partículas de agua que forman las nubes alcanzan un tamaño superior a 0,1 mm comienza a formarse gotas, gotas que caen por gravedad dando lugar a las precipitaciones (en forma de lluvia, granizo o nieve).

La precipitación es un componente principal del ciclo hidrológico, y es responsable de depositar la mayor parte del agua dulce en el planeta. Aproximadamente 505000 km³ de agua caen como precipitación cada año, y de ellos 398000 km³ caen sobre los océanos. Dada el área superficial de la tierra, eso significa que la precipitación anual promediada globalmente es más o menos de 1 m, y la precipitación anual media sobre los océanos de 1.1m.

Escurrimiento

Es el deslizamiento virgen del agua, que no ha sido afectado por obras artificiales hechas por el hombre. El escurrimiento se divide en tres fragmentos de acuerdo a las partes de la corteza terrestre:

 Escurrimiento superficial o escorrentía. Es la parte del agua que escurre sobre el suelo y después por los cauces de los ríos.

 Escurrimiento subsuperficial. Es la parte del agua que se desliza a través de los horizontes superiores del suelo hacia las corrientes. Una porción de este tipo de escurrimiento entra rápidamente a formar parte de las corrientes superficiales y a la otra le toma bastante tiempo el unirse a ellas.

 Escurrimiento subterráneo. Es aquél que, debido a una profunda percolación del agua infiltrada en el suelo, se lleva a cabo en los mantos subterráneos y que, posteriormente, por lo general, descarga a las corrientes fluviales.

 Escurrimiento directo. La parte de agua que ingresa rápidamente en el cauce de las corrientes y es igual a la suma del escurrimiento subsuperficial más la precipitación que cae directamente en los cauces.

El estudio del escurrimiento de los ríos como parte del ciclo hidrológico, incluye la distribución del agua y su trayectoria desde que se precipita sobre la tierra hasta que alcanza la red hidrográfica o vuelve directamente a la atmósfera a través de la evapotranspiración. La distribución del volumen total de agua caída durante una precipitación dada, depende tanto de las características y condiciones físicas, naturales o artificiales

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