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Hidrolog ía Presentación 5: PRINCIPIOS BASICOS Docente: Ing. Giovanni argas Coca

3 Principios Basicos

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La hidrología se ha desarrollado como ciencia en respuesta a la necesidad de comprender el complejo sistema hídrico de la Tierra

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Hidrolog

ía

Presentación 5:PRINCIPIOS BASICOS

Docente:Ing. Giovanniargas Coca

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!l ag"a!l ag"a es "na s"stancia #"e #"í$ica$ente se %or$"la co$o H&O' es decir( #"e "na $ol)c"la de

ag"a se co$*one de dos +to$os de ,idrógeno enla-ados covalente$ente a "n +to$o de oígeno.

!l ag"a es lí#"ida en condiciones nor$ales de *resión / te$*erat"ra. !l color del ag"a varíaseg0n s" estado: co$o lí#"ido( *"ede *arecer incolora en *e#"e1as cantidades( a"n#"e en eles*ectrógra%o se *r"e2a #"e tiene "n ligero tono a-"l verdoso. !l ,ielo ta$2i)n tiende al a-"l / enestado gaseoso 3va*or de ag"a4 es incolora.

A la *resión at$os%)rica 367 $$ de $erc"rio4( el *"nto de %"sión del ag"a *"ra es de 78C / el*"nto de e2"llición es de 9778C( cristali-a en el siste$a ,eagonal( lla$+ndose nieve o ,ieloseg0n se *resente de %or$a es*onosa o co$*acta( se e*ande al congelarse( es decir a"$enta

de vol"$en( de a,í #"e la densidad del ,ielo sea $enor #"e la del ag"a / *or ello el ,ielo ;ota enel ag"a lí#"ida. !l ag"a alcan-a s" densidad $+i$a a "na te$*erat"ra de <8C(#"e es de 9g=cc.

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a)Acción disolvente.

!l ag"a es el lí#"ido #"e $+s s"stancias dis"elve( esta *ro*iedad se de2e a s" ca*acidad *ara %or$ar*"entes de ,idrógeno con otras s"stancias( /a #"e estas se dis"elven c"ando interaccionan con las$ol)c"las *olares del ag"a. >a ca*acidad disolvente es la res*onsa2le de dos %"nciones i$*ortantes *aralos seres vivos: es el $edio en #"e transc"rren las $a/orías de las reacciones del $eta2olis$o( / el

a*orte de n"trientes / la eli$inación de desec,os se reali-an a trav)s de siste$as de trans*orte ac"osos.

b)Fuerza de cohesión entre sus moléculas.

>os *"entes de ,idrógeno $antienen a las $ol)c"las %"erte$ente "nidas( %or$ando"na estr"ct"ra co$*acta #"e la convierte en "n li#"ido casi inco$*resi2le.

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c) Elevada fuerza de adhesión.

De n"evo los *"entes de ,idrógeno del ag"a son los res*onsa2les( alesta2lecerse entre estos / otras $ol)c"las *olares( / es res*onsa2le( "nto conla co,esión de la ca*ilaridad( al c"al se de2e( en *arte( la ascensión de la sa2ia2r"ta desde las raíces ,asta las ,oas.

d) Gran calor especíco.

!l ag"a a2sor2e grandes cantidades de calor #"e "tili-a en ro$*er los *"entes de,idrógeno. S" te$*erat"ra desciende $+s lenta$ente #"e la de otros lí#"idos a$edida #"e va li2erando energía al en%riarse. A esta *ro*iedad se le atri2"/e laca*acidad ter$orreg"ladora del ag"a( #"e *er$ite *or ee$*lo #"e el cito*las$a

ac"oso sirva de *rotección *ara las $ol)c"las org+nicas en los ca$2ios 2r"scosde te$*erat"ra.

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e) Elevado calor de vaporización.

A &78C se *recisan 5<7 calorías *ara eva*orar "n gra$o de ag"a( lo #"e da idea de la energía necesaria *araro$*er los *"entes de ,idrógeno esta2lecidos entre las $ol)c"las del ag"a lí#"ida /( *osterior$ente( *aradotar a estas $ol)c"las de la energía cin)tica s"@ciente *ara a2andonar la %ase lí#"ida / *asar al estado deva*or.

f) ensidad

>a anó$ala variación de la densidad con la te$*erat"ra 3densidad $+i$a a <8 C4deter$ina #"e el ,ielo ;ote en el ag"a( act0e co$o aislante t)r$ico / enconsec"encia( *osi2ilite el $anteni$iento de la gran $asa de ag"a de los oc)anos3#"e al2ergan la $a/or *arte de la 2ios%era4 en %ase lí#"ida( a <8 C.

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!l Ciclo Hidrológico

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Conce*to

Se deno$ina Ciclo Hidrológico( al con"nto de ca$2ios #"ee*eri$enta el ag"a en la nat"rale-a( tanto en s" estado3solido( li#"ido o gaseoso4( co$o en s" %or$a 3ag"a s"*er@cial(s"2terr+nea o at$os%)rica4.

illon( +i$o. Hidrología. 9 edición. Costa Rica( &77&

!s "n *roceso #"e( en estricto( no tiene inicio ni @n.

!ste *roceso( se lleva a ca2o en la Hidrós%era( #"e se etiendedesde "nos 95 iló$etros arri2a en la at$ós%era ,asta 9ilo$etro de2ao de la >itós%era o corte-a terrestre.

Preg"nta:

E") *asa con las $ol)c"las de ag"a #"e s"*eran el li$ites"*erior de la Hidrós%eraF

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!l ciclo Hidrológico( re*resentacióngr+@ca

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!l ciclo Hidrológico( re*resentaciónc"alitativa

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! : !va*oración:

• >a eva*oración es "n *roceso %ísico #"e consiste en el *asolento / grad"al de "n estado lí#"ido ,acia "n estado gaseoso(tras ,a2er ad#"irido s"@ciente energía *ara vencer la tensións"*er@cial.

• Preg"nta: C"+l es la di%erencia entre eva*oración / e2"lliciónF

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Preci*itación

•  >a *reci*itación se genera en las n"2es( c"ando el va*or de ag"a alcan-an "n*"nto de sat"ración' en este *"nto las gotas de ag"a a"$entan de ta$a1o

,asta alcan-ar el *"nto en #"e se *reci*itan *or la %"er-a de gravedad. Para #"ese *rod"-ca la condensación es *reciso #"e el aire se enc"entre sat"rado de,"$edad / #"e eistan n0cleos de condensación.

• a4 !l estado de sat"ración se alcan-a nor$al$ente *or en%ria$iento del aire( /a#"e el aire %río se sat"ra con $enor cantidad de va*or de ag"a #"e el airecaliente.

• 24 >os n0cleos de condensación 3#"e *er$iten al va*or de ag"a rec"*erar s"

estado lí#"ido4( son $in0sc"las *artíc"las en s"s*ensión en el aire: *artíc"las#"e *roceden de los ,"$os o de $icroscó*icos cristales de sal #"e aco$*a1an ala eva*oración de las nie2las $arinas. Así se %or$an las n"2es. >a *e#"e1e- delas gotas / de los cristales les *er$ite #"edar en s"s*ensión en el aire / serdes*la-adas *or los vientos. Se *"eden contar 577 *or c$ /( sin e$2argo( 9 $de n"2e a*enas contiene tres gra$os de ag"a.

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• >a trans*iración es la eva*oración deag"a en "n ser vivo. anto *lantasco$o ani$ales trans*iran.

 rans*iración

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!scorrentía s"*er@cial• >a escorrentía ,ace re%erencia a la l+$ina de ag"a #"e circ"la so2re

la s"*er@cie en "na c"enca de drenae( es decir la alt"ra en

$ilí$etros del ag"a de ll"via esc"rrida / etendida. Nor$al$ente seconsidera co$o la *reci*itación $enos la eva*otrans*iración real /la in@ltración del siste$a s"elo.

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!scorrentía s"2 s"*er@cial o ,i*od)r$ica

• Parte de la *reci*itación #"e se in@ltra( circ"la *or la *arte

s"*erior del terreno sin llegar a la -ona sat"rada / rea*arece ens"*er@cie( incor*or+ndose a la escorrentía s"*er@cial directa.

!scorrentía s"2terr+nea

• Parte del ag"a in@ltrada #"e recarga la -ona sat"rada/ circ"la *or los ac"í%eros.

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Agua subterránea

Extracción

ErosiónContaminaciónTransportada por

aire

Almacenamiento

en represasOcéano

LluviaEvaporación

Irrigación

SalinizaciónIntrusión

SalinaEnermedades inectocontagiosas

!eslizamientos de tierra

Inundaciones

Contaminación del agua

!resiones "mpuestas al A#ua por el

$ombre

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%&iclo del a#ua puede sermodicado por hombre'

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Ho$2re intenta ada*tar o $odi@car ciclo ,idrológico *ara,acerlo $+s 0til a s"s necesidades.

!e$*los: Lluvia artifcial ( desalinización del ag"a de$ar o construcción de embalses *ara controlar ;"o deríos( recarga ind"cida de ac"í%eros. 

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Estudio $idroló#ico

O2etivos:

C"anti@car dis*oni2ilidad de ag"a en c"enca.

Deter$inar de$anda de ag"a de c"enca.

Reali-ar 2alance ,ídrico.

Deter$inar descargas $+i$as / $íni$as con di%erentes*eríodos de retorno.

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9J

Evaluación$idrometeoroló#ica

Estudio $idroló#ico

An(lisis de&uenca$idro#r(ca

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alance $ídrico en una &uenca

&uenca hidro#r(ca* es la denida por la topo#rafía*determinada por un territorio con un cauce de salida com+n.

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alance $ídrico en una &uenca

!ara un a,o hidroló#ico el balance hídrico seria-

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alance $ídrico en &ondicionesaturales

e los /00 1ue se

recibe porprecipitaciones* 23 sepierden como E45* /6salen de la cuenca7escorrentía total).

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alance $ídrico en &ondiciones

8so del 5ecurso $ídrico ".

9 &omienza los bombeos.9 :a inltración aumenta9 :a E4 disminu;e9 :a escorrentíasubterr(nea 1ue alimentaal rio disminu;e

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alance $ídrico en &ondiciones

8so del 5ecurso $ídrico "".ombeos mas intensos*el rio se hace in<uente.

El precio 1ue se ha debido pa#ar por esa e=plotación de los 5$ha sido la desaparición de ve#etación ; zonas h+medas ; ladisminución del caudal del río.

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• Pero( c"anta ag"a ,a/ en el $"ndoF

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!l ag"a en la tierra es de vol"$enconstante ?sin aumento nidisminución9 a lo largo del tie$*o c"/ototal ,a sido esti$ado en / @60 millones

de m@( *resent+ndose en variosestados( ca$2iando contin"a$ente las$asas *arciales de "no a otro.

&6

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• en"s: Se enc"entra a 97 $illones de iló$etros del Sol / tiene"na te$*erat"ra $edia de <<58C

• arte: Se enc"entra a && $illones de iló$etros del Sol / tiene"na te$*erat"ra $edia de K558C

•  ierra: Se enc"entra a 957 $illones de iló$etros del Sol / tiene

"na te$*erat"ra $edia de 958C

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• !l Servicio Geológico de !stados Lnidos calc"ló el vol"$en de ag"a del$"ndo / lo re*resentó en tres es%eras.

• >a $+s grande re*resenta la cantidad total de ag"a( concentrada*rinci*al$ente en los oc)anos.

• >a seg"nda es%era corres*onde al ag"a d"lce #"e se enc"entra 2aotierra en ac"í%eros. >a tercera e#"ivale al ag"a d"lce #"e se ,alla en las"*er@cie / #"e incl"/e lagos / ríos.

• De allí *roviene la $a/oría del ag"a #"e "sa la ,"$anidad en s" vidacotidiana.

• >a distri2"ción #"eda il"strada en el sig"iente gr+@co 3cono-ca endetalle las ci%ras so2re la cantidad de ag"a en el *laneta4:

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">45"8&"B E: AG8A E E: C8D

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">45"8&"B E: AG8A E E: C8D

• e toda el a#uadel mundo* solo el. es a#ua

dulce* ; de ellasolo el 0.3 esa#ua supercial ;atmosférica

• @0 del a#uadulce de todo elmundo se

encuentra como

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:D> 5E&85>D> E AG8A E E:C8D

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&aptación ; consumo de a#ua dulce

LOS RECURSOS DE AGUA EN EL MUNDO

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8so sectorial del

a#ua

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otaciones típicas de a#ua para consumohumano

• 977K677 l=,a2.=d3Altos ingresos4

• 57K977 l=,a2.=d32aos ingresos4

• 97K<7 l=,a2.=d

3escase- deag"a4

LOS RECURSOS DE AGUA EN EL MUNDO

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• >a *ri$era ve- #"e se"tili-aron re*resas *arageneración,idroel)ctrica %"ealrededor de 9J7.

• Para 9J77( /a se,a2ían constr"ido

varios centenares degrandes re*resas endi%erentes *artes del$"ndo( en s" gran$a/oría *araa2asteci$iento deag"a / *ara irrigación.

• Para 9J<J( se ,a2íanconstr"ido en todo el$"ndo "nas 5 777grandes re*resas( tresc"artas *artes de ellasen *aísesind"striali-ados.

Las Grandes Presas en el S. XX

Fuente: Adaptado de ICOL, 1998

Fuente: Adaptado de ICOL, 1998

LOS RECURSOS DE AGUA EN EL MUNDO

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:as Grandes !resas en el si#lo HH

• A @nes del S. MM ,a2ía $+sde <5777 grandes re*resasen $+s de 9<7 *aíses

• >os cinco *aíses #"e ,anconstr"ido $+s re*resas

re*resentan el 7 detodas las grandes *resas del$"ndo.

• C,ina sola ,a constr"idoalrededor de &&777 grandes*resas( cerca de la $itad

del total del $"ndo.• !! LL tiene $+s de 6 777

grandes *resas' India $+sde <777' !s*a1a / a*ónentre 9777 / 9&77.

 

Construcción de presas 1900-2000

Presas construidas entre1900-2000

Fuente: Adaptado de ICOL, 1998

LOS RECURSOS DE AGUA EN EL MUNDO

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 A pesar del ran potencial !idro-ener"tico de la #eión, la e$pansión de redes de

as natural, la intercone$ión reional de redes de ener%a & la reestructuración &

pri'ati(ación de la industria ener"tica !an !ec!o )ue las perspecti'as para presas

de !idro-ener%a resulten inciertas*

• Pr+ctica$ente las dosterceras *artes de las JJgrandes *resas en A$)ricadel S"r est+n en Brasil.

• Brasil genera J de s"electricidad con ,idroKenergía( Parag"a/ 977(Per0 <( ene-"ela (

!c"ador 6( Colo$2ia 6/ C,ile 5.

• +s del 57 de la energíael)ctrica *rod"cida *or 97*aíses de la Región tieneorigen ,idroKel)ctrico.

CANTIDAD DE PRESAS POR PAÍSES

:as Grandes !resas en América del>ur

Fuente: Adaptado de ICOL, 1998

LOS RECURSOS DE AGUA EN EL MUNDO

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Q!rradicar la *o2re-a( ca$2iar los *atrones de *rod"cción / cons"$oinsosteni2les / *roteger / ad$inistrar los rec"rsos nat"rales del desarrollo social/ econó$ico constit"/en los o2etivos *ri$ordiales / la eigencia esencial de "ndesarrollo sosteni2le.

LA CRISIS MUNDIAL DEL AGUA /1

Informe sobre el Desarrollo de los

Recursos Hídricos en el Mundo

+#.

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¿Existe una crisis de agua?

• >as *redicciones de estr)s,ídrico se 2asan so2re*ro/ecciones de creci$iento

de$ogr+@co• E") ele$entos 3varia2les4de2en ser est"diados *arae*licar $eor el estr)s,ídricosF / >a distri2"ción es*acial de

los rec"rsos ,ídricos'

 / >a distri2"ción te$*oralde los rec"rsos ,ídricos' / >a distri2"ción / *atrones

de "so del ag"a' / >a calidad de las ag"as

LA CRISIS MUNDIAL DEL AGUA /2

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LA CRISIS MUNDIAL DEL AGUA /3

E estr!s "#dric$

• Basado en el cons"$o,"$ano / relacionado alcreci$iento de$ogr+@co

• Cons"$o do$)stico:

 / 977 l=,a2.=d

<7$=,a2.=a1o• Asociado a necesidades de

agric"lt"ra( ind"stria /energía:

 / &7 <7$=,a2.=a1o

• Re#"eri$iento total: / <7$=,a2.=a1o

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• !n *aíses en desarrollo en -onas+ridas( los rec"rsos de ag"a d"lcein%eriores a 9(777 $=,a2.=a1oconstit"/en "na escase- crónica

de ag"a #"e i$*ide el desarrollo /a%ecta la sal"d ,"$ana.• Escasez hídrica: T9777 $ 

=,a2.=a1o / Escasez permanente y

generalizado de agua dulce• Estrés hídrico: T977 $ 

=,a2.=a1o

 / Escasez intermitente ylocalizado de agua dulce

• >uciencia hídrica relativa:U977 $ =,a2.=a1o

LA CRISIS MUNDIAL DEL AGUA /%

E estr!s "#dric$

CA!A C8"A: E E>&A>EI J E>45K> E

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AG8A 7!ro;ección al 0)

Escasez de a#ua Estrés hídricoenos de 9777 $ *er c+*ita=a1o !ntre 9777 / 977 $ *er c+*ita=a1o

Fuente- GardnerKO"tlaV W !ngel$an 9JJ