Hidrologia

IntroduccinSebastin Santayana V.Pre-maestra en Ciencias AmbientalesHidrologa aplicada2009

HA. Introduccin. S. Santayana V.

*HidrologaHidrologa: estudio del agua.Rama de ciencia que se ocupa del estudio del ciclo hidrolgico, es decir, del estudio del agua en naturaleza, su existencia y distribucin, sus propiedades y su influencia sobre medio ambiente, incluyendo su relacin con seres vivos.


*HidrologaDisciplina multidisciplinaria que se ocupa de conceptos bsicos relativos a ocurrencia y distribucin del agua en la Tierra.Conceptualiza procesos a que est sometida el agua y sus interrelaciones con el medio. Proporciona elementos necesarios para cuantificar recurso y variables asociadas, para definir parmetros de diseo de obras de ingeniera.Su aplicacin est relacionada con aspectos de cunta agua puede ser esperada en un determinado lugar y tiempo.


*Importancia de hidrologaDimensionamiento de obras hidrulicas;Aprovechamiento de recursos hdricos:Generacin energa hidroelctrica;Abastecimiento urbano;Irrigacin;Navegacin;Otros;Control y prevencin de inundaciones;Control y prevencin de sequas;Control de polucin;Calidad ambiental.


*Hidrologa: campo de aplicacinHidrologa es indispensable para propsitos de planeamiento, diseo, construccin y operacin de:Todo tipo de obras de ingeniera hidrulica (presas, bocatomas, centrales hidroelctricas, proyectos de irrigacin y drenaje, control de inundaciones, etc);De infraestructura vial y urbana (drenaje vial y urbano, puentes, alcantarillas, etc), y; De conservacin del medio ambiente (control de erosin de suelos, rehabilitacin de tierras degradadas, control de contaminacin del agua y del medio ambiente en general).


*Visin histrica de hidrologaHidrologa es ciencia muy antigua; naci con irrigacin en valles de ros Nilo y Amarillo.Historia de hidrologa comprende :Perodo de especulacin: antes de 1400. Todos los conocimientos fluviales eran encarados como forma divina de lo que se aprovechaban sacerdotes egipcios.Perodo de observacin: 1400 a 1600. En pleno renacimiento se inicia tendencia para explicar racionalmente fenmenos naturales.


*Visin histrica de hidrologaPerodo de medicin: 1600 a 1700. Se medan lluvias, evaporacin y caudales de ro Sena, durante reinado de Luis XIV.Perodo de experimentacin: 1700 a 1800. Aparecen grandes tcnicos hidrulicos: Bernoulli, D'Alembert, Chzy. En 1760 se crea en Francia primera escuela de engeniera.Perodo de modernizacin: 1800 a 1900. Afirmacin de hidrologa.


*Perodo de empirismo: 1900 a 1930. Fase unicamente descriptiva; se pretenda reducir fenmenos hidrolgicos a meras frmulas.Perodo de racionalizacin: 1930 a 1950. Aparece primer computador (ENIAC en 1945).Perodo terico: Despus de 1950. Aparecen grandes hidrlogos: Ven Te Chow, Linsley, Meyer, Roy Sherman, Robert Horton y Merril Bernard. En 1962, aparece gran obra "Handbook of Applied Hidrology" de Ven Te Chow y otros.Visin histrica de hidrologa


*A inicios del Siglo XXI, hidrologa viene desarrollndose al ritmo de avances tecnolgicos vertiginosos, especialmente de informtica y telecomunicaciones, esenciales para transmisin y procesamiento de gran cantidad de datos que genera medicin de fenmenos hidrolgicos, con lo cual se ha llegado a hidrologa en tiempo real y al manejo de sistemas expertos.Visin histrica de hidrologa


*Importancia del aguaAgua constituye parte importante de plantas, animales y cuerpo humano. Por ejemplo, frutas contienen 98% de agua; un rbol, ms o menos 50% y cuerpo humano, 70 75%.


*Importancia del aguaActividades humanas estn vinculadas con agua: irrigacin, industria, minera, transporte, recreacin, generacin de energa, usos domsticos, pecuarios, pisccolas, etc;Agua provoca graves desastres naturales: inundaciones y sequas;En naturaleza, agua es un recurso abundante pero a la vez escaso;Segn NNUU (1997) uso de agua no es sostenible en muchas partes del mundo y como recurso finito es principal factor limitante del desarrollo.


*2005-2015: Decenio Internacional para la Accin "El agua, fuente de vida"Basndose en ttulo del primer Informe de Naciones Unidas sobre Desarrollo de Recursos Hdricos en mundo Agua para todos, agua para la vida, Asamblea de Naciones Unidas decidi proclamar, perodo 2005-2015 como Decenio Internacional para Accin "El agua, fuente de vida", empezando el Da Mundial del Agua (22 de marzo de 2005).Importancia del agua


*Resolucin indica que Decenio ha de tener como objetivo principal ocuparse ms a fondo de cuestiones relativas al agua y de ejecucin de programas y proyectos sobre agua, con el fin de ayudar a alcanzar los objetivos relativos al agua acordados a nivel internacional y contenidos en el Programa 21, entre otros. Importancia del agua


*Importancia del aguaProblemas:Competencia entre diversos sectores productivos por uso del recurso.Expansin urbana:Intensificacin del aprovechamiento de fuentes naturales;Problemas de drenaje;Contaminacin;Reuso del agua.


*Agua es solvente universal: disuelve productos qumicos, minerales, nutrientes. Agua disuelve ms sustancias que cualquier otro lquido.Es nica sustancia natural que se encuentra en 3 estados: slido, lquido y gaseoso.Su punto de congelamiento y de evaporacin han servido de base para definir escala termomtrica.Su forma slida (hielo) es menos densa que la lquida, lo que no es usual. Por ello, hielo flota.Propiedades del agua


*Agua tiene alta tensin superficial. Es pegajosa y elstica. Por ello, tiende a formar gotas y no a fluir en forma de capas. Tensin superficial genera fenmeno de capilaridad, que permite su movimiento y el de slidos suspendidos que lleva a travs de rboles y de vasos sanguneos en cuerpo humano.Tiene calor especfico alto; absorbe bastante calor antes de calentarse. Por ello, se utiliza en industrias, incluyendo generacin de energa, y en radiador de automviles, como refrigerante.Propiedades del agua


*Propiedades del aguaDensidad del agua en fase lquida es mayor que en fase slida.Mezcla de aguas y recirculacin de nutrientes slo ocurre porque agua tiene densidad mxima a 4C, o sea, en fase lquida.


*Propiedades del agua


*Estados del aguaAgua en naturaleza, se presenta en sus tres estados:Gaseoso slidoLquidoCondensacinEvaporacinCongelacinFusinSublimacin


*Estados del agua


*Estados del agua


*Consuntivos:Consumo humano;Industrial;Pecuario;Irrigacin. No consuntivos:Generacin de energa;Navegacin;Pesca;Recreacin.Usos del agua65%, riego.27%, generacin de energa elctrica y usos industriales.7%, minera.7%, uso domstico.


*Usos del aguaAgua potable


*Usos del aguaGeneracin de energa


*Usos del aguaRiego


*Usos del aguaPecuario


*Usos del aguaIndustria


*Usos del aguaRecreacin


*Usos del aguaTransporte


*Usos del aguaPiscicultura


*Usos del aguaEcolgico


*Agua, recurso vitalNo se puede modificar cantidad de agua existente:Se degrada agua disponible. Actualmente, ms de 1200 millones de personas no tienen acceso a fuentes de agua segura.Aumento de poblacin y nuevas formas de vida, incrementan demandas;Consumo se multiplic por 9 de 1900 al 2000, mientras poblacin se multiplic por 6.Agua dulce es un recurso limitado y su calidad est bajo amenaza constante.


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*Agua, demasiada o muy poca...Es causa principal de desastres....Agua y desastresHuaycos, avenidas, inundaciones, sequas y desertificacin


*Agua y desastres


*Inundaciones


*Sequa - desertificacin


*Ms de 5 millones de personas mueren cada ao por causa de enfermedades asociadas a ingestin de agua de mala calidad. Cada 8 segundos muere un nio por beber agua contaminada.En Amrica Latina, diarrea acaba con vida de 18 millones de personas anualmente, en su mayora nios.En Africa 1 de cada 2 habitantes sufre alguna enfermedad por consumir agua insalubre.Hepatitis; clera; encefalitis; malaria; dengue; diarreas;dengue hemorrgico; etc.Agua, saneamiento y salud


*Calidad del aguaNaturaleza de calidad del agua est relacionada con uso destinado. As, aguas de uso domstico estn estrechamente ligadas a propiedades de fuentes de captacin y a sistemas de potabilizacin y distribucin.Actualmente existe preocupacin por incremento de problemas de contaminacin en general, y en particular del agua.


*Contaminacin del agua


*Vertiente del Titicaca: 10171.94 m3. (322.55 m3/s) 0.50% del total nacional.Per es un pas extraordinariamente dotado. Cuenta con 5% de aguas superficiales del mundo.Volumen de escurrimiento superficial medio anual de 2043548.26 m3. (64,800 m3/s).Vertiente del Pacifico: 34624.64 millones de m3. (1097.94 m3/s) o sea 1.69% del total nacional.Vertiente del Atlntico: 1998751.68 m3. (63379.50 m3/s) o sea 97.81% del total nacional.Recursos hdricos Per


*Pacfico1.8% disp. de agua70% poblacin2027 m3/habAtlntico97.7% disp. de agua26% poblacin292000 m3/habTiticaca0,5% agua4% poblacin9715 m3/habAgua en PerPer es un pas extraordinariamente dotado. Cuenta con 5% de aguas superficiales del mundo.Per tiene tres vertientes: Superf. drenada Vol/aoPacfico280.000 km2 40 MM3Atlntico 956.700 km2 1.702 MM3Titicaca 48.700 km2 7 MM3TOTAL 1.285.400 km2 1.749 MM3


*Recursos hdricos en SudamricaFlujo promedio anual de agua en Sudamrica es de 13.120 km, y representa cerca de 1/3 del total global.Precipitacin media anual: 1500 mm, mayor al 50% del promedio mundial.Acufero Guaran (Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay) es fuente contigua subterrnea de agua dulce ms grande del mundo.


*Recursos hdricos en mundo


*Estudio hidrolgicoObjetivos:Cuantificar disponibilidad de agua en cuenca. Determinar demanda de agua de cuenca.Realizar balance hdrico.Determinar descargas mximas y mnimas con diferentes perodos de retorno.


*Anlisis de cuenca hidrogrficaEvaluacin hidrometeorolgicaEstudio hidrolgico


*Estacin Consac3868 msnmEstacin Chichicocha4500 msnmEstacin Huayao3313 msnmEstaciones pluviomtricasEstacin Angasmayo3400 msnmEstacin Yauricocha-Estacin Tellera-Evaluacin de precipitacinAnlisis de consistenciaAnlisis de variabilidad temporalAnlisis de variabilidad espacialEstudio hidrolgico


*Estacin Angasmayo3400 msnmEstacin Yanacocha3500 msnmEstaciones hidromtricasEvaluacin de escorrentaDemandas de aguaMximas avenidasEstudio hidrolgico

Agua y dinmica del sistema integrado de cuenca


*Agua como servicio ambientalServicios ambientales: servicios que brindan ecosistemas a sociedad y que inciden directa o indirectamente en proteccin y mejoramiento del ambiente y, por tanto, en calidad de vida de poblacin.Ejemplos: Captacin y regulacin de caudal de agua.Almacenamiento de agua subterrnea.Generacin de energa elctrica.Control inundaciones.Proteccin de cuenca.Control de erosin.Fijacin de carbono.

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