HISTORIA DE LA HIDROLOGÍA

EVALUACIÓN HÍDRICA

HISTORIA DE LA HIDROLOGÍA

Es casi imposible fijar fechas para el nacimiento de la hidrología debidoa que la necesidad del agua es parte del desarrollo de las civilizaciones.

Inicios relacionados con:las primeras obras de ingeniería para abastecer de agua a lasciudades y los cultivos:Los intentos de los primeros filósofos para entender la naturaleza.

A pesar de la simpleza del ciclo del agua, se necesitaron siglos para sudesarrollo;

HISTORIA DE LA HIDROLOGÍA –VERSIÓN CORTA

GRECIA:Anaxágoras dio una explicación al proceso, intuyo que las lluvias proveníande la evaporación del agua de mar por el sol.Teofrasto y el romano Marco Vitruvio basados en las ideas de Anaxágoras,definieron el ciclo hidrológico.

ASIA:Una aproximación de medición, con registros de precipitaciones, caída denieve y viento, llegando a teoría del ciclo hidrológico (entre 900 – 400 A.C.); porsu poca comunicación con occidente, sus teorías no impactaronsignificativamente el conocimiento del resto del mundo.

EDAD MEDIA Y RENACIMIENTOSin avances, hasta que Leonardo da Vinci realizó mediciones de velocidadesen diferentes cauces y concluyó que el agua es más rápida en la superficie queen el fondo.

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EN LA ERA MODERNADalton en 1802 describió un principio para la evaporación;Hagen y Poiseuille en 1839, describieron una teoría para el flujo laminar;Darcy en 1856 presento su ecuación para el flujo en medios porosos;Manning (1891) presentó su ecuación para el flujo en canales abiertos;Hazen en 1914 introdujo el análisis de frecuencia para los máximos de unacreciente;Horton en 1933 desarrollo una aproximación a la infiltración y en 1945presentó su descripción de las cuencas de drenaje (índices de Horton)Gumbely en 1941 propuso la ley de valor extremo para estudios hidrológicos.

Todas estas teorías independientes ayudaron a consolidar la naciente cienciade la hidrología hasta que a mediados del siglo XX (70s) alcanzó unreconocimiento definitivo como disciplina.

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DESARROLLO HISTÓRICO DE LA HIDROLOGÍA

En general, puede describirse a través de una serie de períodos; puesto quetraslaparse, su división en el tiempo no debe considerarse exacta.

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A) PERIODO DE ESPECULACIÓN (→ 1,400 D.C.)El concepto del ciclo hidrológico fue especuladopor muchos filósofos, incluyendo a Homero

(≈ 1,000 a.C.), Thales, Platón y Aristóteles(Grecia); Lucrecio, Céneca y Plinio (Roma), mientrasque la mayoría de sus conceptos eran erróneos,Marco Mitruvius, en tiempos de Cristo, tuvo unateoría generalmente aceptada: el agua subterráneaen su mayor parte deriva de lluvia y nieve infiltradadesde la superficie; considerada el inicio delconcepto moderno de ciclo hidrológico.

Se aprendió mucho de hidrología práctica a travésde grandes obras hidráulicas históricas, como losantiguos pozos árabes, las obras persas, proyectosde irrigación de Egipto y Mesopotamia, acueductosromanos, proyectos de suministro de agua y drenajeen India y sistemas de irrigación de China.

B) P. DE OBSERVACIÓN (1400 – 1600)Durante el renacimiento, se percibió uncambio gradual de los conceptos puramentefilosóficos de hidrología hacia la cienciaobservacional del presente.

Por ejemplo, basado en observaciones, Leonardoda Vinci y Bernardo Palissy acumularon unentendimiento correcto del ciclo hidrológico,especialmente la infiltración de la lluvia y el retornodel agua por los manantiales.

C) P. DE MEDICIÓN (1600 – 1700)La hidrología puede considerarse nacida en elsiglo XVII con las mediciones.

Pierre Perrault: midió la lluvia, evaporación ycapilaridad en la cuenca de drenaje del Sena.

Edmé Mariotte: calculó las descargas del Sena enParís

Edmundo Halley: midió la tasa de evaporación ydescarga de los ríos para el estudio del marmediterráneo.

A partir de estas mediciones fueron capaces dedelinear conclusiones correctas de los fenómenoshidrológicos observados.

PIERRE PERRAULT

EDMUND HALLEY

D) P. DE EXPERIMENTACIÓN (1700 – 1800)Florecen estudios experimentales de hidrología. Como resultado, se obtuvomucho en el modo de conducir nuevos descubrimientos y comprensión deprincipios hidráulicos.

Ejemplos: piezómetro deBernoulli, tubo Pitot, medidorWoltwan, tubo de Borda, principio deD’alambert, teorema de Bernoulli yfórmula de Chezy.

Estos desarrollos aceleraron elcomienzo de los estudioshidrológicos sobre una basecuantitativa.

E) P. DE MODERNIZACIÓN (1800 – 1900)La gran era de la hidrología experimental, iniciada en el período precedente,se sentaron bases para la hidrología moderna.

La modernización se ve en las contribuciones importantes a la hidrología; lamayoría, sin embargo, en hidrología subterránea y mediciones de corrientessuperficiales.

En agua subterránea, se aplicó porprimera vez la geología por William Smith,también se hicieron descubrimientosbásicos: ecuación del flujo capilar deHagen-Poiseuille; ley de Darcy del flujo deagua subterránea, fórmula de pozos deDupuit-Thiem, etc.

Evaporación: Dalton reconociórelación evaporación-presión de vapor(ley de Dalton). En precipitación, Millerhizo intento básico de correlación deprecipitación y altitud y Blodget publicóun libro sobre distribución de lluvias enUSA..Se fundaron agencias hidrológicas deU.S.A., como The U.S. Army Corps ofEngineers, The Geological Survey yThe Weather Bureau.

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E. P. DE MODERNIZACIÓN (1800 –1900)Agua superficial: se impulsó lahidrometría, con desarrollo de fórmulasde flujo y aparatos de medición ynacimiento de medición sistemática decorrientes. Contribuciones sobresalientes:mediciones de descargas del Mississipipor Humphrey y Abbot; publicación defórmula de descarga en vertederos deFrancis; determinación del coeficientede Chezy por Ganguillet y Kutter;propuesta de fórmula de flujo deManning y desarrollo de correntómetrosde Ellis y Price.

F) P. DE EMPIRISMO (1900 – 1930)La modernización de la hidrología inicia en siglo xix, pero el desarrollo de lahidrología cuantitativa era todavía inmaduro. La hidrología era todavíaempírica, las bases físicas para la mayoría de las determinaciones hidrológicascuantitativas no eran bien conocidas ni habían muchos programas deinvestigación de información cuantitativa para hidrólogos e ingenieros parasolución de problemas prácticos.

Durante la última parte del siglo xix y 30 años siguientes, el empirismo se hizoevidente; por ejemplo, cientos de fórmulas empíricas fueron propuestas y laselección de sus coeficientes y parámetros dependían principalmente del juicioy la experiencia.

F) P. DE EMPIRISMO (1900 – 1930)Aproximaciones empíricas a problemas hidrológicosfueron insatisfactorias; muchas agenciasgubernamentales impulsaron sus esfuerzos eninvestigaciones hidrológicas, y muchas sociedadestécnicas fueron organizadas para avance de lahidrología.

Las principales agencias del gobierno fundadas enestados unidos en este período con interés en hidrologíacomo parte de sus funciones incluyen el BUREAU OFRECLAMATION, el FOREST SERVICE, el U.S. ARMYENGINEERS WATERWAYS EXPERIMENTALSTATION, ETC.

G) P. DE RACIONALIZACIÓN (1930 – 1950)Se usó el análisis racional en vez del empirismo.En 1932, Sherman demostró el uso del hidrógrafounitario para trasladar el exceso de lluvia enhidrograma de escorrentía. En 1933, Horton inició laaproximación más exitosa hasta hoy día en elproblema de determinar el exceso de lluvia sobre labase de la teoría de la infiltración. En 1935, Theisintrodujo la teoría del no equilibrio para hidráulica depozos. En 1941, Gumbel propuso el uso de ladistribución de valores extremos en análisis defrecuencia de datos hidrológicos; él y otros muchosrevitalizaron el uso de la estadística en hidrologíainiciado por Hazen.

Un notable desarrollo en este período fue elestablecimiento de muchos laboratorios hidráulicos ehidrológicos en el mundo. En U.S.A. se organizaronmás agencias y se reorganizaron otras o secambiaron nombres para reforzar sus actividades

H) PERIODO DE TEORIZACIÓN (1950 HASTA AHORA)Desde cerca de 1,950 se han usado extensamente los planteamientosteóricos en problemas de hidrología. Como han sido propuestos muchosprincipios hidrológicos racionales, ellos pueden ser ahora sometidos al análisismatemático. Como se están desarrollando sofisticados instrumentos ycomputadoras de alta velocidad, pueden ser ahora empleados' para medirdelicados fenómenos hidrológicos y para resolver complicadas ecuacionesmatemáticas implicadas en la aplicación de teorías hidrológicas.

Ejemplos de estudios hidrológicos teóricos son el análisis lineal y no lineal desistemas hidrológicos, la adopción de conceptos no permanentes y estadísticosen la hidrodinámica del agua subterránea, la aplicación de las teorías detransferencia de calor y de masa para el análisis de la evaporación, el estudiode la energía y la dinámica de la humedad del suelo, la generación secuencialde datos hidrológicos y el uso de la investigación de operaciones en el diseñode sistemas de fuentes de agua

H) PERIODO DE TEORIZACIÓN (1950 HASTA AHORA)Con el incremento de la población mundial y el mejoramiento de lascondiciones económicas después de la segunda guerra mundial, ha habido unanecesidad creciente de resolver todo tipo de problemas de agua y así se hadesarrollado un gran interés por la investigación básica y la educación enhidrología así como en los recursos de agua. Esto puede verse a través de laactividad de muchas comisiones en U.S.A. También se desarrollaronactividades internacionales en recursos de agua e hidrología. En 1959 seestableció en las naciones unidas un centro de desarrollo de recursos de aguaa fin de promover esfuerzos coordinados para el desarrollo de recursos de aguaentre los países miembros.

Estudios hidrológicos de problemas específicos fueron encargados pormuchas otras organizaciones, incluyendo la Unesco y la FAO.