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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIOFacultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Civil. Departamento de Hidráulica
MODELOS HIDRODINÁMICOS EN MODELOS HIDRODINÁMICOS EN LA HIDROLOGÍA DE LLANURASLA HIDROLOGÍA DE LLANURASLA HIDROLOGÍA DE LLANURASLA HIDROLOGÍA DE LLANURAS
Departamento de HidráulicaDepartamento de HidráulicaCentro Univ Rosario Investig. HidroambientalesCentro Univ Rosario Investig. HidroambientalesFCEIA FCEIA –– UNR / CONICETUNR / CONICET
Dr Erik D. ZimmermannDr Erik D. Zimmermann
Contenidos generales de presentaciónContenidos generales de presentación
Objetivos generales de la modelación matemática en hidrología:
•Desarrollo de herramientas tecnológicas capaces de predecir alteraciones en el comportamiento hidrológico frente a acciones de índole antropogénica.
•Contribuir a la planificación de los recursos hídricos regionales, con especial énfasis en la mitigación de impactos sobre el sistema hidrológico debido a inundaciones y/o sequías.
•Promover la inserción de la investigación científica y tecnológica en la solución de problemáticas regionales en orden a mejorar la calidad de vida de la población.
1.- Procesos hidrológicos generales
2.- Procesos hidrológicos en llanuras
3.- Métodos de modelación generales
4.- Métodos específicos para la llanura.
5.- Experiencias del grupo de trabajo.
Definición
Se entiende por ciclo hidrológico, o ciclo del agua, al movimiento que
ésta realiza, con o sin cambio de estado y conservando el volumen total,
en un espacio del planeta denominado hidrósfera.
“La Hidrología es la ciencia que trata sobre el agua en la naturaleza, su
CICLO HIDROLÓGICO, BALANCE HIDROLÓGICO
“La Hidrología es la ciencia que trata sobre el agua en la naturaleza, su
cantidad y calidad, su distribución areal y temporal y su interacción con el
ambiente y con los seres vivos, en particular los seres humanos.”
En un sentido amplio la Hidrología puede definirse como el estudio del
ciclo hidrológico.
Procesos Hidrológicos GeneralesProcesos Hidrológicos Generales Procesos Hidrológicos en llanura Métodos Modelación Generales Métodos Modelación en llanura
La Hidrología
• La Hidrología es definida como la disciplina que se ocupa de las
propiedades, ocurrencia, distribución y movimiento del agua sobre y bajo de
la superficie de la Tierra. Se solapa con otras ciencias y disciplinas como las
Cs de la Atmósfera, la Oceanografía, Glaciología, Hidráulica, guardando
estrechas relaciones con la química, física, matemática, geología y ecología.
•La Hidrología actual tiene muchas áreas temáticas de alto grado de •La Hidrología actual tiene muchas áreas temáticas de alto grado de
complejidad. Al igual que otras ciencias, le ha alcanzado de lleno el impacto
de las nuevas tecnologías, ya sea en la medición, obtención y transmisión de datos y el tratamiento de los mismos, así como también el
uso de herramientas informáticas para el desarrollo de modelos matemáticos predictivos y de gestión y la utilización de sensores remotos.
Procesos Hidrológicos GeneralesProcesos Hidrológicos Generales Procesos Hidrológicos en llanura Métodos Modelación Generales Métodos Modelación en llanura
Representación descriptiva del Ciclo Hidrológico
Procesos Hidrológicos GeneralesProcesos Hidrológicos Generales Procesos Hidrológicos en llanura Métodos Modelación Generales Métodos Modelación en llanura
119.000 km3/año
72.000 km3/año
Fuente: Chow et al. (1994). Hidrología Aplicada
Balance anual de agua global. Fase terrestre del Ciclo Hidrológico
44.700 km3/año
2.300 km3/año
505.000 km3/año
Procesos Hidrológicos GeneralesProcesos Hidrológicos Generales Procesos Hidrológicos en llanura Métodos Modelación Generales Métodos Modelación en llanura
Almacenamiento Tiempo de residencia
Glaciares 20 a 100 años
Nieve estacional 2 a 6 meses
Humedad del suelo 1 a 2 meses
Tiempo de residencia: tiempo promedio que necesita una molécula de
agua para pasar a través de un subsistema del ciclo hidrológico.
Tiempo de residencia = Volumen almacenado / Tasa de flujo
Humedad del suelo 1 a 2 meses
Agua subterránea: somera 100 a 200 años
Agua subterránea: profunda 10.000 años
Lagos 50 a 100 años
Ríos 2 a 6 meses
Atmósfera 1 a 2 semanas
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Almacenamiento de agua en la atmósfera:El agua es almacenada en la atmósfera como vapor, en forma de humedad (nubes)
La atmósfera es una vía rápida que el agua utiliza
para moverse por el globo terráqueo. Las nubes
son la forma más visible del agua en la atmósfera,
pero incluso el aire limpio contiene agua, partículas
de agua que son muy pequeñas como para ser
visibles. El volumen de agua en la atmósfera en
cualquier momento es alrededor de 12.900 Km3.
La condensación es el proceso por el
cual el vapor de agua del aire se
transforma en agua líquida. La
condensación es importante para el
ciclo del agua ya que forma las nubes.
Estas nubes pueden producir
precipitación, principal forma de
retorno del agua a la Tierra.
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Global Precipitation Climatology Centre (GPCC)Distribución de precipitación para el año 2001 en mm/mes
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Evaporación: el agua cambia de estado líquido a gaseoso o vapor, pasando de los almacenamientos superficiales a la atmósfera.
Transpiración: emisión de Transpiración: emisión de vapor de los cultivos como parte del ciclo vegetativo
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Almacenamiento de agua subsuperficial:En el perfil de suelo, debido al proceso de infiltración de agua,
el suelo presenta una zona no-saturada y una zona saturada
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Escurrimiento superficial: Generalmente, parte de la lluvia que cae es absorbida por el suelo, pero cuando la lluvia cae sobre suelo saturado o impermeable o con intensidad mayor a la capacidad de infiltración, comienza a correr sobre el suelo produciendo el escurrimiento superficial sobre el terreno.
Santa Fe, 2003
Tartagal, 2008/2009
El flujo sobre el terreno puede contener excesiva cantidad de
sedimentos, el cual ingresa a los ríos y embalses superficiales.
Rosario, 2007
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Enfoque sistémico del Ciclo Hidrológico
Intercepción (F)
Almacenamiento Qs
GOT
AtmósferaAtmósfera
PE PE
PEPE
ET
Wi
Wo
El estudio de la fase terrestre del ciclo hidrológico se centra en el análisis, interpretación, caracterización y cuantificación de procesos hidrológicos en un espacio territorial delimitado denominado cuenca.
Almacenamiento Superficial (S)
Almacenamiento en Suelo (H)
Almacenamiento Subterráneo (G)
Río
s
Qs
Qss
Qg
Q
INF
RECA.C.
EXF
Océanos
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Situación en Argentina
•La República Argentina, dada su posición geográfica, relieve y dimensiones
presenta los más diversos climas, condiciones geológicas. geográficas y
meteorológicas que le confieren particulares características en su
hidrometeorología, hidrología superficial y subterránea.
•Más del 50% de se territorio en condiciones áridas, subáridas y desierto
patagónico, además presenta una extensa llanura de húmeda a subhúmeda y
cadenas montañosas que aumentan en altitud hacia el Oeste, hasta la
Cordillera de los Andes.
•Esto configura diversos efectos de relieve que se manifiestan en las
precipitaciones y características climáticas y por lo tanto en las características
hidrológicas de las regiones. La problemática, por lo tanto difiere según las diversas regiones, existiendo también importantes requerimientos de investigación y desarrollo en el área del agua dulce para riego,
aprovechamientos para energía, tratamiento de efluentes, recuperación de
agua contaminada, erosión hídrica de cuencas, drenaje, retención de aguas
de deshielo y muchos otros.
Procesos Hidrológicos Generales Procesos Hidrológicos en llanuraProcesos Hidrológicos en llanura Métodos Modelación Generales Métodos Modelación en llanura
Precipitación media anual. Mapa de Isoyetas de Argentina.
Temperatura media anual. Mapa de Isotermas de Argentina.
Mapa de Climático de Argentina.
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