Hidrologia

Introducción

Estando consciente de la importancia que tiene para los individuos en especial los ingenieros civiles, los cambios que se están dando en la actualidad con motivo de la implantación de los nuevos programas donde se da suma importancia a la participación más activa por parte los seres humanos, donde la tecnología va a avanzando cada día mas y la ciencia va a su paso, se presenta a continuación el siguiente trabajo que explicara los conceptos básicos de la hidrología, ya que es una ciencia fundamental para el estudio del agua, su movimiento, comportamiento y distribución de la misma, la cual se debe al ciclo hidrológico en el cual participaron diferentes pioneros de la ciencia en los siglos anteriores al actual, que aunque antes no existía la tecnología la ciencia abarcaba todo a su paso, lo experimentos, las investigaciones y desempeños de estos personales lo9graron dar al mundo entero la compresión de lo que es el agua, porque si se observa con atención los cambios y la frecuencia del agua, es algo que no tenia explicación ante los ojos de la humanidad ni compresión alguna, del porque llovía o que tipos de precipitaciones existían, fue ahí que empezaron estos personajes a indagar porque llovía, donde se depositaba esta lluvia, o hacia donde se iba y descubrieron el ciclo hidrológico, con el tiempo todo los avances fueron mayores creando estudios hidrológicos, como el balance hidrológico, los elementos de meteorología, partiendo de estos estudios se van a lo que es la cuenca hidrológica, halla su forma, área, curvas, entre otras. Las cuales serán explicadas en el desarrollo del trabajo, para su mayor comprensión, ya que a pesar de que se oyen están palabras a menudos en la vida diaria ya sea en las noticias, investigaciones etc., es difícil conocer y comprender el significado de cada estudio relacionado con la hidrología, no solo sobre esta ciencia también de otras que sin saber se escucha sobre ello pero no se sabe a qué se refiere, por ende se quiere hacer énfasis en cada palabra para tener un mayor conocimiento del mismo.

La hidrología generalidades y conceptos

Reseña Histórica De La Hidrología

La Hidrología como ciencia moderna se inicia en el siglo XIX con el desarrollo de la Física, con la aceptación del concepto de ciclo hidrológico y con la iniciación de medidas de precipitación y caudales. Pero desde la antigüedad existen referencias a medidas de caudales, debido a que los desarrollos de las grandes culturas fueron consecuencia de las actividades agrícolas próximas a grandes ríos. Existieron sistemas de regadíos en Egipto, China y Mesopotamia. Para los griegos, asentados en una región montañosa predominantemente calcárea, sin ríos de gran importancia y donde la existencia de grutas es abundante se crea una teoría basada en el ascenso del agua del océano hasta las cavernas, de donde surgían las fuentes y que la sal era perdida en este ascenso. Los fenómenos de lluvia eran asociados a la Mitología.

Los romanos mantienen estas mismas creencias que aún perduran a lo largo de la Edad Media. Es necesario llegar al renacimiento para que se propongan nuevas teorías.

En el siglo XV, Leonardo da Vinci introduce la idea de la evaporación y la condensación. Unos años después Bernard Palissy propone ya con claridad el concepto de ciclo hidrológico. En el siglo XVII Perrault, Mariotte y Halley avanzan dentro del concepto de ciclo hidrológico en los aspectos de escorrentía y evaporación. Por ejemplo Halley cuantifica la evaporación mundial y comprueba que es suficiente para cubrir todos los cursos de agua.

Durante los siglos XVIII y XIX los avances de la Hidráulica, Pitot, Bernouilli, Chezy, Venturi, etc.; hacen avanzar la Hidrología que por otra parte es empujada por las necesidades producidas por el desarrollo de las obras hidráulicas. En la segunda mitad del siglo XIX, se generaliza la medida de precipitaciones y caudales. La formulación de Darcy para el movimiento del agua en medios porosos impulsa el desarrollo de la Hidrogeología y de la Hidrología.

El siglo XX se inicia con el deseo de que la Hidrología aporte datos para la predicción de aportaciones. Durante el primer tercio del siglo XX todos estos temas se abordan con formatos empíricos de escaso rigor, pero es a partir de los años 30 cuando se desarrollan teorías cuantitativas basadas en métodos estadísticos.

Es de enunciar La Teoría del Hidrograma Unitario de Sherman, Wienar (1948) que desarrolla el análisis estadístico de series temporales, Gumbel (1958) distribución de máximas, etc. Durante los años 60 la aparición de los ordenadores electrónicos permite mucha amplitud a los cálculos (gran volumen de seguridad), lo que ha permitido el desarrollo de modelos matemáticos.

Conceptos básicos

Hidrología: Es ciencia que se dedica al estudio de la distribución espacial y temporal, y las propiedades del agua presente en la atmosfera y en la corteza terrestre. Lo que se puede decir que estudia el agua dentro del planeta Tierra, tanto en los aspectos de ocurrencia como acumulación y circulación desde el punto de vista cualitativo, cuantitativo y estadístico.

En el concepto anterior se debe entender que el concepto “agua” comprende el conjunto de fases en las que ésta se encuentra en la naturaleza (sólida, líquida o gaseosa), según se esquematiza en la siguiente figura:

Se puede establecer que, de acuerdo con la terminología estandarizada internacionalmente, la hidrología se refiere al agua sobre la superficie del terreno (aguas continentales), diferenciándose así de la oceanografía que estudia el agua en los mares (aguas marítimas) y de la meteorología que estudia el agua en la atmósfera.

Asimismo podríamos subdividir a la Hidrología en:

Hidrología Superficial: la cual estudia las corrientes de agua que riegan la superficie de la tierra y su almacenamiento en depósitos naturales (lagos, lagunas, ciénagas).

Hidrología Subterránea: en la que se incluyen los estudios del agua subterránea (acuíferos).

División de la Hidrología

Según el análisis que se requiera se puede clasificar en:

Hidrología Cualitativa: Se hace mayor énfasis en destacar la descripción de los procesos, como por ejemplo en la determinación de las formas y causa que provocan la formación de un banco de arena en un rio.

Hidrología Hidrométrica: Se centra en la medición de variables hidrológicas y primordialmente trabajo de campo, donde el uso adecuado de los instrumentos de medición, la selección de los locales (secciones de aforo) donde son efectuadas las mediciones y una correcta interpretación de los resultados es fundamental para la calidad de la información.

Hidrología Cuantitativa: Se centra en el estudio de la distribución temporal de los recursos hídricos en una cuenca hidrográfica.

Hidrología en Tiempo Real: Es una rama relativamente nueva y surge con el auge de las redes telemétricas, donde el uso de sensores en puntos estratégicos de una cuenca transmiten información (data) a una central de operaciones donde se analizan y procesan a fin de apoyar la toma de decisiones.

Hidrología Forestal: consiste primordialmente en el estudio del ciclo hidrológico, en si consiste en determinar la circulación del agua entre la tierra y la atmosfera en los montes, bosques y demás áreas naturales.

Desde el punto de vista de la Ingeniería Civil, se puede ver que la Hidrología incluye los métodos para determinar el caudal como elemento de diseño de las obras que tienen relación con el uso y protección del agua, como es el caso de represas, canales, acueductos y drenaje pluvial, entre otros.

El ciclo hidrológico: es el fenómeno de cir¬culación global del agua producido fun¬damentalmente por la energía solar, e in¬fluenciado por las fuerzas de gravedad y la rotación de la Tierra.

Aguas Subterráneas: parte del agua de lluvia que se encuentra en terrenos arenosos, que son permeables y se filtra hasta llegar a ser retenida por capas impermeables ordinariamente de arcilla. De esta manera se forman acuíferos o bolsas de agua en el subsuelo. De allí surgen manantiales, fuentes termales y, si se perforan, los pozos ordinarios y artesianos.

Obras hidráulicas: En Hidrología, una de sus ramas se encarga de estudiar el caudal, en general en Geografía Física se le denomina al volumen de agua que circula por el cauce de un rio en un lugar y tiempo determinados. Se refiere fundamentalmente al Volumen Hidráulico de la escorrentía de una Cuenca Hidrográfica concentrada en el rio principal de la misma. Suele medirse en (m 3⁄s ) y ello puede ser usado para planificar los recursos hidrológicos y su uso a través de embalses y obra de canalización.

¿Qué es una represa?

En Ingeniería se denomina presa o represa a una barrera producto de un estudio hidrológico previo, fabricada bien sea con piedra, concreto o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un rio o arroyo.

¿Cuál es la finalidad de una represa?

Tiene por finalidad de embalsar agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento bien sea en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, para laminación de avenidas (evitar inundaciones aguas de bajo de la presa) o para la producción de energía mecánica al accionar la fuerza del agua un elemento móvil. Esta energía puede aprovecharse directamente como se hacía antes en los antiguos molino, e indirectamente para producir energía eléctrica.

¿Cuáles

...