La hidrología estudia el agua en la tierra, incluyendo su circulación, distribución, propiedades, y relación con el medio ambiente. Se aplica en ingeniería para proyectos de uso y defensa del agua mediante análisis hidrológicos cuantitativos. El ciclo hidrológico describe cómo el agua se mueve y cambia de estado entre la atmósfera, tierra, y océanos a través de procesos como la evaporación, precipitación, escurrimiento e infiltración.

1. HIDROLOGIA
D O C E N T E : I N G . N A N C Y Z E V A L L O S Q U I S P E

2. HIDROLOGIA
La Hidrología es la ciencia que estudia el
agua, su ocurrencia, circulación y
distribución en la superficie terrestre; sus
propiedades físicas y químicas y su
relación con el medio ambiente
incluyendo a los seres vivos.

3. APLICACIÓN EN LA INGENIERIA
Los proyectos hidráulicos son de dos tipos: los proyectos
que se refieren al uso del agua y los que se refieren
a la defensa contra los daños que ocasiona el agua.
Los proyectos típicos de uso del agua son los de
abastecimiento de agua potable, los de irrigación y
los de aprovechamiento hidroeléctrico; comprenden,
además, los de navegación, recreación y otros.
Los proyectos típicos de defensa son los de drenaje
urbano, drenaje vial y drenaje agrícola; comprenden,
además, los de encausamiento de ríos, los de
defensa contra las inundaciones y otros.

4. APLICACIÓN EN LA INGENIERIA
Por ejemplo, se encuentra con la necesidad de diseñar
puentes, estructuras para el control de avenidas,
presas, vertedores, sistemas de drenaje para
poblaciones, carreteras y aeropistas y sistemas de
abastecimiento de agua. Sin excepción, estos diseños
requieren de análisis hidrológicos cuantitativos para
la selección del evento de diseño necesario.

5. EVENTO DE DISEÑO
El objetivo es la determinación de esos eventos, que
son análogos a las cargas de diseño en el análisis
estructural. Los resultados son normalmente sólo
estimaciones, con aproximación limitada en muchos
casos.
Sin embargo, estas estimaciones rara vez son menos
aproximadas que las cargas usadas en el análisis
estructural o el volumen de tráfico en carreteras.

6. El análisis hidrológico exhaustivo es el primer paso
fundamental en la planeación, diseño y operación de
proyectos hidráulicos.
En la fase de planeación y diseño, el análisis se dirige
básicamente a fijar la capacidad y seguridad de
estructuras hidráulicas. Las dimensiones físicas o la
capacidad de conducción de una estructura
hidráulica se determinan, desde luego, de acuerdo
con los volúmenes y gastos que se deseen
almacenar, controlara transmitir.

7. OBJETIVOS DE LA HIDROLOGIA
Los principales objetivos de la hidrología, al diseñar
una obra de ingeniería, pueden resumirse en dos
grandes grupos:
a) La obtención de la avenida máxima que con una
determinada frecuencia puede ocurrir en un cierto
lugar.
b) Conocimiento de la cantidad, frecuencia y
ocurrencia del transporte del agua sobre la superficie
terrestre.

8. RECOLECCION DE DATOS
Una parte importante para el diseño de proyectos
hidráulicos es la recolección y análisis de datos como
precipitación, caudales, evaporación, horas de sol,
temperatura, vientos, etc. Por ello, la mayoría de los
países del mundo disponen de una o más agencias
gubernamentales que tienen la responsabilidad de
recolectar y difundir datos hidrológicos. En nuestro
país el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología
(SENAMHI) cumple esta función.
La Hidrología enseña el manejo que se le da a esta
información, no siempre completa y muchas veces
ausente en el lugar mismo del proyecto.

9. EL CICLO HIDROLIGICO
Como todo ciclo, el hidrológico no tiene ni principio ni
fin; y su descripción puede comenzar en cualquier
punto.
El agua que se encuentra sobre la superficie terrestre o
muy cerca de ella se evapora bajo el efecto de la
radiación solar y el viento.
El vapor de agua, que así se forma, se eleva y se
transporta por la atmósfera en forma de nubes hasta
que se condensa y cae hacia la tierra en forma de
precipitación.

10. EL CICLO HIDROLIGICO
Durante su trayecto hacia la superficie de la tierra, el
agua precipitada puede volver a evaporarse o ser
interceptada por las plantas o las construcciones, luego
fluye por la superficie hasta las corrientes o se infiltra. El
agua interceptada y una parte de la infiltrada y de la que
corre por la superficie se evapora nuevamente.
De la precipitación que llega a las corrientes, una parte
se infiltra y otra llega hasta los océanos y otros grandes
cuerpos de agua, como presas y lagos.

11. EL CICLO HIDROLIGICO
Del agua infiltrada, una parte es absorbida por las
plantas y posteriormente es transpirada, casi en su
totalidad, hacia la atmósfera y otra parte fluye bajo la
superficie de la tierra hacia las corrientes, el mar u otros
cuerpos de agua, o bien hacia zonas profundas del
suelo (percolación) para ser almacenada como agua
subterránea y después aflorar en manantiales, ríos o el
mar.

12. EL CICLO HIDROLIGICO

13. ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO

14. ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO
Se puede notar que el sistema tiene una relación
estrecha con dos sistemas adyacentes:
• Con la parte superior de la atmósfera, a través de
la energía que llega del Sol y los estratos superiores,
y
• Con los sistemas geológicos profundos como
aquellos que están asociados a sistemas
geotérmicos y que pueden interactuar con los
componentes recarga, flujo subterráneo y flujo
subsuperficial.

15. ESQUEMA GLOBAL DEL CICLO HIDROLOGICO
En cada subsistema se presentará una capacidad de
retención de volúmenes de agua, en cualquiera de
sus fases, durante un determinado intervalo de
tiempo.
La capacidad de retención en un medio también
recibe el nombre de almacenamiento y el intervalo
de tiempo que permanece un volumen recibe el
nombre de tiempo de residencia.

16. SUB SISTEMA ATMOSFERICO
Este subsistema se abastece de la evaporación, es decir,
de los volúmenes de vapor de agua que llegan a la
atmósfera desde la superficie del océano y/o desde la
superficie del terreno; en este último caso, si existe
una cubierta vegetal, se presenta el efecto combinado
que recibe el nombre de evapotranspiración.
El vapor de agua podrá ser desplazado por los procesos
de circulación atmosférica a otras regiones
geográficas donde, si se presentan las condiciones
adecuadas, abandonará el subsistema atmosférico al
cambiar de fase a través de la precipitación, es decir,
se transformará en lluvia, nieve, hielo, rocío, etc.

17. SUB SISTEMA ATMOSFERICO
Esta precipitación podrá tener lugar tanto en la
superficie del océano como en el continente y, en
algunas situaciones, el agua precipitada no se
incorporará a ningún proceso de los subsistemas de
agua superficial y subterránea, Regresando a la
atmósfera; a esta variable se le da el nombre de
intercepción o pérdidas, y queda ejemplificada por
aquella porción de agua líquida atrapada en las copas
de los árboles, techos de las casas, etc.

18. SUB SISTEMA DEL AGUA SUPERFICIAL
Para este subsistema la precipitación se considera
como una entrada. Una vez eliminada el agua
interceptada, el volumen restante se transformará
en escurrimiento sobre la superficie del terreno, el
cual a su vez llegará al sistema de drenaje del área
de captación para formar el escurrimiento
superficial; parte de estos escurrimientos saldrán
del subsistema como infiltración al subsistema
subterráneo o bien como escurrimiento por medio
de los sistemas de drenaje regionales que
finalmente llegan al océano.

19. SUB SISTEMA DEL AGUA SUBTERRANEA
La entrada a este subsistema proviene básicamente
de la infiltración. Parte del volumen infiltrado al
subsuelo percola a mayor profundidad, llegando al
almacenamiento del agua subterránea; la otra
parte se almacena en la región intermedia entre la
superficie del terreno y el almacenamiento de agua
subterránea de mayor profundidad. En las dos
zonas mencionadas del subsuelo tiene lugar el
desplazamiento del agua: en el primer caso, se
trata del flujo subterráneo, y en el segundo caso se
trata del flujo subsuperficial.

20. SUB SISTEMA DEL AGUA SUBTERRANEA
El flujo subterráneo puede abarcar grandes
extensiones y actuar como una salida del agua
subterránea al océano o a otros sistemas
regionales.
El flujo subsuperficial es generalmente local y es un
proceso importante entre diferentes variables
dentro del subsistema; este flujo también se puede
convertir en una salida del subsistema por medio
de la evapotranspiración.

21. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE N°01
DIBUJE EN SU CUADERNO EL CICLO HIDROLOGICO,
EXPLICANDO CLARAMENTE CADA FASE.