La hidrología cubre todas las fases del agua en la tierra. Sus aplicaciones prácticas son tales como diseño y operación de estructuras hidráulicas, abastecimiento de agua, tratamiento y disposición de aguas residuales, irrigación, drenaje, generación hidroeléctrica, control de inundaciones, navegación, erosión y control de sedimentos, control de salinidad, disminución de la contaminación, uso recreacional del agua y protección de la vida terrestre y acuática

1. HIDROLOGIA
Capitulo I
La hidrología cubre todas las fases del agua en la tierra. Sus aplicaciones prácticas son tales como
diseño y operación de estructuras hidráulicas, abastecimiento de agua, tratamiento y disposición de
aguas residuales, irrigación, drenaje, generación hidroeléctrica, control de inundaciones, navegación,
erosión y control de sedimentos, control de salinidad, disminución de la contaminación, uso
recreacional del agua y protección de la vida terrestre y acuática.
Los principales objetivos de la hidrología, al diseñar una obra de ingeniería, pueden resumirse en dos
grandes grupos:
- Obtención de la avenida máxima que con una determinada frecuencia puede ocurrir en un cierto
lugar, lo cual es necesario considerar al diseñar vertederos, puentes y drenajes en general.
- Conocimiento de la cantidad, frecuencia y naturaleza de ocurrencia del transporte de agua sobre
la superficie terrestre. Esto servirá para eldiseño de instalaciones de irrigación, abastecimiento
de agua, aprovechamientos hidroeléctricos y navegación de ríos.
El ciclo hidrológico es el foco central de la hidrología, no tiene principio ni fin; el agua se evapora
desde los océanos y superficies terrestres para volver a la atmosfera, el vapor de agua se eleva,
condensa y precipita sobre la superficie terrestre o los océanos; el agua precipitada puede ser
interceptada por la vegetación, convertirse en flujo superficial sobre el suelo, infiltrarse en él,
correr a través del duelo como flujo subsuperficial y descargar en los ríos como escorrentía
superficial. La mayor parte del agua interceptada y escorrentía superficial regresa a la atmosfera.
La hidrología en una región está determinada por sus patrones de clima tales como la topografía, la
geología y la vegetación.
Un sistema es un conjunto de partes conectadas entre sí, que forman un todo. El ciclo hidrológico
puede tratarse como un sistema cuyos componentes son precipitación, evaporación, escorrentía y
otras fases del ciclo hidrológico; estos componentes pueden agruparse en subsistemas del ciclo total;
estos subsistemas más simples pueden analizarse separadamente y combinarse los resultados.
Un sistema hidrológico puede definirse como una estructura o volumen en el espacio, rodeada por
una frontera, que acepta agua y otras entradas, opera en ella internamente y las produce como
salidas.
Los procesos físicos, químicos y biológicos operan en el medio de trabajo del sistema; los medios de
trabajo más comunes incluidos en el análisis hidrológico son agua, aire y calor.
Una cuenca es una superficie de tierra que
drena hacia una corriente en un lugar dado.
La divisoria de aguas es una línea que
separa la superficie de tierra cuyo drenaje
fluye hacia un río dado de las superficies de
tierra cuyos desagües corren hacia otros ríos.
La frontera del sistema se dibuja
proyectando la divisoria de agua hacia arriba
y hacia abajo hacia planos horizontales. El
río principal puede tener afluentes, que son
ríos que descargan en el río principal, a su
vez estos afluentes tienen sus propias
cuencas que son llamadas subcuencas.
La lluvia es la entrada, distribuida en el
espacio sobre el plano superior; el caudal es
la salida, concentrado en el espacio de la
salida de la cuenca. La evaporización y el flujo superficial también pueden considerarse como salidas
pero son muy pequeños comparados con el caudal durante una tormenta.
Modelo de Sistema Hidrológico

2. El objetivo del análisis del sistema hidrológico es estudiar la operación del sistema y predecir su
salida. Un modelo de sistemahidrológico es una aproximación alsistema real; sus entradas y salidas
son variables hidrológicas mensurables y su estructura es un conjunto de ecuaciones que conectan las
entradas y las salidas que se expresan en función al tiempo.
𝑄(𝑡) = Ω ∗ 𝐼(𝑡) Ecuación de transformación del sistema
Los modelos hidrográficos pueden dividirse en dos categorías: modelos físicos y modelos
abstractos. Los físicos incluyen modelos a escala que representan el sistema en escala reducida; los
y los abstractos representan elsistema en forma matemática mediante un conjunto de ecuaciones que
relacionan las variables de entrada y salida.
Todos los modelos hidrológicos son aproximaciones de la realidad, luego la salida de un sistema real
nunca puede pronosticarse con certeza.
Capitulo IV
El agua subsuperficial fluye por debajo de la superficie terrestre. Tres procesos importantes son la
infiltración de agua superficial en el suelo para convertirse en humedad del suelo, el flujo
subsuperficial o flujo no saturado a través delsuelo, y el flujo de agua subterránea o flujo saturado
a través de los estratos de suelo o roca.
Los estratos de suelo o roca que permiten el flujo de agua se denominan porosos. El flujo es no
saturado cuando el medio poroso todavía tiene algunos vacíos ocupados por aire y essaturado cuando
los vacíos están completamente ocupados por agua. El nivel freático es la superficie donde el agua
se encuentra a presión atmosférica en un medio saturado. Por encima del nivel freático las fuerzas
capilares pueden saturar el medio poroso.
La
infiltración es el proceso mediante el cual el agua penetra desde la superficie del terreno hacia el
suelo. Muchos factores influyen en la tasa de infiltración, incluyendo la condición de la superficie del
suelo y su cubierta vegetal, las propiedades del suelo, tales como la porosidad y la conductividad
hidráulica, y el contenido de humedad presente en el suelo.
Existen cuatro zonas de humedad: una zona saturada cerca de la superficie, una zona de
transmisión de flujo no saturado y contenido de humedad aproximadamente uniforme, una zona de
mojado en la cual la humedad decrece con la profundidad y un frente de mojado.
La tasa de infiltración es la tasa a la cualelagua entra al suelo en la superficie y se mide en pulgadas
por hora o centímetros por hora.
Capítulo V
La escorrentía superficial es aquella parte de la lluvia que no es absorbida por el suelo mediante
infiltración.
Si un suelo tiene una capacidad de infiltración f que es mayor a la intensidad de lluvia i, entonces esta
es absorbida completamente y no existe escorrentía superficial. De lo contrario existirá una
escorrentía a una tasa de (i-f) llamada exceso de lluvia.

3. El flujo subsuperficial de saturación se
produce cuando el flujo subsuperficial
satura el suelo cerca a la parte inferior de
la pendiente y entonces se presenta flujo
superficial a medida que la lluvia ce en un
suelo saturado. Esto ocurre con más
frecuencia en la parte inferior de las
pendientes de colonas cerca a lasbancasde
la corriente.
La velocidad del flujo subsuperficial estan
baja que no todo el flujo subsuperficial o
el flujo subsuperficial saturado de una
cuenca contribuye a incrementar la
corriente durante una tormenta.
Un hidrograma de caudal esuna gráfica o tabla que muestra la tasa de flujo como función del tiempo
en un lugar dado de la corriente. Dos tipos de hidrogramas son particularmente importantes, el anual
y el de tormenta.
El exceso de precipitación o precipitación efectiva, es la precipitación que no se retiene en la
superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo. Después de fluir a través de la superficie de la
cuenca, el exceso de precipitación se convierte en escorrentía directa a la salida de la cuenca.
El coeficiente de escorrentía es la relación entre la tasa pico de escorrentía directa y la intensidad
promedio de precipitación en una tormenta; también puede definirse como la relación entre la
escorrentía y la precipitación sobre un periodo de tiempo dado.
Métodos para el Cálculo de la Precipitación Media en una Cuenca
- Método aritmético
Este método provee una buena estimación si las estaciones pluviométricas están distribuidas
uniformemente dentro de la cuenca,el área de la cuenca es bastante plana y la variación de las
medidas pluviométricas entre las estaciones es pequeña.
Según el Método Aritmético, la Precipitación media se calcula aplicando la siguiente expresión:
En donde Pi es la precipitación puntual en la estación i y n el número de estaciones dentro de los
límites de la cuenca en estudio. Como vemos es simplemente un promedio de las precipitaciones
registradas en las distintas estaciones consideradas dentro de la cuenca.
- Cálculo de la Precipitación Media utilizando el Método de los Polígonos de Thiessen
Este método se puede utilizar para una distribución no uniforme de estaciones pluviométricas,
provee resultados más correctos con un área de cuenca aproximadamente plana, pues no considera
influencias orográficas.
El método asigna a cada estación un peso proporcional a su área de influencia,la cual se define
para cada estación de la siguiente manera:
 Todas las estaciones contiguas se conectan mediante líneas rectas en tal forma que no hayan
líneas interceptadas, es decir conformando triángulos:

4.  En cada una de las líneas
previamente dibujadas se trazarán
mediatrices perpendiculares, las cuales
se prolongarán hasta que se corten con
otras mediatrices vecinas:
 Los puntos de cruce o intersección
entre las mediatrices representan los
puntos del polígono cuya superficie
constituye el área de influencia de la
estación que queda dentro de dicho
polígono.
Finalmente, el área de cada uno de estos polígonos debe ser calculada (Ai) para poder realizar el
Cálculo de la Precipitación Media sobre la cuenca mediante la expresión:
Vale destacar que, en los polígonos limítrofes (cercanos allímite de la cuenca,como el de la
estación N° 6 en la figura anterior) se considera solamente el área interior.
- Cálculo de la Precipitación Media utilizando el Método de las Isoyetas

5. Es el método más preciso, pues permite la consideración de los efectos orográficos en el cálculo de
la lluvia media sobre la cuenca en estudio. Se basa en el trazado de curvas de igual precipitación de
la misma forma que se hace para estimar las curvas de nivel de un levantamiento topográfico.
Sobre la base de los valores puntuales de
precipitación en cada estación (como los
enmarcados en un cuadro rojo en la siguiente figura)
dentro de la cuenca,se construyen, por
interpolación, líneas de igual precipitación:
Las líneas así construidas son conocidas como isoyetas.Un mapa de isoyetas de una cuenca es un
documento básico dentro de cualquier estudio hidrológico, ya que no solamente permite la
cuantificación del valor medio sino que también presenta de manera gráfica la distribución de la
precipitación sobre la zona para el período considerado. Una vez construidas las isoyetas será
necesario determinar el área entre ellas para poder determinar la precipitación media mediante la
expresión:
Donde:
Pj: Valor de la Precipitación de la Isoyeta j.
Aj: Área incluida entre dos isoyetas
consecutivas (j y j+1).
m: Número total de isoyetas.
Como se observa de la anterior expresión este método asume que la lluvia media entre dos isoyetas
sucesivas es igual al promedio numérico de sus valores.