SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 19
Descargar para leer sin conexión
Curso de Hidrología Aplicada        Sistema Hidrológico




                    SISTEMA
                  HIDROLOGICO




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                  1. 1
Curso de Hidrología Aplicada                                       Sistema Hidrológico



1.      INTRODUCCIÓN
1.1 DEFINICIONES

HIDROLOGÍA: “…es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia,
circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y
físicas y su relación con el medio ambiente…”
(Chow, 1964)


HIDROLOGÍA APLICADA: Incluye las áreas de la Hidrología relacionadas al
diseño y operación de proyectos de ingeniería para la gestión, uso y
conservación del recurso hídrico


APLICACIONES DE LA HIDROLOGÍA

 −    Diseño y operación de embalses
 −    Abastecimiento de agua a poblaciones
 −    Irrigación
 −    Generación de Energía Eléctrica
 −    Obras de drenaje
 −    Control de inundaciones
 −    Erosión y control de sedimentos
 −    Estudio de la calidad del recurso hídrico
 −    Protección de los ecosistemas




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                 1. 2
Curso de Hidrología Aplicada                                     Sistema Hidrológico



1.2 PREGUNTAS MOTIVADORAS

Los estudiantes dispondrán de unos minutos para discutir en grupo las
siguientes preguntas, que serán luego presentadas a la clase:



   1 ) ¿Qué entienden por Cuenca Hidrográfica?

   2 ) ¿Cómo es el régimen de lluvias en el Uruguay?

   3 ) ¿Cómo es el caudal en un curso de agua?




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                               1. 3
Curso de Hidrología Aplicada                                                    Sistema Hidrológico



2.        SISTEMA HIDROLOGICO

2.1 EL CICLO HIDROLOGICO (Capítulo 1.1 V.T. Chow)

A partir de lo que se describe en la Fig. 1.1.1 y en las Tablas 1.1.1 y 1.1.2, se
destaca lo siguiente:


   (a)      Importancia de los océanos en el ingreso de agua a la atmósfera (7 a 1
            respecto al continente)
   (b)      El     balance          precipitación-evapotranspiración    es   positivo    en     el
            continente         y     negativo   en   los    océanos,   compensado       por     el
            escurrimiento desde los continentes a los océanos
   (c)      Importancia de la dinámica de la atmósfera


                                                ¿Por qué?


      •      Mayor superficie de los océanos que de los continentes
      •      La zona ecuatorial, de mayor radiación, es ocupada en una mayor
             proporción por los océanos
      •      La evapotranspiración en los continentes está limitada por la humedad
             del suelo


                                                                       Volumen Almacenado
Tiempo de Residencia del agua en un cuerpo: Tr = 
                                                                   Flujo de entrada o salida

Tr Agua en la Atmósfera = (12900 km3) / (577.000 km3/año) (365 días/año) = 8.2 días


Tr Agua en los Océanos = (1.338.000.000 km3) / (505.000 km3/año) = 2650 años




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                              1. 4
Curso de Hidrología Aplicada        Sistema Hidrológico




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                  1. 5
Curso de Hidrología Aplicada                      Sistema Hidrológico




                                    Tiempo de residencia
                                       en la atmósfera




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                1. 6
Curso de Hidrología Aplicada                                             Sistema Hidrológico




2.2 CONCEPTO DE SISTEMA (Capítulo 1.2 V.T. Chow)

El ciclo hidrológico puede representarse como un sistema cuyos componentes
principales son la precipitación, la evaporación y el escurrimiento. Para su
análisis puede dividirse en subsistemas, estudiarlos por separado y combinar
luego los resultados de acuerdo a las interacciones entre ellos.


                                            Condensación y Sublimación



                                    Evaporación durante el descenso




                               Vegetación y Estructuras




                   Medición
                   Medición

                         IntPrec
                               >
                         Infiltr
                      Sublimación



Zona no Saturada




   Zona Saturada

                                    Superficie de la           Cauces
                                       Cuenca




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                       1. 7
Curso de Hidrología Aplicada                                    Sistema Hidrológico




Figura A.1.1.1
Balance hidrológico anual en el Uruguay y en el promedio de los continentes


UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                              1. 8
Curso de Hidrología Aplicada                                        Sistema Hidrológico




2.3 PRIMERA DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL CICLO
DEL AGUA QUE PARTICIPAN DEL BALANCE HIDRICO


El objeto de la hidrología es formular balances de agua en regiones sobre la
superficie y subsuperficie de la tierra:

♦ La atmósfera es una condición de borde a través de la cual realiza
  intercambio de agua:
          • Sobre el suelo precipita agua (lluvia, nieve, granizo, escarcha,
             rocío, etc.).
          • El suelo y la vegetación evapotranspira, aportando humedad a
             la atmósfera.

♦ Sobre la superficie del terreno, a través de la frontera que delimita la región,
  se tiene un intercambio de escurrimiento (entradas y salidas)
           • Cuando la frontera sólo tiene un punto de intercambio, la salida
               en el punto más bajo del terreno, a la región se le define como
               cuenca.

♦ En la superficie del suelo el agua se encuentra almacenada en: embalses,
  lagos, pantanos, bañados, charcos, ríos, arroyos, etc.

♦ Parte del agua de la superficie del suelo se infiltra:
           • En la zona superior el agua se encuentra en forma no saturada
              (humedad del suelo: H).
           • Parte de agua infiltrada percola hacia la zona inferior en la que
              el suelo está saturado de agua (formando el acuífero que es
              delimitado en la parte superior por la superficie freática).
           •
♦ Cuando el nivel freático está por encima del nivel del terreno el acuífero
  realiza un aporte al escurrimiento superficial (Flujo Base).




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                  1. 9
Curso de Hidrología Aplicada                                   Sistema Hidrológico



                           BALANCE DE AGUA EN EL SUELO




Figura 2.3.1: Balance de agua en un volumen de control y conexión Acuífero –
                Flujo Superficial: Flujo Base



UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                            1. 10
Curso de Hidrología Aplicada                                     Sistema Hidrológico



                        BALANCE HIDRICO EN UNA CUENCA


El objetivo es encontrar la relación Precipitación-Caudal en la cuenca,
adecuada al fenómeno que se quiere modelar.




Modelo de Escurrimientos Mensuales

Se estiman los volúmenes de escurrimiento mensual a partir de la precipitación
mensual, las características de los suelos (capacidad de almacenamiento) y la
evapotranspiración.


Modelos de Escurrimientos Extremos

Considerando el evento extremo de precipitación a partir de la frecuencia del
mismo (Período de Retorno del evento), la cobertura, la pendiente y el tipo de
suelo (almacenamiento e infiltración).

     Caudal Máximo
            Método Racional

     Hidrograma de la Crecida
            Tormenta de diseño – Método del Bloque Alterno
            Precipitación efectiva – Método de la Curva Número
            Hidrograma de crecida – Hidrograma Unitario Triangular


UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                              1. 11
Curso de Hidrología Aplicada                                        Sistema Hidrológico



2.4 CUENCA COMO SISTEMA HIDROLOGICO

2.4.1 DEFINICIONES

CUENCA SUPERFICIAL: Dado un punto de estudio, se entiende por cuenca
hidrológica la zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable)
todas las gotas de lluvia que caen sobre ella son drenadas por el sistema de
corrientes hacia el mismo punto.


DIVISORIA DE AGUAS: Es una línea imaginaria formada por los puntos de
mayor nivel topográfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas.


2.4.2 TRAZADO DE DIVISORIAS

Puede hacerse a partir de un mapa con curvas de nivel de la zona de estudio o
con visión estereoscópica utilizando fotos aéreas.

El trazado de las líneas divisorias a partir de curvas de nivel debe considerar lo
siguiente:

1. La línea divisoria corta ortogonalmente a las curvas de nivel.

2. Cuando la divisoria va aumentando en altitud, corta a las curvas de nivel por
   su parte convexa.

3. Cuando la altitud de la divisoria va disminuyendo, ésta corta a las curvas de
   nivel por su parte cóncava.

4. La línea divisoria nunca debe cortar a un río, arroyo o cañada, excepto en el
   punto del que queremos obtener su divisoria.




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                 1. 12
Curso de Hidrología Aplicada                                         Sistema Hidrológico




                         Figura 2.4.1 Delimitación del Parte Aguas




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                  1. 13
Curso de Hidrología Aplicada                                        Sistema Hidrológico




                            Figura 2.4.2 Mapa con curvas de nivel


UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                 1. 14
Curso de Hidrología Aplicada                                                 Sistema Hidrológico



2.4.3 CARACTERISTICAS FISICAS DE LA CUENCA

Si bien nuestro objetivo es describir las características de las cuencas con el fin
de interpretar su incidencia en las relaciones precipitación – escurrimiento, se
debe tener en cuenta que es el propio escurrimiento de las precipitaciones en
la cuenca el que erosionó los pliegues geológicos.

AREA :          Se define como la superficie, en proyección horizontal, delimitada
                por la divisoria de aguas.

FORMA : El índice de compacidad o de Gravelius (Ic), da una idea de la forma
        de la cuenca, se define como la relación entre el perímetro de la
        cuenca (P) y el de un círculo de la misma superficie (A), y se
        expresa:

                                     Ic = 0.28 P / A1/2




                   k:       1         2      3      4       5      6
                   Ic :   1.12      1.19   1.29   1.40    1.50   1.60
                                                                        Ic ≈ 1 + k/10


UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                          1. 15
Curso de Hidrología Aplicada                                                        Sistema Hidrológico



PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA

Llamamos pendiente media de la cuenca, a la media ponderada de todas las
pendientes correspondientes a áreas elementales en las que pudiéramos
considerar constante la máxima pendiente. En términos generales indica el
grado de “rugosidad” que tiene el suelo de la cuenca.




                                            Figura 2.4.3

Si = Superficie de la Cuenca asignada a la curva de nivel i
S = Superficie de la Cuenca = Σ Si
Li = Longitud de la curva de nivel i
L = Longitud total de las curvas de nivel = Σ Li
dh = Equidistancia entre curvas de nivel
pi = Pendiente media de una banda = dh/di
p = Pendiente media de la cuenca

Se define        di     tal que     Si = di Li

La pendiente en cada curva de nivel es: pi = dh/di = dh Li / di Li

O sea:             pi = dh Li / Si
                                             Ponderando:          p = Σ pi Si / S

Sustituyendo:            p = Σ (dh Li /Si )Si / S = Σ Li dh / S


                                      p = L dh / S




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                                 1. 16
Curso de Hidrología Aplicada                                    Sistema Hidrológico




PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE PRINCIPAL




                                    Figura 2.4.4


Pendiente media entre extremos:

La pendiente media del cauce principal es igual al cociente entre el desnivel
entre los extremos del cauce principal y su longitud en planta.




                                    Figura 2.4.5


UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                             1. 17
Curso de Hidrología Aplicada                                                       Sistema Hidrológico




Pendiente media por velocidad:

Taylor y Schwarz proponen calcular la pendiente media del cauce principal (∆),
como la de un canal de sección transversal uniforme que tenga la misma
longitud y tiempo de recorrido que en el cauce principal.




                                            Figura 2.4.6


Considerando los tramos de cauce entre curvas de nivel: 1, 2, ..., i, ..., n
y aplicando Manning, se tiene para cada tramo que la velocidad es proporcional
a la pendiente del tramo ( ∆i = ∆Hi / ∆Li ):

                Vi = k ∆i1/2 = ∆Li / ∆ti                  ∆ti = ∆Li / (k ∆i1/2)

                V = Lcp / t = k ∆1/2                      t = Lcp / (k ∆1/2)

                                    t = ∑ ∆ti = ∑ {∆Li / (k ∆i1/2)}

             ∑ {∆Li / (k ∆i1/2)} = Lcp / (k ∆1/2)            ∆1/2 = Lcp / ∑ (∆Li / ∆i1/2)


                                     ∆ = {Lcp / ∑ (∆Li / ∆i1/2)} 2




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                                                1. 18
Curso de Hidrología Aplicada                                    Sistema Hidrológico



DENSIDAD DE DRENAJE
Es la longitud acumulada de los cauces de la cuenca por unidad de área.




                                           ΣLi
                                    Dd =
                                            A

ORDEN DE LA CUENCA
Una cuenca tiene el mismo orden que su cauce principal

Orden de cauce: Un cauce de orden 1 no tiene ramificaciones. Dos cauces de
orden 1 forman uno de orden 2, dos cauces de orden 2 forman uno de orden 3
y así sucesivamente, pero uno de orden 1 y otro de orden 2 forman uno de
orden 2, etc




Obs: El orden de la cuenca depende de la escala del mapa utilizado. Se debe
ser cuidadoso al efectuar comparaciones entre cuencas.




UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010                                             1. 19

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Hidrología
HidrologíaHidrología
Hidrología
 
Lesson 1
Lesson 1Lesson 1
Lesson 1
 
1. Introducción al estudio de la Hidrología – Balance hídrico
1. Introducción al estudio de la Hidrología – Balance hídrico1. Introducción al estudio de la Hidrología – Balance hídrico
1. Introducción al estudio de la Hidrología – Balance hídrico
 
(1)hidrologia.clase 1 power point
(1)hidrologia.clase 1 power point(1)hidrologia.clase 1 power point
(1)hidrologia.clase 1 power point
 
HIDROLOGIA SUPERFICIAL
HIDROLOGIA SUPERFICIALHIDROLOGIA SUPERFICIAL
HIDROLOGIA SUPERFICIAL
 
Hidrologia
HidrologiaHidrologia
Hidrologia
 
Balance hidrico
Balance hidricoBalance hidrico
Balance hidrico
 
Ciclo hidrologico 2013
Ciclo hidrologico 2013Ciclo hidrologico 2013
Ciclo hidrologico 2013
 
Hidrología aplicada
Hidrología aplicadaHidrología aplicada
Hidrología aplicada
 
1 ciclo hidrologico
1 ciclo hidrologico1 ciclo hidrologico
1 ciclo hidrologico
 
Ciclo hidrologico 1
Ciclo hidrologico 1Ciclo hidrologico 1
Ciclo hidrologico 1
 
Clase 1 introduccion
Clase 1 introduccionClase 1 introduccion
Clase 1 introduccion
 
Clase h01 introduccion
Clase h01 introduccionClase h01 introduccion
Clase h01 introduccion
 
Hidrologia basica upc
Hidrologia basica upcHidrologia basica upc
Hidrologia basica upc
 
Clase introduccion 1 Fluidos
Clase introduccion 1 FluidosClase introduccion 1 Fluidos
Clase introduccion 1 Fluidos
 
HIDROLOGIA
HIDROLOGIAHIDROLOGIA
HIDROLOGIA
 
Aspectos Meteorológicos en Hidrología
Aspectos Meteorológicos en HidrologíaAspectos Meteorológicos en Hidrología
Aspectos Meteorológicos en Hidrología
 
Ciclo hidrologico
Ciclo hidrologicoCiclo hidrologico
Ciclo hidrologico
 
Hidrologia
Hidrologia Hidrologia
Hidrologia
 
Tema 08 gg-hidrología
Tema 08 gg-hidrologíaTema 08 gg-hidrología
Tema 08 gg-hidrología
 

Destacado

Clase 4 tiempo de residencia
Clase 4 tiempo de residenciaClase 4 tiempo de residencia
Clase 4 tiempo de residenciaUniversidad Libre
 
Clase 11 precipitaciones y caudal de diseño
Clase 11 precipitaciones y caudal de diseñoClase 11 precipitaciones y caudal de diseño
Clase 11 precipitaciones y caudal de diseñoUniversidad Libre
 
Clase 9 características morfométricas ii
Clase 9 características morfométricas iiClase 9 características morfométricas ii
Clase 9 características morfométricas iiUniversidad Libre
 
Flujo en canales abiertos uniforme complemento
Flujo en canales abiertos uniforme complementoFlujo en canales abiertos uniforme complemento
Flujo en canales abiertos uniforme complementoUniversidad Libre
 
Clase 7. la cuenca hidrográfica
Clase 7. la cuenca hidrográficaClase 7. la cuenca hidrográfica
Clase 7. la cuenca hidrográficaUniversidad Libre
 
Clase 6 modelo del sistema hidrológico
Clase 6 modelo del sistema hidrológicoClase 6 modelo del sistema hidrológico
Clase 6 modelo del sistema hidrológicoUniversidad Libre
 
Clase 10 geomorfología de la cuenca 2
Clase 10 geomorfología de la cuenca 2Clase 10 geomorfología de la cuenca 2
Clase 10 geomorfología de la cuenca 2Universidad Libre
 
Clase 8 características morfométricas
Clase 8 características morfométricasClase 8 características morfométricas
Clase 8 características morfométricasUniversidad Libre
 
Microcurriculum investigación v
Microcurriculum investigación vMicrocurriculum investigación v
Microcurriculum investigación vUniversidad Libre
 
Programa analítico hidráulica
Programa analítico hidráulicaPrograma analítico hidráulica
Programa analítico hidráulicaUniversidad Libre
 
Programa analítico acueductos
Programa analítico acueductosPrograma analítico acueductos
Programa analítico acueductosUniversidad Libre
 
Ejercicios propiedades de los fluidos
Ejercicios propiedades de los fluidosEjercicios propiedades de los fluidos
Ejercicios propiedades de los fluidosUniversidad Libre
 

Destacado (20)

Clase 5 sistema hidrologico
Clase 5 sistema hidrologicoClase 5 sistema hidrologico
Clase 5 sistema hidrologico
 
Clase 4 tiempo de residencia
Clase 4 tiempo de residenciaClase 4 tiempo de residencia
Clase 4 tiempo de residencia
 
Carac tmorfométricas
Carac tmorfométricasCarac tmorfométricas
Carac tmorfométricas
 
Clase 11 precipitaciones y caudal de diseño
Clase 11 precipitaciones y caudal de diseñoClase 11 precipitaciones y caudal de diseño
Clase 11 precipitaciones y caudal de diseño
 
Cuenca hidrografica1
Cuenca hidrografica1Cuenca hidrografica1
Cuenca hidrografica1
 
Clase 9 características morfométricas ii
Clase 9 características morfométricas iiClase 9 características morfométricas ii
Clase 9 características morfométricas ii
 
Clase 9 diseño cpd y crtc
Clase 9 diseño cpd y crtcClase 9 diseño cpd y crtc
Clase 9 diseño cpd y crtc
 
Flujo en canales abiertos
Flujo en canales abiertosFlujo en canales abiertos
Flujo en canales abiertos
 
Flujo en canales abiertos uniforme complemento
Flujo en canales abiertos uniforme complementoFlujo en canales abiertos uniforme complemento
Flujo en canales abiertos uniforme complemento
 
Clase 3 pérdida de carga
Clase 3 pérdida de cargaClase 3 pérdida de carga
Clase 3 pérdida de carga
 
Clase 7. la cuenca hidrográfica
Clase 7. la cuenca hidrográficaClase 7. la cuenca hidrográfica
Clase 7. la cuenca hidrográfica
 
Clase 6 modelo del sistema hidrológico
Clase 6 modelo del sistema hidrológicoClase 6 modelo del sistema hidrológico
Clase 6 modelo del sistema hidrológico
 
Clase 10 geomorfología de la cuenca 2
Clase 10 geomorfología de la cuenca 2Clase 10 geomorfología de la cuenca 2
Clase 10 geomorfología de la cuenca 2
 
Clase 8 características morfométricas
Clase 8 características morfométricasClase 8 características morfométricas
Clase 8 características morfométricas
 
Microcurriculum investigación v
Microcurriculum investigación vMicrocurriculum investigación v
Microcurriculum investigación v
 
Hidro f01
Hidro f01Hidro f01
Hidro f01
 
Programa analítico hidráulica
Programa analítico hidráulicaPrograma analítico hidráulica
Programa analítico hidráulica
 
Programa analítico acueductos
Programa analítico acueductosPrograma analítico acueductos
Programa analítico acueductos
 
Programa analítico fluidos
Programa analítico fluidosPrograma analítico fluidos
Programa analítico fluidos
 
Ejercicios propiedades de los fluidos
Ejercicios propiedades de los fluidosEjercicios propiedades de los fluidos
Ejercicios propiedades de los fluidos
 

Similar a 01 sistema hidrologico 2010

Similar a 01 sistema hidrologico 2010 (20)

01 sistema hidrologico 2010
01 sistema hidrologico 201001 sistema hidrologico 2010
01 sistema hidrologico 2010
 
sistema hidrologico_2010
sistema hidrologico_2010sistema hidrologico_2010
sistema hidrologico_2010
 
Hidrologia
HidrologiaHidrologia
Hidrologia
 
Capitulo 1
Capitulo 1Capitulo 1
Capitulo 1
 
Tema II. PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGIA SUPERFICAL TEMA 1.pptx
Tema II. PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGIA SUPERFICAL  TEMA 1.pptxTema II. PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGIA SUPERFICAL  TEMA 1.pptx
Tema II. PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS DE LA HIDROLOGIA SUPERFICAL TEMA 1.pptx
 
Modulo i hidrologia uni piura
Modulo i hidrologia uni piuraModulo i hidrologia uni piura
Modulo i hidrologia uni piura
 
Clase_1_BalanceHidrologico.pdf
Clase_1_BalanceHidrologico.pdfClase_1_BalanceHidrologico.pdf
Clase_1_BalanceHidrologico.pdf
 
Cuenca hidrologica
Cuenca hidrologicaCuenca hidrologica
Cuenca hidrologica
 
Ciclo hidrologico
Ciclo hidrologicoCiclo hidrologico
Ciclo hidrologico
 
Balance hidrico
Balance hidricoBalance hidrico
Balance hidrico
 
Base contextual de cuencas hidrográficas
Base contextual de cuencas hidrográficasBase contextual de cuencas hidrográficas
Base contextual de cuencas hidrográficas
 
7 cuenca hidrografica
7 cuenca hidrografica7 cuenca hidrografica
7 cuenca hidrografica
 
346751564 hidrogeologia-basica-manuel-garcia
346751564 hidrogeologia-basica-manuel-garcia346751564 hidrogeologia-basica-manuel-garcia
346751564 hidrogeologia-basica-manuel-garcia
 
Planificación de prácticas de residencias geografïa física
Planificación  de prácticas de residencias geografïa físicaPlanificación  de prácticas de residencias geografïa física
Planificación de prácticas de residencias geografïa física
 
Trabajo final de hidro
Trabajo final de hidroTrabajo final de hidro
Trabajo final de hidro
 
Modulo i
Modulo iModulo i
Modulo i
 
Cap 2 ciclo hidrologico
Cap  2 ciclo hidrologicoCap  2 ciclo hidrologico
Cap 2 ciclo hidrologico
 
5 deysi torres zamata
5 deysi torres zamata5 deysi torres zamata
5 deysi torres zamata
 
5 deysi torres zamata
5 deysi torres zamata5 deysi torres zamata
5 deysi torres zamata
 
Hidrología
HidrologíaHidrología
Hidrología
 

Más de Universidad Libre (19)

Presión manométrica
Presión manométricaPresión manométrica
Presión manométrica
 
Introducción a la ingeniería
Introducción a la ingenieríaIntroducción a la ingeniería
Introducción a la ingeniería
 
Metodología clase marco lógico
Metodología clase marco lógicoMetodología clase marco lógico
Metodología clase marco lógico
 
Metodología clase 3
Metodología clase 3Metodología clase 3
Metodología clase 3
 
Metodología clase 5
Metodología clase 5Metodología clase 5
Metodología clase 5
 
Metodología clase 4
Metodología clase 4Metodología clase 4
Metodología clase 4
 
Metodología clase 2
Metodología clase 2Metodología clase 2
Metodología clase 2
 
Metodología clase 1
Metodología clase 1Metodología clase 1
Metodología clase 1
 
Clase 6
Clase 6Clase 6
Clase 6
 
Clase 5
Clase 5Clase 5
Clase 5
 
Capítulo 04 para aula
Capítulo 04 para aulaCapítulo 04 para aula
Capítulo 04 para aula
 
Empuje y flotación
Empuje y flotaciónEmpuje y flotación
Empuje y flotación
 
Clase 11 medicion flujo de fluidos 2
Clase 11 medicion flujo de fluidos 2Clase 11 medicion flujo de fluidos 2
Clase 11 medicion flujo de fluidos 2
 
Clase 10 medicion flujo de fluidos
Clase 10 medicion flujo de fluidosClase 10 medicion flujo de fluidos
Clase 10 medicion flujo de fluidos
 
Resalto hidrúlico
Resalto hidrúlicoResalto hidrúlico
Resalto hidrúlico
 
Teoría presión hidrostatica sobre superficies
Teoría presión hidrostatica sobre superficiesTeoría presión hidrostatica sobre superficies
Teoría presión hidrostatica sobre superficies
 
Investigacion taludes
Investigacion taludesInvestigacion taludes
Investigacion taludes
 
Propiedades de los fluidos
Propiedades de los fluidosPropiedades de los fluidos
Propiedades de los fluidos
 
Clase 1 repaso fluidos
Clase 1 repaso fluidosClase 1 repaso fluidos
Clase 1 repaso fluidos
 

01 sistema hidrologico 2010

  • 1. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico SISTEMA HIDROLOGICO UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 1
  • 2. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 1. INTRODUCCIÓN 1.1 DEFINICIONES HIDROLOGÍA: “…es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia, circulación y distribución en la superficie terrestre, sus propiedades químicas y físicas y su relación con el medio ambiente…” (Chow, 1964) HIDROLOGÍA APLICADA: Incluye las áreas de la Hidrología relacionadas al diseño y operación de proyectos de ingeniería para la gestión, uso y conservación del recurso hídrico APLICACIONES DE LA HIDROLOGÍA − Diseño y operación de embalses − Abastecimiento de agua a poblaciones − Irrigación − Generación de Energía Eléctrica − Obras de drenaje − Control de inundaciones − Erosión y control de sedimentos − Estudio de la calidad del recurso hídrico − Protección de los ecosistemas UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 2
  • 3. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 1.2 PREGUNTAS MOTIVADORAS Los estudiantes dispondrán de unos minutos para discutir en grupo las siguientes preguntas, que serán luego presentadas a la clase: 1 ) ¿Qué entienden por Cuenca Hidrográfica? 2 ) ¿Cómo es el régimen de lluvias en el Uruguay? 3 ) ¿Cómo es el caudal en un curso de agua? UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 3
  • 4. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 2. SISTEMA HIDROLOGICO 2.1 EL CICLO HIDROLOGICO (Capítulo 1.1 V.T. Chow) A partir de lo que se describe en la Fig. 1.1.1 y en las Tablas 1.1.1 y 1.1.2, se destaca lo siguiente: (a) Importancia de los océanos en el ingreso de agua a la atmósfera (7 a 1 respecto al continente) (b) El balance precipitación-evapotranspiración es positivo en el continente y negativo en los océanos, compensado por el escurrimiento desde los continentes a los océanos (c) Importancia de la dinámica de la atmósfera ¿Por qué? • Mayor superficie de los océanos que de los continentes • La zona ecuatorial, de mayor radiación, es ocupada en una mayor proporción por los océanos • La evapotranspiración en los continentes está limitada por la humedad del suelo Volumen Almacenado Tiempo de Residencia del agua en un cuerpo: Tr =  Flujo de entrada o salida Tr Agua en la Atmósfera = (12900 km3) / (577.000 km3/año) (365 días/año) = 8.2 días Tr Agua en los Océanos = (1.338.000.000 km3) / (505.000 km3/año) = 2650 años UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 4
  • 5. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 5
  • 6. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico Tiempo de residencia en la atmósfera UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 6
  • 7. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 2.2 CONCEPTO DE SISTEMA (Capítulo 1.2 V.T. Chow) El ciclo hidrológico puede representarse como un sistema cuyos componentes principales son la precipitación, la evaporación y el escurrimiento. Para su análisis puede dividirse en subsistemas, estudiarlos por separado y combinar luego los resultados de acuerdo a las interacciones entre ellos. Condensación y Sublimación Evaporación durante el descenso Vegetación y Estructuras Medición Medición IntPrec > Infiltr Sublimación Zona no Saturada Zona Saturada Superficie de la Cauces Cuenca UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 7
  • 8. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico Figura A.1.1.1 Balance hidrológico anual en el Uruguay y en el promedio de los continentes UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 8
  • 9. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 2.3 PRIMERA DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL CICLO DEL AGUA QUE PARTICIPAN DEL BALANCE HIDRICO El objeto de la hidrología es formular balances de agua en regiones sobre la superficie y subsuperficie de la tierra: ♦ La atmósfera es una condición de borde a través de la cual realiza intercambio de agua: • Sobre el suelo precipita agua (lluvia, nieve, granizo, escarcha, rocío, etc.). • El suelo y la vegetación evapotranspira, aportando humedad a la atmósfera. ♦ Sobre la superficie del terreno, a través de la frontera que delimita la región, se tiene un intercambio de escurrimiento (entradas y salidas) • Cuando la frontera sólo tiene un punto de intercambio, la salida en el punto más bajo del terreno, a la región se le define como cuenca. ♦ En la superficie del suelo el agua se encuentra almacenada en: embalses, lagos, pantanos, bañados, charcos, ríos, arroyos, etc. ♦ Parte del agua de la superficie del suelo se infiltra: • En la zona superior el agua se encuentra en forma no saturada (humedad del suelo: H). • Parte de agua infiltrada percola hacia la zona inferior en la que el suelo está saturado de agua (formando el acuífero que es delimitado en la parte superior por la superficie freática). • ♦ Cuando el nivel freático está por encima del nivel del terreno el acuífero realiza un aporte al escurrimiento superficial (Flujo Base). UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 9
  • 10. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico BALANCE DE AGUA EN EL SUELO Figura 2.3.1: Balance de agua en un volumen de control y conexión Acuífero – Flujo Superficial: Flujo Base UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 10
  • 11. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico BALANCE HIDRICO EN UNA CUENCA El objetivo es encontrar la relación Precipitación-Caudal en la cuenca, adecuada al fenómeno que se quiere modelar. Modelo de Escurrimientos Mensuales Se estiman los volúmenes de escurrimiento mensual a partir de la precipitación mensual, las características de los suelos (capacidad de almacenamiento) y la evapotranspiración. Modelos de Escurrimientos Extremos Considerando el evento extremo de precipitación a partir de la frecuencia del mismo (Período de Retorno del evento), la cobertura, la pendiente y el tipo de suelo (almacenamiento e infiltración). Caudal Máximo Método Racional Hidrograma de la Crecida Tormenta de diseño – Método del Bloque Alterno Precipitación efectiva – Método de la Curva Número Hidrograma de crecida – Hidrograma Unitario Triangular UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 11
  • 12. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 2.4 CUENCA COMO SISTEMA HIDROLOGICO 2.4.1 DEFINICIONES CUENCA SUPERFICIAL: Dado un punto de estudio, se entiende por cuenca hidrológica la zona de la superficie terrestre en donde (si fuera impermeable) todas las gotas de lluvia que caen sobre ella son drenadas por el sistema de corrientes hacia el mismo punto. DIVISORIA DE AGUAS: Es una línea imaginaria formada por los puntos de mayor nivel topográfico y que separa la cuenca de las cuencas vecinas. 2.4.2 TRAZADO DE DIVISORIAS Puede hacerse a partir de un mapa con curvas de nivel de la zona de estudio o con visión estereoscópica utilizando fotos aéreas. El trazado de las líneas divisorias a partir de curvas de nivel debe considerar lo siguiente: 1. La línea divisoria corta ortogonalmente a las curvas de nivel. 2. Cuando la divisoria va aumentando en altitud, corta a las curvas de nivel por su parte convexa. 3. Cuando la altitud de la divisoria va disminuyendo, ésta corta a las curvas de nivel por su parte cóncava. 4. La línea divisoria nunca debe cortar a un río, arroyo o cañada, excepto en el punto del que queremos obtener su divisoria. UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 12
  • 13. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico Figura 2.4.1 Delimitación del Parte Aguas UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 13
  • 14. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico Figura 2.4.2 Mapa con curvas de nivel UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 14
  • 15. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico 2.4.3 CARACTERISTICAS FISICAS DE LA CUENCA Si bien nuestro objetivo es describir las características de las cuencas con el fin de interpretar su incidencia en las relaciones precipitación – escurrimiento, se debe tener en cuenta que es el propio escurrimiento de las precipitaciones en la cuenca el que erosionó los pliegues geológicos. AREA : Se define como la superficie, en proyección horizontal, delimitada por la divisoria de aguas. FORMA : El índice de compacidad o de Gravelius (Ic), da una idea de la forma de la cuenca, se define como la relación entre el perímetro de la cuenca (P) y el de un círculo de la misma superficie (A), y se expresa: Ic = 0.28 P / A1/2 k: 1 2 3 4 5 6 Ic : 1.12 1.19 1.29 1.40 1.50 1.60 Ic ≈ 1 + k/10 UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 15
  • 16. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico PENDIENTE MEDIA DE LA CUENCA Llamamos pendiente media de la cuenca, a la media ponderada de todas las pendientes correspondientes a áreas elementales en las que pudiéramos considerar constante la máxima pendiente. En términos generales indica el grado de “rugosidad” que tiene el suelo de la cuenca. Figura 2.4.3 Si = Superficie de la Cuenca asignada a la curva de nivel i S = Superficie de la Cuenca = Σ Si Li = Longitud de la curva de nivel i L = Longitud total de las curvas de nivel = Σ Li dh = Equidistancia entre curvas de nivel pi = Pendiente media de una banda = dh/di p = Pendiente media de la cuenca Se define di tal que Si = di Li La pendiente en cada curva de nivel es: pi = dh/di = dh Li / di Li O sea: pi = dh Li / Si Ponderando: p = Σ pi Si / S Sustituyendo: p = Σ (dh Li /Si )Si / S = Σ Li dh / S p = L dh / S UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 16
  • 17. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico PENDIENTE MEDIA DEL CAUCE PRINCIPAL Figura 2.4.4 Pendiente media entre extremos: La pendiente media del cauce principal es igual al cociente entre el desnivel entre los extremos del cauce principal y su longitud en planta. Figura 2.4.5 UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 17
  • 18. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico Pendiente media por velocidad: Taylor y Schwarz proponen calcular la pendiente media del cauce principal (∆), como la de un canal de sección transversal uniforme que tenga la misma longitud y tiempo de recorrido que en el cauce principal. Figura 2.4.6 Considerando los tramos de cauce entre curvas de nivel: 1, 2, ..., i, ..., n y aplicando Manning, se tiene para cada tramo que la velocidad es proporcional a la pendiente del tramo ( ∆i = ∆Hi / ∆Li ): Vi = k ∆i1/2 = ∆Li / ∆ti ∆ti = ∆Li / (k ∆i1/2) V = Lcp / t = k ∆1/2 t = Lcp / (k ∆1/2) t = ∑ ∆ti = ∑ {∆Li / (k ∆i1/2)} ∑ {∆Li / (k ∆i1/2)} = Lcp / (k ∆1/2) ∆1/2 = Lcp / ∑ (∆Li / ∆i1/2) ∆ = {Lcp / ∑ (∆Li / ∆i1/2)} 2 UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 18
  • 19. Curso de Hidrología Aplicada Sistema Hidrológico DENSIDAD DE DRENAJE Es la longitud acumulada de los cauces de la cuenca por unidad de área. ΣLi Dd = A ORDEN DE LA CUENCA Una cuenca tiene el mismo orden que su cauce principal Orden de cauce: Un cauce de orden 1 no tiene ramificaciones. Dos cauces de orden 1 forman uno de orden 2, dos cauces de orden 2 forman uno de orden 3 y así sucesivamente, pero uno de orden 1 y otro de orden 2 forman uno de orden 2, etc Obs: El orden de la cuenca depende de la escala del mapa utilizado. Se debe ser cuidadoso al efectuar comparaciones entre cuencas. UdelaR - FI – IMFIA – Agosto 2010 1. 19