Unidad 01 - La Cuenca Hidrografica

7/25/2019 Unidad 01 - La Cuenca Hidrografica

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UNIDAD 01. LA CUENCAHIDROGRFICA- LA HIDROLOGIA Y CONCEPTOS BASICOS.- EL CICLO HIDROLOGICO Y SUS COMPONENTES

- DISTRIBUCION DEL AGUA EN LA TIERRA

- LA CUENCA Y EL CICLO HIDROLOGICO

- ECUCACION FUNDAMENTAL DE LA HIDROLOGIA

- LA HIROLOGA EN LA INGENIERIAHIDROLOGA GENERAL DOCENTE. DR. ING. PEDRO D. CORDOVA TRUJILLO

UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN

E.A.P INEGENIERA CIVIL


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LA HIDROLOGA

La Hidrologa es una ciencia que cubre todas las fases del agTierra, desde este punto de vista puede decirse que la Hidrologatodas las ciencias hdricas.

La Hidrologa es una ciencia que trata los fenmenosinvolucrados en el ciclo hidrolgico. El ingeniero hidrlogointerpretar y cuantificar esos fenmenos, con el fin de proporcsoporte a estudios, proyectos y obras de ingeniera hidrulica.

Desde una visin ms genrica y simple se puede decir que la Hes ciencia dedicada al estudio de las aguas de la Tierra, inclupresencia, distribucin y circulacin a travs del ciclo hidrolginteracciones con los seres vivos. Tambin trata de las proqumicas y fsicas del agua en todas sus fases.

HIDROLOGA GENERAL DOCENTE. DR. ING. PEDRO D. CORDOVA TRUJILLO

UNIDAD 01. LA CUENCA HIDROGRFICA


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EL CICLO HIDROLGICO

El ciclo hidrolgico o ciclo del agua es el foco central de lciclo del agua describe la presencia y el movimiento del ay sobre ella. El agua de la Tierra esta siempre enconstantemente cambiando de estado, desde lquido ,a vviceversa. El ciclo del agua ha estado ocurriendo por billonvida sobre la Tierra depende de l; la Tierra sera un sitio inhdel agua no tuviese lugar

El ciclo hidrolgico no tiene principio ni fin y sus diversos pren forma continua. En sntesis el ciclo hidrolgico es elcirculacin global del agua producido fundamentalmentesolar, e influenciado por las fuerzas de gravedad y la rotaci

Las actividades humanas introducen modificaciones al ciclalteran el equilibrio dinmico del ciclo natural del agua. Seprocesos y eventos, que modifican la distribucin espacia

calidad del agua.


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EL CICLO HIDROLGICO

En resumen el ciclo hidrolgico es el fenmeno global de circulaciagua entre superficie terrestre y atmsfera, impulsado por energa sasociada a gravedad y a rotacin de Tierra


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COMPONENTES BASICOS DELCICLO HIDROLGICO.

Generalmente es descrito porsus principales componentes:precipitacin, infiltracin,evaporacin, transpiracin,

escorrenta y flujo subterrneo.

Ecuacin del ciclo hidrolgico:Precipitacin = escurrimiento + infiltracin + evaporacin + transpiraci

almacenaje


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AtmsferaPrecip

Precipitacin

PrecipPrecip

Evap Evap

Traspirac

Precip-intercEsc. superficial

Esc. superf.

Interflujo

Flujo subterrneo

Intrusin marinaFlujo subterrneo

Ascenso capilarPercolacin

Difusin vaporInfiltrac Interflujo

Ocano

Ros yotroscuerposde agua

Vegetacin

Superficie terrestre

Suelo

Acufero

ESQUEMA CUALITATIVO DEL CICLO HIDROLOGICO


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PRECIPITACIN.

Principal abastecimiento de agua para mayora de ecosistem

Toda forma de humedad que, originndose en nubes, alcanzdel suelo: lluvia, granizo, nieve, neblina, roco.

Precipitacin se mide en lmina de agua que alcanzara a founa superficie impermeable.

Equipos de medida son pluvimetro y pluvigrafo.




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INTERCEPCIN.

Parte de precipitacin que cae sobre las

plantas y que se evapora sin llegar al suelo. Las gotas de lluvia pueden ser interceptadas

por el follaje denso de plantas.

El resto de agua que no es interceptada, sedistribuye como escorrenta o se evaporadahacia atmsfera.

LA INTERCEPCION ES EL PROCESO POR EL CUAL LAPRECIPITACION ES DETENIDA Y RETENIDA POR LAVEGETACIN Y ESTRUCTURAS ANTES DE PENETRAREN EL SUELO.



In

Precipitacin

Ef

Precipitacindirecta


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Escorrenta: flujo de agua sobre superficie del terreno conpendiente y cuando la precipitacin excede la infiltracin.

La Escorrenta es la parte de la precipitacin que fluye por lasuperficie del terreno, tambin se le conoce como escorrentasuperficial

Escorrenta Subterrnea. Parte de la precipitacin que fluye pordebajo de la superficie.


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Evaporacin y Transpiracin.


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EVAPORACIN.

Emisin de vapor de agua por una superficie libre a una temperatura insu punto de ebullicin.




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TRANSPIRACIN.



Proceso por el que plantas pierden aguapor estomas. El agua de la vegetacinpasa a la atmosfera en forma de vapor.

Proceso pasivo, controlado por humedadatmosfrica y contenido hdrico del suelo.

consiste en la prdida de agua en formade vapor que se produce en las plantas.

A las hojas de stas llega gran cantidadde agua absorbida por las races, peroslo una pequea parte se utiliza enla fotosntesis.


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Ciclo del agua: fases subterrneas

Ascenso capilar

Lavado

Percolacin

Agua subterrnea

Del agua cada por precipitacin, parte se infiltra y recorre sus distinverticalmente hacia abajo (percolacin), dando origen al agua subtravs del flujo subterrneo, vuelve a ros, lagos y ocanos.

EL movimiento del agua a travs del suelo, disuelve sales solubles y consigo, produciendo lavado.

Si el movimiento vertical de las aguas es hacia arriba, se denomina

Infiltracin


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Infiltracin/percolacin Absorcin y entrada del

agua hacia interior delsuelo

INFILTRACIN.

Paso de agua de lasuperficie a travs demateriales naturales o

artificiles, por efecto de lagravedad.

PERCOLACIN.

Flujo de liquido a travs deun medio poroso, porejemple el agua en el suelo.

Humedad del

suelo

Aguasubterrnea

Percolacin

Infiltracin


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Aguas subterrneas

Agua almacenada en suelo y capas rocosas(acuferos).

Depende de porosidad y permeabilidad delacufero.

En el suelo se pueden distinguir dos zonasmuy diferenciadas: una zona superior nosaturada con suelo hmedo y una zonainferior saturada con el agua subterrneapropiamente dicha. Estas zonas estndelimitadas por el nivel fretico, la

profundidad a la que ste se encuentradepende de la topografa, la estructuradel suelo y el clima. El almacenamiento deagua subterrnea en una capa estdeterminado por la porosidad, pero sufacilidad de fluir depende de lapermeabilidad, esto es, la interconexin yel tamao de los poros.

Nivel fretico

Agua subterr


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Flujo subterrneo


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DISTRIBUCION DEL AGUA EN LA TIERRA

En naturaleza existe una cantidad enorme de agua: 138millones de km3 aprox. Segn se estima.

Sin embargo, 97,5% de esa cantidad es agua salada y s2,5% es agua dulce.

Mayor proporcin del agua dulce (77,6%) est en formahielo y nieves perpetuas; otro 21,8% del agua dulce se

encuentra como agua subterrnea. Slo 0,26% del total de agua dulce en Tierra se concent

lagos, embalses y sistemas fluviales, que son fuentes dems accesibles para necesidades econmicas y muyimportantes para ecosistemas hdricos.

Cunta agua hay en la Tierra?


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Orientacin del Agua

Ocanos

Capas de Hielos,Glaciares

Aguas Subterrneas

Lagos de agua dulce

Mares tierra adentroHumedad de la tierra

Atmosfera

Ros

Volumen total de Agua

FUENTE: USGSFuente: Nace, EncuesEl Ciclo Hidrolgico (P



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Agua dulce2.5%34.65 millones km3

Agua salada97.5%

1351.35 millones km3

EL Agua en la Tierra

Hidrosfera cuenta con un totalaproximado de 1386 millones de km3 de

agua



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68.9 %glaciares y

nieves eterna23.87

millones km3

0.9%humedad del

suelo0.31

millones km329.9%

agua subterrnea10.36

millones km3

0.3%agua de lagosy ros 0.10millones km3nica porcinrenovable

Disponibilidad de2.5%

agua dulce34.65millones km3


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LA CUENCA Y EL CILO HIDROLOGICO

Precipitacin

Infiltrac

Flujo superficial

Flujo subterrneo

Divisoria deaguas

Intercepcin

Evapotranspiracin

Interflu

Nivel fretic

Divisoria de a

Ro

Agua subterrneaAgua subterrnea

Nivel fretico

Interflujo


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LA CUENCA DEFINICIONES Y COMPONENTES CUENCA HIDROGRAFICAHOYA HIDROGRFICA.

Una Cuenca Hidrogrfica es un territorio drenado por un nico sisnatural, es decir, que drena sus aguas al mar a travs de un nico roaguas a un nico lago. Una cuenca hidrogrfica es delimitada pcumbres, tambin llamada divisoria de aguas.Una cuenca hidrogrfica y una cuenca hidrolgica se diferencian en qhidrogrfica se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientrahidrolgica incluye las aguas subterrneas (acuferos).


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Una cuenca incluye ecosistemas terrestres (selvas, bosques, matorrales,pastizales, manglares, entre otros) y ecosistemas acuticos (ros, lagos,humedales, etc.), y sus lmites se establecen por el parteaguas desde d

escurre el agua que se precipita en el territorio delimitado por ste, haspunto de salida.



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Algunas obras construidas por el ser humano, tambindenominadas intervenciones antropognicas, que seobservan en la cuenca suelen ser viviendas, ciudades,campos de cultivo, obras para riego y energa y vas decomunicacin. El factor humano es siempre el causantede muchos desastres dentro de la cuenca, ya que sesobreexplota la cuenca quitndole recursos odesnudndola de vegetacin y trayendoinundaciones en las partes bajas.


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Partes de una cuenca: Cuenca alta, que corresponde a la zona donde nace el ro, el cual se des

una gran pendiente

Cuenca media, la parte de la cuenca en la cual hay un equilibrio entre eslido que llega trado por la corriente y el material que sale. Visiblementeerosin.

Cuenca baja, la parte de la cuenca en la cual el material extrado de la pse deposita en lo que se llama cono de deyeccin.


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Tipos de cuencas

Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al ocano. Unejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamrica.

Endorreicas: desembocan en lagos, lagunas osalares que no tienen comunicacin fluvial al mar.Por ejemplo, la cuenca del ro Desaguadero, enBolivia.

Arrecias: las aguas se evaporan o se filtran en elterreno antes de encauzarse en una red de drenaje.Los arroyos, aguadas y caadones de la mesetapatagnica central pertenecen a este tipo, ya queno desaguan en ningn ro u otro cuerpohidrogrfico de importancia. Tambin sonfrecuentes en reas del desierto del Shara y enmuchas otras partes.


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Balance hidrolgico en cuenca


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ECUACION FUNDAMENTAL DE LA HIDROLOGAI- O = S/t

Donde:

I : son las Entradas

- Precipitacin.

- Importaciones de agua.

- Escorrenta superficial de otras cuencas

- Aguas subterrneas desde otras cuencas

O: Son las salidas

- Evaporacin.

- Transpiracin.

- Escorrenta superficial hacia otras cuencas.- Aguas subterrneas hacia otras cuencas

- Infiltracin.

- Exportaciones de agua.

S: Cambios de Almacenamiento

- Alamcenamiento de aguas subterrneas.

- Alamcenamiento por cambio de humedad del suelo

- Alamcenamiento superficial en embalses , canales y en la propiaescorrenta superficial.


En palabras simples significa:Lo que entra menos lo que salealmacenamiento.


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Balance hidrolgico en cuencaP - Q - G - ET - S = 0

Donde: P = Precipitacin;

Q = Caudalsuperficial;

G = Caudal

subterrneo; ET = Evapo-

transpiracin;

S = Cambio enhumedecimiento.



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Balance hdrico en cuencas

Balance hidrolgico embalse


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Q

EP

I

Qa

Qa+P=QV+QD+I+IM+E+S

S

Balance hidrolgico embalse


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Balance hidrolgico regin

Para un cierto

intervalo detiempo, ecuacinde balancehidrolgico parauna regin

involucra todoslos componentesdel ciclohidrolgico.



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P

ET

Q1

QZ1

Q2

QZ2

RZ

ZDZ

R2

P+Q1+R1+QZ1=R2+ET+Q2+QZ2HZ

QZ1+RZ=QZ2+DZ H Z



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Balance hidrolgico

P + Qsa + Qza = E + ET + I + Qse + Qze + SL + S

Sz + SNDonde:

P = Precipitacin media

Qsa = Caudales superficiales afluentes a cuenca

X = Y + dS/dt

"X" representa insumos o entradas al sistema por unidad de tiem

"Y" las salidas por unidad de tiempo y dS/dt es la tasa de variaccon el tiempo del almacenamiento de masa o volumen en elsistema.


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Balance hidrolgicoQza = Caudales subterrneos afluentes

E = Evaporacin media desde superficies de agua libre

ET = Evapotranspiracin mediaI = Retencin de la precipitacin por intercepcin de lavegetacin

Qse = Caudales superficiales efluentes de cuenca

Qze = Caudales subterrneos efluentes

SL = Variacin en perodo, de volmenes de agua almacen

superficialmente (lagos, embalses, lagunas, depresionessuperficiales del terreno, etc)

SS = Variacin del volumen de agua almacenada en suelossaturados (en forma de humedad del suelo)

Sz = Variacin del almacenamiento subterrneo en acufero

SN = Variacin del agua almacenada en nieves y glaciares

Balance hidrolgico


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SISTEMA SUELO-AGUA-PLANTA

P

P

In

In

IH

Pf

Z

EI1

ES1

Napasubterrnea

ET

Zona radicular

Zona depercolacin

Balance hidrolgico

ET

Balance hidrolgico


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P + EI1 + ES1 = ET + EI2 + ES2 + In + H + Z

ENTRADAS

SALIDAS

VARIACIONESALMACENAMIEN

Balance hidrolgico

Balance hidrolgico


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Balance hidrolgico

Balance en superficie

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