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HIDROLOGÍA

Mauricio HHH Español

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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, incluyendo a los seres vivos.
- EL INGENIERO CIVIL QUE SE OCUPA DE PROYECTAR, CONSTRUIR O SUPERVISAR EL FUNCIONAMIENTO DE INSTALACIONES HIDRÁULICAS DEBE RESOLVER PROBLEMAS COMO DISEÑAR PUENTES, ESTRUCTURAS PARA EL CONTROL DE AVENIDAS, PRESAS, VERTEDEROS, SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA.
- CICLO HIDROLÓGICO
  - Es el conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado ( sólido, liquido y gaseoso) como en su forma (agua superficial, agua subterránea, etc). Es frecuente definir la Hidrología como la ciencia que se ocupa del Estudio del Ciclo Hidrológico.
    - 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.
  - LA ATMOSFERA
    - El Interés de su estudio en Hidrología, radica en que ella, tiene lugar parte del Ciclo Hidrológico. Se define como aquella capa de aire que rodea a la tierra y donde se realiza parte del Ciclo Hidrológico. Su composición Nitrógeno (78%); Oxigeno(21%); Argón (0.94%) ; Otros gases ( 0.06). ( hasta 20Km).
      - CAPAS DE LA ATMOSFERA
        TROPOSFERA: Capa inferior desde nivel del mar hasta unos 6 Km.( Polos ) y hasta 17 Km ( en el Ecuador). La temperatura disminuye a razón de 0.6 ºC por cada 100 mts de ascenso. Zona de perturbaciones atmosféricas. En ella se forman las nubes, tiene lugar los vientos, las lluvias.
        ESTRATOSFERA: se extiende por encima de la troposfera hasta 30 á 40 km.la temperatura permanece constante en todo su espesor.
        La superficie que separa la tropósfera de la estratósfera es la TROPOPAUSA . Marca el Limite de la Atmosfera meteorológica.
        IONOSFERA : Se ubica encima de la estratosfera y se desvanece gradualmente en el espacio .La temperatura aumenta con la altura.
  - LA TEMPERATURA
    - Es un factor importante del ciclo hidrológico, pues interviene en todas sus etapas. Desde el punto de vista practico, la temperatura interviene como parámetro en las formulas para calcular la evaporación y en las formulas para calcular las necesidades de agua de riego de las plantas.
      - GRADIENTE VERTICAL DE TEMPERATURA
        La temperatura disminuye en tropósfera,en una cantidad que varía, según las condiciones locales, pero que en promedio es de alrededor de 0.6 ºC por cada 100 mts. De ascenso. Esto es lo que constituye el gradiente vertical de temperatura.
      - INVERSION DE TEMPERATURA
        Se llama así al fenómeno que se presenta bajo ciertas condiciones locales y que consiste en lo siguiente. En las primeras horas del dia, la tierra se encuentra a baja temperatura
  - RADIACION SOLAR
    - Es la fuente de energía del ciclo hidrológico. Es el factor mas importante del ciclo Hidrológico. produce variaciones de calor que se traducen en una mayor o menor evaporación.
    - La tendencia actual en Hidrología es que la radiación solar vaya sustituyendo a la temperatura como parámetro en el cálculo de la evaporación y de la transpiración.
  - EL CLIMA
    - La palabra Clima deriva de una voz griega que significa inclinación, aludiendo seguramente a la inclinación del eje terrestre. como se sabe las estaciones tienen lugar debido al movimiento de traslación de la tierra alrededor del sol, con su eje de rotación inclinado con respecto al plano de traslación.
    - ELEMENTOS
      - Los elementos que permiten distinguir un clima de otro son: la temperatura, la precipitación, la presión, el viento y la radiación solar. Los dos primeros son los principales.
    - FACTORES QUE CONDICIONAN AL CLIMA
      - Los factores que condicionan el clima son: la latitud, la altitud, y la continentalidad. La latitud determina la intensidad de radiación solár, la altitud determina la temperatura. La continentalidad se refiere a la mayor o menor proximidad de un lugar a los mares.
    - CLASIFICACION DE LOS CLIMAS
      - a) Climas cálidos de clima intertropical 1. Régimen ecuatorial. Llueve todo el año, presentando dos máximos al año. 2. Régimen sub-ecuatorial. Presenta dos períodos secos al año. 3. Régimen tropical. Presenta un solo período de lluvia.
      - b) Climas templados 1. Régimen de climas templados. Presenta lluvia todo el año, casi uniformemente repartida. 2. Régimen mediterráneo. Presenta un período fríó y otro caluroso y seco.
      - c) Clima frío y polar. Corresponde a las altas latitudes.
      - d) Régimen de zonas desérticas. Las zonas desérticas se encuentran re partidas en casi todas las latitudes y su presencia se explica generalmente por causas locales que determinan la ausencia de lluvias.
    - LA PRECIPITACION
      - Se define precipitación a toda forma de humedad, que, originándose en las nubes, llega hasta la superficie terrestre. De acuerdo a esta definición, las lluvias, las granizadas, las garúas y las nevadas son formas distintas del mismo fenómeno de la precipitación. En Estados Unidos, la lluvia se identifica según su intensidad, en:
        Ligera, para tasas de caída de hasta 2.5 mm/h
        Moderada, desde 2.5 hasta 7.6 mm/h
        Fuerte, por encima de 7.6 mm/h
      - TIPOS DE PRECIPITACIONES
        1.-CONVECTIVAS: Son causadas por el ascenso de aire cálido mas liviano que el aire frio de los alrededores.
        2.-OROGRAFICOS: Resultan del ascenso del aire cálido hacia una cadena de montañas.
        3.-CICLONICAS: Se producen cuando hay un encuentro de nubes de diferentes temperaturas: Las mas calientes son impulsadas a las partes mas altas donde precipitan.
      - MEDICION DE LA PRECIPITACION
        1.- Pluviómetros simples. 2.- Pluviómetros registradores (Fluviógrafo) 3.- Pluviómetros totalizadores
      - CURVA MASA DE PRECIPITACION EN UNA ESTACION
        La curva masa es la representación precipitación acumulada Vs el tiempo. Se extrae directamente del pluviograma.
      - ANALISIS DE LOS DATOS PLUVIOMÉTRICOS
        Las precipitaciones medidas con pluviómetros varían de un lugar a otro y en un mismo lugar, de un tiempo a otro. Se recurre por ello a la estadística, escogiendo un modelo matemático que represente el comportamiento de la lluvia en el lugar de estudio.
        VALOR CENTRAL DOMINANTE
        Es la precipitacion anual media o módulo pluviométrico anual, que es 571.7 mm. Este valor da una idea de la magnitud de las lluvias en Sibayo.
        RANGO
        Es la diferencia entre los valores extremos de las precipitaciones anuales .Ejem:
        DESVIACION ESTANDAR DE LAS PRECIPITACIONES ANUALES
        COEFIC IENTE DE VARIABILIDAD
        ANALISIS DE CONSISTENCIA
        Cualquier cambio en la ubicación como en la exposición de un pluviómetro puede conllevar un cambio relativo en la cantidad de lluvia captada por el pluviómetro. El registro completo publicado representará condiciones inexistentes. Un registro de este tipo se dice que es inconsistente. Una forma de detectar las inconsistencias es mediante las curvas doble másicas.
        ESTUDIO DE LA CUENCA
        ESTIMACION DE DATOS FALTANTES
        1.- Método del U.S. Weather Bureau
        METODO DE LOS PROMEDIOS
        METODO DE LA RECTA DE REGRESION
HUMEDAD ATMOSFERICA
- Expresa el contenido de vapor de agua de la atmósfera, vapor de agua que proviene de la evaporación que tiene lugar en los espejos de agua, en los suelos húmedos o a través de las plantas
  - TENSION DE VAPOR
    - Es la Presión parcial que ejerce el vapor de agua, Su formula : ea = p – p’ Donde : ea = Tensión de vapor p = Presión de aire húmedo. p’ = Presión de aire seco
  - TENSION DE VAPOR DE SATURACION (es)
    - Es la Tensión de vapor en un volumen de aire saturado. Es decir que, a una temperatura t del aire corresponde un par de valores ea , es. El primero es la tensión de valor actual y el segundo es la tensión de vapor de saturación.
      - En Meteorología la unidad elemental de presión es la baria, que equivale a una dina por centímetro cuadrado. El milibar es igual a mil barias y el bar es igual a mil milibares. 1 bar = 1,000 milibares. 1 milibar = 1,000 barias 1 baria = 1 dina / cm2
  - CONDENSACION
    - Es el proceso mediante el cual el vapor de agua pasa al estado líquido. Por enfriamiento, una masa de aire disminuye su capacidad para contener vapor de agua. Todo exceso de vapor de agua se condensa en pequeñas gotitas (neblinas y nubes ).
  - HUMEDAD ABSOLUTA Y HUMEDAD RELATIVA
    - Humedad absoluta es la masa de vapor de agua medida en gramos, contenida en 1m3 de aire.
    - La humedad relativa es la relación entre la tensión de valor actual y la tensión de vapor de saturación a la misma temperatura. Se expresa en porcentaje.
- La humedad Atmosférica, interesa a la Hidrología por dos motivos: Precipitación y por que determina la velocidad de la Evaporación.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA BOLIVIA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
- UNIV. MAURICIO ALFREDO HUARINA LINARES
- MATERIA: HIDROLOGIA E HIDROGEOLOGIA