Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la DefensaUniversidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas Extensin Puerto Pritu Ncleo Anzotegui.(UNEFA)

Profesor: Bachilleres:

ING. Gerardo Franco. Elisol Graterol CI: 17.720.226 Katherine Larez. CI: 25.056.778 Yusleibi Panacual. CI: 22.850.954Richard Moreno. CI: 25.313.786Yobeidis Ron. CI: 21.581.782 ING. CIVIL. SEMESTRE VI. SECCIN `` 2JUNIO, 2015.INDICE.PAG.Introduccin.4Hidrologa.5Importancia..5Objetivos..6Ciclo hidrolgico.7Sistema hidrolgico8Elementos meteorolgicos..14Tipos de modelos hidrolgicos..15Ecuacin de balance hidrolgico.18Conclusin.21ANEXOS: Figura 1. Representacin del Ciclo Hidrolgico.8Figura 2. Representacin del sistema hidrolgico9Figura 3. Principales tipos de precipitacin: convectiva, orogrficas y frontales.10Figura 4. Evaporacin11Figura 5. Condensacin12Figura 6. Transpiracin..12Figura 7. Componentes que intervienen en la intercepcin13Figura 8. Escorrenta superficial13Figura 9: Esquema general de las partes de un modelo hidrolgico clsico de tipo agregado con hidrograma unitario16Figura 10. Las posibles entradas y salidas de un acufero en rgimen de explotacin pueden deberse a numerosas causas19Bibliografa22

INTRODUCCIN.

La hidrologa es una rama de las ciencias de la Tierra que estudia las propiedades fsicas, qumicas y mecnicas del agua continental y martima, su distribucin y circulacin en la superficie de la Tierra, en la corteza terrestre y en la atmsfera. Esto incluye el ciclo hidrolgico, ese circuito cerrado perfecto que, ahora tiene fugas, no funciona como es debido. A la naturaleza le ha salido un duro competidor EL HOMBRE. Hasta ahora se haba integrado en el sistema con los dems seres vivos del planeta, pero de unos aos a esta parte, ha crecido y se ha hecho poderoso, tanto, como para competir con la Diosa Naturaleza.

Hoy, todos los usuarios del agua estamos en la encrucijada: Escasez y Deterioro de la calidad de las fuentes, lo cual es un crculo vicioso pues todo lo que se descargue al entorno inexorablemente ir al subsuelo, a los ros o al ocano.

Tal motivo es necesario tener un conocimiento bsico de la hidrologa, que determina el estado actual del recurso hdrico, as como la presin por la demanda del mismo, teniendo en cuenta su distribucin espacial y temporal, que permita establecer lineamientos a seguir para su proteccin, y que sirva de base a los usuarios del recurso y planificadores, para considerar su uso y disponibilidad en proyectos actuales y futuros.

LA HIDROLOGA:

Se define como la ciencia que estudia la disponibilidad y la distribucin del agua sobre la tierra. En la actualidad la Hidrologa tiene un papel muy importante en el Planeamiento del uso de los Recursos Hidrulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniera que tienen que ver con suministro de agua, disposicin de aguas servidas, drenaje, proteccin contra la accin de ros y recreacin. De otro lado, la integracin de la Hidrologa con la Ingeniera de Sistemas ha conducido al uso imprescindible del computador en el procesamiento de informacin existente y en la simulacin de ocurrencia de eventos futuros.

Como ha ocurrido con otras ciencias, a medida que los estudios hidrolgicos se fueron desarrollando fue necesario dividir el tema general en una serie de tpicos especializados e interdisciplinarios que se agruparon bajo el nombre de Planeamiento de los Recursos Hidrulicos. En el planeamiento se incluyen como temas principales la Meteorologa, la Hidrologa Superficial y la Hidrologa del Agua Subterrnea.

IMPORTANCIA

En la actualidad la hidrologa tiene un papel muy importante en el planeamiento del uso de los Recursos Hidrulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniera que tienen que ver con suministro de agua, disposicin de aguas servidas, drenaje, proteccin contra la accin de ros y recreacin. De otro lado, la integracin de la hidrologa con la Geografa matemtica en especial a travs de los sistemas de informacin geogrfica ha conducido al uso imprescindible del computador en el procesamiento de informacin existente y en la simulacin de ocurrencia de eventos futuros.

OBJETIVOS

Los estudios hidrolgicos son fundamentales para: El diseo de obras hidrulicas, para efectuar estos estudios se utilizan frecuentemente modelos matemticos que representan el comportamiento de toda la cuenca sustentada por la obra en examen; La operacin optimizada del uso de los recursos hdricos en un sistema complejo de obras hidrulicas, sobre todo si son de usos mltiples. En este caso se utilizan generalmente modelos matemticos conceptuales, y se procesan en tiempo real; El correcto conocimiento del comportamiento hidrolgico de como un ro, arroyo, o de un lago es fundamental para poder establecer las reas vulnerables a los eventos hidro meteorolgicos extremos; Prever un correcto diseo de infraestructura vial, como caminos, carreteras, ferrocarriles, etc.

CICLO HIDROLGICO.

Es la sucesin de etapas que atraviesa el agua al pasar de la tierra a la atmsfera y volver a la tierra: evaporacin desde el suelo, mar o aguas continentales, condensacin de nubes, precipitacin, acumulacin en el suelo o masas de agua y re evaporacin.

El ciclo hidrolgico involucra un proceso de transporte re circulatorio e indefinido o permanente, este movimiento permanente del ciclo se debe fundamentalmente a dos causas: la primera, el sol que proporciona la energa para elevar el agua (evaporacin); la segunda, la gravedad terrestre, que hace que el agua condensada descienda (precipitacin y escurrimiento).

Chereque, 1989, se entiende como el conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado (slido, lquido y gaseoso) como en su forma (superficial, sub-superficial, subterrnea, etc.).

Figura 1. Representacin del Ciclo Hidrolgico

SISTEMA HIDROLGICO.

Guevara y Cartaya, 1991: los fenmenos hidrolgicos son muy complejos, por lo que nunca pueden ser totalmente conocidos. Sin embargo, a falta de una concepcin perfecta, se pueden representar de una manera simplificada mediante el concepto de sistema.

Un sistema viene a ser un conjunto de partes diferenciadas que interactan como un todo. El ciclo hidrolgico podra considerarse como un sistema, cuyos componentes son: precipitacin, evaporacin, escorrenta, y las otras fases del ciclo.

Figura 2. Representacin del sistema hidrolgico.

Precipitacin: Se denomina precipitacin, a toda agua meterica que cae en la superficie de la tierra, tanto en forma lquida (llovizna, lluvia, etc.) y slida (nieve, granizo, etc.) y las precipitaciones ocultas (roco, la helada blanca, etc.). Ellas son provocadas por un cambio de la temperatura o de la presin. La precipitacin constituye la .nica entrada principal al sistemas hidrolgico continental (Musy, 2001).

Existen diferentes tipos de precipitacin: precipitacin convectiva, precipitacin orogrfica y precipitaciones frontales, tal como se puede apreciar en la Figura 3.

Figura 3. Principales tipos de precipitacin: convectiva, orogrficas y frontales.

Precipitacin Convectiva: Resultan de una subida rpida de las masas del aire en la atmsfera. Se asocian a los cmulos y cumulonimbus, desarrollo vertical significativo, y son generados as por el proceso de Bergeron. La precipitacin que resulta de este proceso es generalmente tempestuosa, de corta duracin (menos de una hora), de intensidad fuerte y de poca extensin espacia.

Precipitacin Orogrfica: Como su nombre indica (del griego oros = montaa), este tipo de precipitacin se relaciona con la presencia de una barrera topogrfica. La caracterstica de la precipitacin orogrfica depende de la altitud, de la pendiente y de su orientacin, pero tambin de la distancia que separa el origen de la masa del aire caliente del lugar del levantamiento. En general, presentan una intensidad y una frecuencia regular.

Precipitacin Frontal o del tipo ciclnico: Se asocian a las superficies de contacto entre la temperatura de la masa de aire, el gradiente trmico vertical, la humedad y de los diversos ndices del recorrido, que uno nombra Frentes. Los frentes fros crean precipitaciones cortas e intensas. Los Frentes calientes generan precipitaciones de larga duracin pero no muy intensas.

Evaporacin: Se define como el proceso mediante el cual se convierte el agua lquida en un estado gaseoso. La evaporacin puede ocurrir solamente cuando el agua est disponible. Tambin se requiere que la humedad de la atmsfera ser menor que la superficie de evaporacin (a 100% de humedad relativa no hay evaporacin ms).

Figura 4. Evaporacin

Condensacin: El cambio en el estado de la materia de vapor a lquido que se produce con el enfriamiento. Normalmente se utiliza en meteorologa cuando se habla de la formacin de agua lquida en vapor. Este proceso libera energa de calor latente para el medio ambiente.

Figura 5. Condensacin

Transpiracin: Es la evaporacin a travs de las hojas. El proceso fisiolgico de alimentacin de las plantas se efecta mediante el paso de ciertas cantidades de agua, portadoras de los alimentos, por el interior de ellas y ese trfico solamente es posible gracias a la transpiracin. Figura 6. Transpiracin

Intercepcin: Es la parte de la precipitacin que es interceptada por objetos superficiales como la cubierta vegetal o los tejados, en general, parte de esta agua interceptada nunca alcanza al suelo porque se adhiere y humedece estos objetos y se evapora.

Figura 7. Componentes que intervienen en la intercepcin.

Escorrenta superficial: Es la porcin de lluvia que no es infiltrada, interceptada o evaporada y que fluye sobre las laderas. En realidad la escorrenta superficial, la infiltracin y la humedad del suelo son interactivas entre s, por tal motivo se debe tener cuidado en seleccionar el modelo adecuado para cada caso.

Figura 8. Escorrenta superficial

Escorrenta subsuperficial: Es el agua que ha sido previamente infiltrada y no alcanza el almacenamiento subterrneo o acufero, por lo tanto debe ser considerada como parte de la escorrenta.

ELEMENTOS METEOROLGICOS

En la atmsfera hay muchas cualidades que pueden ser medidas. Por ejemplo: la lluvia, la velocidad y la direccin del viento, la presin atmosfrica, la temperatura, la humedad.

Todas estas variables se miden en unas instalaciones llamadas estaciones meteorolgicas.

Estas estaciones estn equipadas con los principales instrumentos de medicin, entre los que se encuentran los siguientes: Anemmetro, veleta, barmetro, higrmetro, piranmetro, pluvimetro y termmetro. Los datos que proporcionan los distintos aparatos se utilizan tanto para la elaboracin de predicciones meteorolgicas a partir de modelos numricos como para estudios climticos.

TIPOS DE MODELOS HIDROLGICOS:

Un modelo hidrolgico es pues una representacin simplificada de un sistema real complejo llamado prototipo, bajo forma fsica o matemtica. De manera matemtica, el sistema real est representado por una expresin analtica.

En un modelo hidrolgico, el sistema fsico real que generalmente representamos es la 'cuenca hidrogrfica' y cada uno de los componentes del ciclo hidrolgico. De esta manera un modelo matemtico nos ayudar a tomar decisiones en materia de hidrologa, por lo que es necesario tener conocimiento de entradas (inputs) al sistema y salidas (outputs) a partir del sistema, para verificar si el modelo es representativo del prototipo. La salida de los modelos hidrolgicos vara - dependiendo de las metas y objetivos del modelo. Algunos modelos se utilizan para predecir los totales mensuales de escorrenta, mientras que otros estn diseados para ver a las tormentas individuales. El resultado ms comn es el hidrograma o hidrograma de escurrimeinto.

Algunos modelos pueden desarrollarse como modelos continuos - estos se utilizan para simular el flujo y otras funciones de la cuenca (por ejemplo, almacenamiento) durante largos perodos de tiempo. Otros modelos son los modelos ms basados en eventos y por lo general se utilizan para modelar los eventos individuales de tormenta. Estos modelos se utilizan con frecuencia para fines de diseo.Clsicamente se han utilizado los denominados modelos globales o agregados, que tratan la cuenca como si fuese una sola entidad, con una nica entrada de lluvia (lluvia promedio), donde el caudal de salida se reproduce a partir de una dinmica global del sistema. Existen multitud de modelos globales, generalmente basados en el concepto del hidrograma unitario HU, que se puede integrar dentro de la teora de sistemas que asume que la cuenca es un sistema lineal, casustico y invariante en el tiempo, dnde slo una parte de lluvia efectiva produce escorrenta, afectada por los procesos de evaporacin, retencin y infiltracin que se recogen dentro de la funcin de prdidas o funcin de produccin.

Figura 9: Esquema general de las partes de un modelo hidrolgico clsico de tipo agregado con hidrograma unitario.

Esta modelizacin tiene poca base fsica, puesto que obvia el hecho de que parte de la escorrenta superficial puede infiltrarse al pasar por un cauce permeable, y subestima la componente subsuperficial del caudal. Adems, la identificacin del HU no es sencilla. A partir de informacin hidrolgica disponible de la cuenca (muchos datos de lluvia y caudal), el HU se puede derivar de la solucin del problema inverso, estos datos no siempre estn disponibles con la suficiente cantidad y calidad, y adems arrastran la descripcin espacial limitada de la lluvia. En el intento de evitar este problema, ha tenido lugar la conceptualizacin de la cuenca en sistemas ms sencillos de manera que se pueda derivar del hidrograma unitario que depende de pocos parmetros, los cuales pueden ser estimados por tcnicas estadsticas; estos son los denominados modelos agregados conceptuales. Un paso adelante en este sentido han sido los esfuerzos al ligar los parmetros del HU conceptual con relaciones geomorfolgicas y que han dado lugar a la aparicin del Hidrograma Unitario Geomorfolgico a partir de las caractersticas fsicas de la cuenca, sin necesidad de tener datos hidrolgicos.

Actualmente existe una lnea de trabajo basada en los modelos de redes neuronales artificiales, con la posibilidad de aprendizaje conforme hay mayor nmero de datos permitiendo la introduccin de mltiples entradas (lluvia, temperatura, humedad, datos histricos de caudal). Aun cuando han existido casos con buenos resultados, parece que todava queda un largo camino por ver la capacidad de este tipo de modelos.

Los modelos hidrolgicos son entonces representaciones simplificadas de los sistemas hidrolgicos reales, a partir del cual podemos estudiar la relacin causa-efecto de una cuenca a travs de los datos de entrada y salida, con los cuales se logra un mejor entendimiento de los procesos fsicos hidrolgicos que tienen lugar dentro de la cuenca. Adems nos permite simular y predecir el comportamiento hidrolgico de los procesos fsicos en la cuenca. Generalmente los modelos hidrolgicos se basan sobre los sistemas existentes y difieren en trminos de su manejo y la magnitud de los componentes que integran el proceso hidrolgico.

ECUACIN DEL BALANCE HIDROLGICO:

El Balance Hidrolgico relaciona las variables que intervienen en el ciclo hidrolgico. Se aplica en todos los casos que tienen que ver con la distribucin de los recursos hidrulicos a nivel global, o en cuencas particulares. Es imprescindible en los estudios de regulacin de embalses y en los proyectos de suministro de agua para acueducto, riego y generacin hidroelctrica.

En el balance hdrico global de una zona determinada, en general la diferencia entre las entradas y salidas de agua no es exactamente igual a la variacin en el almacenamiento debido a la existencia de un error de cierre del balance.

P + Qse+Qpe- ETR - Qss-QpsDV=eSiendo:

P=aportacin pluviomtricaQse= caudal superficial entranteQpe= caudal subterrneo entranteETR= evapotranspiracin realQss= caudal superficial salienteQps= caudal subterrneo salienteDV= variacin en el almacenamiento (diferencia entre el volumen inicial y el final considerando la reserva en el acufero, suelo, zona saturada, cauces, etc.).

La fiabilidad de la estimacin de las extracciones depende de la fiabilidad de todos y cada uno de los componentes de la ecuacin del balance.

Figura 10. Las posibles entradas y salidas de un acufero en rgimen de explotacin pueden deberse a numerosas causas:

entradas de aguasalidas de agua

a travs de la superficie fretica (recarga de lluvia o retornos de riegos) para acuferos librespor extracciones

por goteo desde los acuferos hacia los semiconfinados y cautivospor manantiales

por caucespor rezumes

por prdidas de lagos o embalsespor descargas a ros

a travs del contacto con otras formaciones geolgicaspor transferencias hacia otros acuferos

procedentes de la infiltracin de la escorrenta de zonas ms altas de la cuenca

La evaluacin de los componentes de un balance presenta siempre ciertas dificultades, muy especialmente en el caso de la recarga. La recarga comporta considerables incertidumbres que solo se pueden minimizar si se dispone de una adecuada caracterizacin hidrogeolgica de la zona y de una buena base de datos histricos sobre la evolucin hidrodinmica e hidroqumica del sistema.

CONCLUSIN.

La Hidrologa es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia, circulacin y distribucin en la superficie terrestre, sus propiedades qumicas y fsicas y su relacin con el medio ambiente, incluyendo a los seres vivos.

Cabe destacar su aplicacin en eleccin de fuentes de abastecimiento para uso domstico o industrial, estudio y construccin de obras hidrulicas, drenaje, irrigacin, control de polucin y de erosin, navegacin, en hidroelctricas, sistemas hidrulicos complejos, preservacin del medio ambiente y vida acutica, entre muchas otras. Por lo tanto es indispensable saber que la hidrologa, juega un papel importante Todo esto y muchas aplicaciones ms hacen que el hidrlogo sea un personaje importante en todo equipo multidisciplinar que enfrenta problemas de ingeniera civil en general y problemas de carcter ambiental.

BIBLIOGRAFA. PAGINA WEB EN LINEA DISPNIBLE EN: www.sitiosolar.com. (CONSULTA: JUNIO, 2015)

PAGINA WEB EN LINEA DISPNIBLE EN: www.photaki.es. (CONSULTA: JUNIO, 2015)

PAGINA WEB EN LINEA DISPNIBLE EN: www.biogeodemagallanes. (CONSULTA: JUNIO, 2015)

PAGINA WEB EN LINEA DISPNIBLE EN: www.mariagdc93.blogspot.c. (CONSULTA: JUNIO, 2015)

PAGINA WEB EN LINEA DISPNIBLE EN: www.mitecnologico.com. (CONSULTA: JUNIO, 2015)

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