Hidrología: El Estudio del Agua y su Importancia

Hidrología

Hidrología: Es parte de las ciencias ambientales, estudia el agua, su origen, circulación y distribución, además de sus propiedades físicas y químicas.

Ramas

• Superficial: Estudio de los procesos hidrológicos que tienen lugar en la superficie.
• Hidrogeología: Estudio de la presencia de agua subterránea.

Objetivo

Determinar los eventos de diseño.

Eventos de diseño

Eventos extremos que contribuyen a diseñar.

Importancia

Determinar si el volumen aportado por una cierta corriente es suficiente para el abastecimiento de agua potable a una población e industria. Además, satisfacer la demanda de un proyecto de irrigación y permite la navegación.

Modelaje Hidrológico HEC-HMS

Designado para simular la hidrología de una cuenca, la modelación de agua superficial. Presenta opciones de herramientas de análisis y opciones de modelos matemáticos.

Ciclo Hidrológico

Conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado (sólido, líquido, gas) como en su forma (agua superficial, subterránea).

• Precipitación
• Intercepción
• Infiltración
• Percolación
• Escorrentía
• Evaporación
• Transpiración

Cuenca

Área en el terreno donde cae toda el agua por precipitación, pasa por un cauce principal y pasa por la salida.

Partes de la cuenca

• Alta: Mayor pendiente, mayor erosión.
• Media: Se saca por pendiente, mayor caudal, depositación de material grueso.
• Baja: Se forma la llanura de inundación, a veces se forman meandros.

Tipos de cuenca

• Endorreica (lago): Acumula agua, altas tasas de evaporación.
• Exorreica (mar): Agua fluye hacia el mar.

Subcuenca

Sección de la cuenca donde el colector principal se conecta con la parte central de la misma.

Microcuenca

Sección de la cuenca donde el colector principal se conecta con la parte principal de la misma.

Área: km²

Long: km

Max y Min, H1 y H2: m

Eje axial: km

¿Por qué hay que cuidar el agua?

R/ El agua es un recurso esencial para la vida en la Tierra, ya que sustenta tanto a los ecosistemas como a la humanidad.

El H₂O no tiene color, olor ni sabor debido a que al estar formada por H y O no contiene ninguna sustancia y está libre de impurezas.

Tipos de agua

• Potable: Destinada para consumo humano.
• Dulce: Se encuentra en la superficie de manera natural.
• Salada: Tiene concentración de sales disueltas, se encuentra en los mares.
• Salobre: Tiene más sales disueltas que la dulce, pero menos que la salada.
• Dura: Contiene alto nivel de minerales disueltas.
• Blanda: Se encuentra disuelta una mínima cantidad de sales.
• Destilada: Cuando ha sido purificada mediante destilación.
• Residual: Cualquier tipo de agua cuya calidad es afectada negativamente por el hombre.
• Negra: Contaminada por caca y orina.
• Gris: Aquella que proviene del uso doméstico (aguas jabonosas).

Propiedades Físicas

• Punto de congelación: El agua se congela a los 0°C. Estructura molecular cambia y se forma un tetraedro.
• Punto de ebullición: Ocurre cuando la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica del gas fuera de él. A los 100°C sobre el nivel del mar.
• Índice de calor: Cantidad de energía que se ocupa para que un cuerpo aumente la temperatura 1°C.
• Tensión superficial: Energía necesaria para incrementar el área de un líquido venciendo las fuerzas intermoleculares. Permite la formación de gotas y capilaridad.
• Acción capilar: Desplazamiento del agua a través de los poros de un material, causado por fuerzas de adhesión y tensión superficial.

Propiedades Químicas

• Acción disolvente: Es el líquido que más sustancias disuelve, esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de H.
• Ionización: Moléculas se reorganizan para generar moléculas nuevas cargadas eléctricamente.
• pH: Medida para establecer el nivel de acidez o alcalinidad de una disolución.
• Capacidad reactiva: El H₂O reacciona con muchas sustancias, formando diversidad de compuestos químicos. Molécula dipolar.

Hidrología superficial

La precipitación es la principal entrada en la hidrología.

Hidrometeorología

Presión atmosférica

Peso de la columna de aire que actúa sobre la superficie. La presión varía 1 Mb por cada 10 m.

Principio de Torricelli

El aire es más denso y la presión es la mayor que puede haber.

Presión de vapor

Columna de aire o vapor que hay sobre la superficie.

Punto de rocío

Temperatura exacta donde el agua se condensa.

Presión de vapor de saturación

Presión que hay en una masa de aire cuando está saturado.

Humedad relativa

Indicador de la cantidad de vapor de agua presente en relación con la cantidad máxima que el aire puede retener a una temperatura determinada.

Humedad absoluta

Masa de vapor de agua que está en un volumen específico.

Temperatura

Magnitud física que expresa el grado de calor o frío de un sistema.

Viento

Masas de aire que se mueven horizontalmente.

Formación de precipitación

La masa de aire tiene que enfriarse.

Formas de Precipitación

Llovizna

Tipo de agua en forma de gotas diminutas, que desciende de los niveles más bajos de la atmósfera.

Lluvia

Precipitación de agua líquida.

Nieve

Cristales de hielo traslúcidos. Pasa de vapor de agua a cristales sin hacerse gota.

Granizo

Masa de vapor de agua que sube, alcanza temperaturas altas, se forman gotas en el punto de congelación.

Escarcha

Capa de hielo que está sobre la superficie, tiene burbujas de aire. La temperatura bajó de la atmósfera muy cerca de la superficie.

Tipos de Precipitación

Convectiva

Producen tormentas eléctricas, son las más fuertes.

Orográficas

Baja la temperatura abruptamente, se condensa, satura y precipita al lado de Barlovento y al otro lado de la montaña (Sotavento), cae llovizna y aire.

Frontales

• Frente Frío: Masa de aire frío que se mete debajo de la masa de aire cálido, la levanta y baja la temperatura aún más.
• Frente cálido: El aire cálido sube sobre una masa de aire frío.

Medición de Precipitación

Se mide en función de la altura de la lámina de agua que cae por unidad de agua.

Pluviómetro y Pluviógrafo

Mide la altura de precipitación.

Pluviograma

Donde se ve la precipitación.

Hietograma

Gráfico de precipitación.

Estaciones automáticas

Registran parámetros hasta cada minuto, son de bajo costo, pueden verse datos en tiempo real.

Radar

Determina dónde están las lluvias.

Deducción de datos faltantes

Por el método de la Razón.

Métodos de Precipitación Media

1. Promedio Aritmético. (Método menos preciso)
2. Polígonos de Thiessen.
3. Isoyetas. (Método más preciso)