UNIVERSIDAD DEL VALLEFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA ACADÉMICO DE INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA

HIDROLOGIA - 730008MINTRODUCCIÓN

SEMANA 1

Profesor: Ing. Hernán Materón M.Correo: hmateron@univalle.edu.co

DEFINICIÓN

La Hidrología es la ciencia que tiene porobjeto el estudio de las propiedades químicasy físicas de las aguas continentales ymarítimas, su existencia y distribución, suinfluencia sobre el medio ambiente,incluyendo su relación con los seres vivos, desus movimientos y de las transformacionesque experimentan a lo largo del ciclo del agua.

División de la Hidrología

HIDROLOGIA MARINAOceanografía

HIDROLOGÍA CONTINENTAL

Hidrología de aguas superficiales

Hidrología de aguas subterráneas

Hidrología Operativa

Hidrología Urbana

Hidrología estocástica

Hidrología Aplicada

Hidrología e Ingeniería

• La INGENIERÍA HIDROLÓGICA se refiere al diseño y operación de los proyectos de ingeniería para el control y uso del agua.

• La Hidrología presenta alta relación con otras ciencias afines: Meteorología, Climatología, Oceanografía, Geología, etc.

Meteorología

• La METEOROLOGÍA es la ciencia que estudia el medio atmosférico, los fenómenos que en el se producen y las leyes que los rigen.

• La METEOROLOGÍA es una de las ramas más importantes de la física del globo. Es una ciencia muy compleja, pese a que muchos sólo conocen de ella los aspectos concernientes a la climatología y la previsión del tiempo. Se divide en teórica y aplicada.

Climatología

CLIMATOLOGIA es la ciencia de los climas, la que por medio de registros periódicos a los diferentes aspectos físicos, predice o prevé la presencia de un fenómeno al reunir determinada característica.

El CLIMA se define como el conjunto de fenómenos meteorológicos cuya repetición periódica durante un largo período caracteriza, en promedio, el tipo de tiempo que hace en un lugar o en una región y su evolución a lo largo del año.

Aguas oceánicas

• Las aguas del océano son del dominio de la ingeniería oceánica y de las ciencias marinas.

• La OCEANOGRAFÍA es la ciencia que estudia y describe los océanos.

• La Oceanografía puede ser considerada como dividida en tres grandes ramas:

Ramas de la Oceanografía

• OCEANOGRAFÍA FÍSICA, relativa a los fluidos, que estudia la naturaleza de las masas de agua, sus movimientos, sus interacciones con el aire que se halla en contacto con ellas.

• OCEANOGRAFÍA dedicada a lo SÓLIDO, o sea a la geomorfología del fondo, sedimentación, formación y evolución de la corteza bajo los océanos.

• OCEANOGRAFÍA BIOLÓGICA, concerniente al mar como medio en el que se desarrolla una fauna y una flora características.

Humanidad y economía

• De todos esos fenómenos se desprenden consecuencias que interesan a las actividades humanas (contaminación de los mares, aprovechamiento de sus riquezas, explotación de la energía que en ellos se desarrolla, influencia del mar sobre los climas, etc.) esa oceanografía humana y económica constituye una disciplina aparte: la OCEANOLOGÍA.

Límites de las ciencias

• Los límites entre la hidrología y todas estas ciencias de la tierra son confusos y no tiene objeto definirlos rígidamente. La distinción entre la ingeniería hidrológica y otras ramas de la hidrología aplicada también es vaga.

• Los fundamentos de la hidrología actual se fundamentan en la experiencia aportada por agrónomos, biólogos, físicos, ingenieros, meteorólogos, geólogos y otros profesionales de diferentes disciplinas.

Historia de la Hidrología

Fecha (A.C.) EVENTO

5500 Primera irrigación en Khuzistan (hoy día Irán)

3200 Reinado del rey Scorpion en Egipto. Primera evidencia de irrigación en Egipto

3000 Rey Menes represó el Nilo y desvió su curso

3000 Nilómetros fueron usados para registrar las fluctuaciones del Nilo.

2850 Falla de la represa Sadd el-Kafara en Egipto

2750 Desarrollo de sistemas de abasto de agua y drenaje en el Valle Indu

2200 Varias obras hidráulicas en el gran YU en China

2200 Agua de manantial fue conducida hacia el palacio de Cnossos (Creta). Presas de Embalses en Makhai y Lakorian en Irán.

1950 Conección del rio Nilo y el mar Rojo mediante un canal de navegación durante el reinado de Seostris I.

1900 Sinnor (tunel de agua) construido en Gezer.

1850 Lago Moeris y otras obras del Faraon Amenemhet III.

Historia de la Hidrología (continuación)

Fecha (A.C.) EVENTO

1800 Nilómetros en la segunda catarata en Semna.

1750 Código de aguas del rey Hammurabi

1700 Pozo de Joseph cerca al Cairo, aproximadamente 100 m. profundidad

1500 Dos manantiales unidos por un pecador en la ciudad de Tell Taánnek.Presa de Maruk en el Tigris cerca a Sammara, destruida en 1256 a.c.

1300 Sistemas de riego y drenaje en Nippur. Presa de Quatinah en el rio Orontes en Siria construida bajo el reinado de Sethi I o de Ramses II.

1050 Medidores de agua usados en el Oasis Gadames en el Norte de África

750 Marib y otras presas en el rio Wadi Adhanah en la República Árabe de Yemen.

714 Destrucción del sistema qanat (canales artificiales subterraneos) por el rey Saragon II. Sistemas Qanat gradualmente se extendieron hacia Iran, Egipto e India.

690 Construcción del canal de Sennacherib´s

600 Presa de embalse en el rio Murghab en Iran, destruida en 1258 a.c.

Aplicaciones de la Hidrología en la Ingeniería

Dimensionamiento y operación de obras:

Puentes, Cunetas, Sumideros, alcantarillas, Bocatomas, vertederos, aliviaderos, reparto de agua, medición de agua, control de erosión, embalses, reservorios, lagos, sedimentadores, ríos, canales, plantas de potabilización, plantas de tratamiento de aguas residuales, riego, drenaje de tierras, diques de protección, navegación fluvial, generación de energía.

Este diagrama esquemático ilustra la naturaleza dinámica de la Tierra.

Las cuatros “ esferas” del planeta interactúan de manera constante y vigorosa entre sí para producir un sistema muy complejo.

DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA

SUPERFICIE DE LA TIERRA (Baungartner,1972)

Área 106 Mm2 Área en %

ÁREA OCEÁNICA 361 71

ÁREA CONTINENTAL 149 29

TOTAL 510 100

Usos de la tierra (Baumgartner, 1972)

Área 106

Mm2

Área en % del total

Área en % de continentes

Desiertos 52 10 35

Bosques 44 9 30*

Tierras con vegetación

26 5 17

Tierras arables 14 3 9

Regiones polares 13 2 9

Oceános 361 71

Cantidad de agua en la superficie de la tierra(año geofísico Internacional, Holy, 1982)

Presencia de agua 103 Gm3 Cantidad de agua

% de agua % de agua dulce

Aguas oceánicas 1300000 97

Lagos salados/mares 100 0.008

Hielo Polar 28500 2.14 77.6

Agua atmosférica 12 0.001 0.035

Agua en organismos 1 0.000 0.003

Lagos agua dulce 123 0.009 0.335

Corrientes de agua 1 0.000 0.003

Zona no saturada 65 0.005 0.18

Zona saturada 8000 0.60 21.8

Total agua dulce 36700 2.77 100

Total agua 1337000 100

Balance de agua en la tierra(año geofísico Internacional, Holy 1982)

Región Área 106 Precipitación Evaporación Escurrimiento

106 Mm2 m 103 Gm3 m 103 Gm3 m 103 Gm3

Océanos 361 1.12 403 1.25 449 - 0.13 - 46

Continentes 149 0.72 107 0.41 61 0.31 46

Procesos físicos de transferencia y de almacenamiento

CICLO DEL AGUA EN LA TIERRA

Ciclo de agua en unidades relativas

Diagrama de bloques del sistema hidrológico global

Clasificación hidrológica de modelos

Tipos de modelos hidrológicos

Clases de modelos