Captulo 1 GENERALIDADES

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La palabra hidrologa proviene de las races griegas hidros agua y logos tratado o sea que la hidrologa es la ciencia del agua. Segn Ven Te Chow (1994), la hidrologa estudia el agua existente en la tierra, su distribucin, sus propiedades fsicas y qumicas y su influencia sobre el medio ambiente. El agua juega un papel fundamental en la calidad de vida de los habitantes del planeta. La disponibilidad de agua potable y la facilidad de tratamiento de aguas servidas son uno de los principales ndices para calificar la calidad de vida en una regin. Actualmente se presentan graves problemas en varios pases del mundo, particularmente en Africa, por la escasez de agua para consumo tanto domstico como industrial y agropecuario. Fenmenos como El Nio, han hecho que el tema del agua sea prioritario para todos los pases de la tierra y hoy se dedican grandes esfuerzos para conocer el papel que el cambio climtico jugar en los recursos de agua disponibles en el planeta. La hidrologa es fundamental en el diseo y operacin de casi todos los proyectos civiles: construccin de carreteras, suministro de agua potable, diseo de embalses y proyectos hidroelctricos, adecuacin y drenaje de tierras, prevencin y control de inundaciones, diseo de canales, puentes y alcantarillados de aguas lluvias. En pases como Colombia, donde la precipitacin es muy alta (casi 4 veces el promedio mundial), es necesario conocer los recursos hdricos disponibles para poder luego hacer una adecuada planeacin de ellos, sin afectar el desarrollo sostenible del pas.. Esto se hace particularmente importante dada la desigual distribucin de la precipitacin en Colombia, tanto temporal como espacialmente, que se ha agudizado por efecto de fenmenos como El Nio y La Nia.

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1.1 BREVE HISTORIA DE LA HIDROLOGA Todos o casi la mayora de filsofos de la antigedad centraron su atencin en los procesos que involucran la produccin de agua superficial y otros fenmenos que tenan que ver con la ocurrencia del lquido en sus diversas etapas y de su ciclo perpetuo:: del mar a la tierra, y visceversa. Infortunadamente, las especulaciones eran a menudo falsas. Homero crea en la existencia de un gran lago subterrneo que alimentaba ros, mares y pozos. Es interesante observar que Homero estudi la dependencia del flujo de la seccin transversal y de la velocidad. Este conocimiento se perdi luego durante el Imperio Romano y las relaciones entre rea, velocidad y caudal permanecieron desconocidas hasta que Leonardo Da Vinci las descubri durante el Renacimiento. En el siglo I DC, Marcos Vitruvio sent las bases para la teora del ciclo hidrolgico. El lanz la hiptesis de que la lluvia y la nieve caan en las reas montaosas, se infiltraban, y ms tarde esa agua apareca en las tierras bajas y en las corrientes. A pesar de la falsedad de las teoras propuestas en la antigedad, muchas aplicaciones prcticas de varios principios hidrolgicos fueron hechas con xito. Por ejemplo, en el ao 4000 ADC, una represa fue construida en el Nilo para irrigacin. Ciudades como Mesopotamia fueron protegidas contra las crecientes por paredes altas. Los acueductos griegos y romanos y los mtodos de irrigacin en China fueron tambin proyectos significativos. No fue hasta el siglo XV que se di una aproximacin ms cientfica a la hidrologa basada en la observacin de los fenmenos naturales. Leonardo y Bernard Palissy, independientemente, alcanzaron un seguro entendimiento del ciclo hidrolgico. Pero solamente en el siglo XVII empezaron a medirse algunas variables implicadas en l.

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La llegada de lo que puede llamarse hidrologa moderna empieza con los estudios de los pioneros como Perrault, Mariotte y Halley en el siglo XVII. Perrault obtiene medidas de la precipitacin en la cuenca del Sena para un perodo de 3 aos. Midi tambin evaporacin y capilaridad. Mariotte midi la velocidad en el Sena. Estas fueron luego empleadas para calcular el caudal. El astrnomo ingls Halley midi la evaporacin en el mar Mediterrneo, y concluy que sta era suficiente para estimar la salida de agua de los ros tributarios a este mar. El siglo XVIII trajo numerosos avances en la teora de la hidrulica y en la instrumentacin. El piezmetro de Bernoulli, el tubo de Pitot, el teorema de Bernoulli, la frmula de Chezi son algunos ejemplos. Durante el siglo XIX, floreci la hidrologa experimental. Se dieron significativos avances en hidrologa subterrnea como la Ley de Darcy y la frmula de Thiem-Dupuit. El comienzo de mediciones sistemticas tambin empez este siglo. De 1930 a 1950, muchos anlisis regionales,reemplazaron el empirismo. La hidrgrafas unitaria de Sherman, la teora de la infiltracin de Horton, la ecuacin de Theis para rgimen no permanente en pozos, son algunos de estos ejemplos. Despus de 1950, una aproximacin terica a los problemas hidrolgicos ha reemplazado los menos sofisticados mtodos del pasado. Avances en el conocimiento cientfico permiten una mejor comprensin de las relaciones fsicas entre las distintas variables hidrolgicas y el advenimiento de los computadores ha hecho posible, econmicamente, una manipulacin matemtica de reas que antes se estudiaban solo empricamente, como control de inundaciones, diseo de drenajes, anlisis de frecuencia, diseo y operacin de embalses.

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