Hidrologa Superficial-,_ CLIMATOLOGA_,-

Qu es el agua?El agua (del latn aqua) es una sustancia cuya molcula est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. En su uso ms comn, con agua nos referimos a la sustancia en su estado lquido, pero la misma puede hallarse en forma slida (hielo), y en forma gaseosa que llamamos vapor.

Dnde est el agua?En nuestro planeta, se localiza principalmente en los ocanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares tiene el 1,74%, los depsitos subterrneos en (acuferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, la humedad del suelo, atmsfera, embalses, ros y seres vivos

HIDROLOGA SUPERFICIALSe denomina hidrologa (del griego Y (hidro): agua, y oos (logos): estudio) a la ciencia geogrfica que se dedica al estudio de la distribucin, espacial y temporal, y las propiedades del agua presente en la atmsfera y en la corteza terrestre. Esto incluye las precipitaciones, la escorrenta, la humedad del suelo, la evapotranspiracin y el equilibrio de las masas glaciares.

CUENCA HIDROLGICAUna cuenca hidrolgica constituye la principal unidad territorial donde el agua es captada y almacenada. Se define como el rea de la superficie terrestre por donde el agua de lluvia escurre y transita o drena a travs de una red de corrientes que fluyen hacia una corriente principal y por sta hacia un punto comn de salida, que puede ser un lago, una presa o el mar.

LA CUENCA

Las partes de una cuenca son:Cuenca alta Corresponde a la zona donde nace el ro, el cual se desplaza por una gran pendienteCuenca media Es la parte de la cuenca en la cual hay un equilibrio entre el material slido que llega trado por la corriente y el material que sale. Visiblemente no hay erosin.Cuenca baja Es la parte de la cuenca en la cual el material extrado de la parte alta se deposita en lo que se llama cono de deyeccin.

Tipos de cuencaExisten tres tipos de cuencas:

Exorreicas: drenan sus aguas al mar o al ocano. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamrica. Endorreicas: desembocan en lagos, lagunas o salares que no tienen comunicacin salida fluvial al mar. Por ejemplo, la cuenca del ro Desaguadero, en Bolivia. Arreicas: las aguas se evaporan o se filtran en el terreno antes de encauzarse en una red de drenaje. Los arroyos, aguadas y caadones de la meseta central patagnica pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningn ro u otro cuerpo hidrogrfico de importancia.

Qu funcin tiene una cuenca?a) Funcin Hidrolgica Captacin de agua de las diferentes fuentes de precipitacin para formar el escurrimiento de manantiales, ros y arroyos. Almacenamiento del agua en sus diferentes formas y tiempos de duracin. Descarga del agua como escurrimiento.

b) Funcin Ecolgica

Provee diversidad de sitios y rutas a lo largo de la cual se llevan a cabo interacciones entre las caractersticas de calidad fsica y qumica del agua. Provee de hbitat para la flora y fauna que constituyen los elementos biolgicos del ecosistema y tienen interacciones entre las caractersticas fsicas y biolgicas del agua.

c) Funcin ambiental Constituye sumideros de CO2. Alberga bancos de germoplasma. Regula la recarga hdrica y los ciclos biogeoqumicos. Conserva la biodiversidad. Mantiene la integridad y la diversidad de los suelos.

PARTEAGUASLa divisoria de aguas o divortium aquarum es una lnea que delimita la cuenca hidrogrfica. Una divisoria de aguas marca el lmite entre una cuenca hidrogrficas y las cuencas vecinas. El agua precipitada a cada lado de la divisoria desemboca generalmente en ros distintos. Tambin llamado Divortium aquarum. Otro trmino utilizado para esta lnea se denomina parteaguas.

El divortium aquarum o lnea divisoria de vertientes, es la lnea que separa a dos o ms cuencas vecinas. Es la divisoria de aguas, utilizada como lmite entre dos espacios geogrficos o cuencas hidrogrficas.

LAS CORRIENTES Dependiendo del tiempo en que transportan agua, las corrientes pueden ser perennes o intermitentes.

Corriente perenne: Transporta agua durante todo el ao

Corriente intermitente: Transporta agua solo durante una fraccin del ao

Corriente efmera: transporta agua solo durante una tormenta.

Ciclo hidrolgicoEl ciclo hidrolgico se refiere al movimiento y circulacin natural que el agua tiene en toda la tierra y su atmsfera. Este movimiento se da por medio de distintos fenmenos que hacen circular el agua, subindola desde el mar hasta la atmsfera y regresndola por las lluvias hacia la tierra y a los mismos ocanos. El ciclo no tiene principio ni fin, pero se puede decir que el concepto de ciclo hidrolgico se origina en el agua de los ocanos.

El ciclo hidrolgico es un proceso continuo pero irregular en el espacio y en el tiempo. Una gota de lluvia puede recorrer todo el ciclo o una parte de l. Vale destacar que cualquier accin del hombre en una parte del ciclo, alterar el ciclo entero para una determinada regin. El hombre acta introduciendo cambios importantes en el ciclo hidrolgico de algunas regiones de manera progresiva al desecar zonas pantanosas, modificar el rgimen de los ros, construir embalses, etc.El ciclo hidrolgico adems de mantener en movimiento el agua, cumple con una funcin importante, colaborando en mantener la superficie de la Tierra ms fra y la atmsfera ms caliente.

Procesos en el Ciclo del agua:Evaporacin. El agua se evapora en la superficie ocenica, sobre el terreno y tambin por los organismos, en el fenmeno de la transpiracin en plantas y sudoracin en animales.Evapotranspiracin.Condensacin. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes. Precipitacin. Es cuando el agua se convierte en hielo para despus caer en forma de granizo, si esto se junta con el vapor, cuando cae forma un arco iris. La atmsfera pierde agua por condensacin (lluvia y roco) o sublimacin inversa (nieve y escarcha) que pasan segn el caso al terreno, a la superficie del mar o a la banquisa

Infiltracin. Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a travs de sus poros y pasa a ser subterrnea. La proporcin de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrenta) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente (que la estorba) y de la cobertura vegetal. Escorrenta. Este trmino se refiere a los diversos medios por los que el agua lquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayora de los llamados desrticos, la escorrenta es el principal agente geolgico de erosin y transporte. Circulacin subterrnea. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrenta superficial, de la que se puede considerar una versin.

Vaporizacin. Este proceso se produce cuando el agua de la superficie terrestre se evapora y se transforma en nubes. Fusin. Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado liquido cuando se produce el deshielo. Solidificacin. Al disminuir la temperatura en el interior de una nube el gas de agua se congela, precipitndose en forma de nieve o granizo Luego se repite desde el primer paso.

PRECIPITACINEn meteorologa, la precipitacin es cualquier forma meteorolgica u hidrometeoro que cae del cielo y llega a la superficie terrestre. Esto incluye lluvia, llovizna, nieve, cinarra, granizo, pero no la virga, neblina ni roco. La cantidad de precipitacin sobre un punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o pluvial.

Medicin de la precipitacinLos instrumentos ms frecuentemente utilizados para la medicin de la lluvia y el granizo son los pluvimetros y pluvigrafos, estos ltimos se utilizan para determinar las precipitaciones pluviales de corta duracin y alta intensidad.

Determinacin de la precipitacin media en una cuenca.Las dimensiones de una cuenca hidrogrfica son muy variadas, especialmente cuando se trata de estudios que abarcan una rea importante, es frecuente que en la misma se siten varias estaciones pluviomtricas.

Para determinar la precipitacin en la cuenca en un perodo determinado se utilizan algunos de los procedimientos siguientes: mtodo aritmtico, polgonos de Thiessen y mtodo de las isoyetas.

La Media Aritmtica (MA) Consiste en calcular el promedio de los datos pluviomtricos puntuales de estaciones ubicadas en un rea geogrfica determinada La principal carencia del mtodo es no considerar caractersticas anexas que pueden influir en las precipitaciones, como podra ser la presencia de cordones montaosos, cercana a ocanos, condiciones atmosfricas predominantes u otras (Pizarro R, et al. 2003).

Es el mtodo ms simple, en el que se asigna igual peso (1/G) a cada estacin. Pueden incluirse estaciones fuera del dominio, cercanas al borde, si se estima que lo que miden es representativo. El mtodo entrega un resultado satisfactorio si se tiene que el rea de la cuenca se muestrea con varias estaciones uniformemente repartidas y su topografa es poco variable, de forma de minimizar la variacin espacial por esta causa. Este mtodo puede usarse para promedios sobre perodos ms largos, en que sabemos que la variabilidad espacial ser menor. Si se conocen las lluvias anuales en cada estacin, el mtodo puede refinarse ponderando cada estacin por su aporte anual (Anonimo. 2009).

Los Polgonos de Thiessen (Th) Los Polgonos de Thiessen (tambin Polgonos de Voronoi o Teselacin de Dirichlet) son una construccin geomtrica que permite construir una particin del plano eucldeo. Deben su nombre al Alfred H. Thiessen y tambin fueron estudiados por Georgy Voronoi y Gustav Lejeune Dirichlet.

Los Polgonos de Thiessen (Th) no presentan mayores complicaciones en su aplicacin. Adems de la informacin pluviomtrica, requiere para su ejecucin slo de la ubicacin espacial de las estaciones. No requiere de una inversin excesiva de tiempo, ni de materiales. A cada estacin se le asigna una superficie, la cual es obtenida representando las estaciones en un plano y unindolas a travs de rectas. A estas rectas posteriormente se les trazan sus mediatrices hasta que se intersectan entre s. Con los lmites del rea en estudio y los que definen las mediatrices se obtiene la superficie de influencia para cada.

La principal falencia del mtodo radica en que slo considera el posicionamiento de las estaciones y una superficie plana de influencia para cada una, sin considerar las diferencias topogrficas que se pueden presentar. Adems, asume que la precipitacin de la estacin es la misma de la zona que representa geomtricamente, lo cual no siempre es cierto. Sin embargo, al ponderar cada estacin por diferentes superficies, hipotticamente sus resultados deberan ser ms precisos que el mtodo MA. Se descartan las estaciones climatolgicas que no tienen influencia en la cuenca, apoyndose con los polgonos de Thiessen. Cuando un polgono no tiene influencia en la zona de estudio (polgono con rayado), la estacin correspondiente se descarta al igual que las dems estaciones que estn fuera de la cuenca (Pizarro R, et al. 2003).

El dominio estudiado se divide en n subregiones o zonas de influencia en torno a cada estacin. La precipitacin medida (o calculada) en cada pluvimetro se pondera entonces por la fraccin del rea total de la cuenca comprendida en cada zona de influencia. Las subregiones se determinan de manera tal que todos los puntos incluidos en esa subregin estn ms cercanos al pluvimetro correspondiente que a cualquier otra estacin. Una vez delimitadas las n zonas de influencia, y calculadas sus reas (dentro de la cuenca) ai , se obtiene el promedio espacial segn:

Isoyetas (Iso)Presenta ms laboriosidad, tanto en tiempo como en recursos materiales. Para su ejecucin es necesario disponer, adems de las mediciones de precipitacin en los perodos de inters y de las ubicaciones de los puntos de observacin, de las precipitaciones normales de cada estacin, del material cartogrfico correspondiente y de un conocimiento espacial y atmosfrico lo ms detallado posible de las reas consideradas. Al incorporar factores de la zona y de las precipitaciones, debera ser el mejor mtodo, pero a la vez tiene un alto grado de subjetividad dado por la experiencia y acceso a la informacin que posea el tcnico encargado de la construccin de estas curvas (Pizarro R, et al. 2003).

El mtodo consiste en trazar lneas de igual precipitacin llamadas isoyetas a partir de los datos puntuales reportados por las estaciones meteorolgicas. Al rea entre dos isoyetas sucesivas, se le asigna el valor de precipitacin promedio entre tales isoyetas. Conociendo el rea encerrada entre pares sucesivos de isoyetas, obtenemos la precipitacin regional. El mtodo requiere hacer supuestos en "cimas" y "hoyos". Al trazar las isoyetas para lluvias mensuales o anuales, podemos incorporar los efectos topogrficos sobre la distribucin espacial de la precipitacin, tomando en cuenta factores tales como la altura y la exposicin de la estacin. Tambin se recomienda este mtodo para calcular promedios espaciales en el caso de eventos individuales localizados (Anonimo. 2009).

Seleccin de las estaciones pluviomtricas la seleccin de las estaciones se realizara de acuerdo a los siguientes criterios:Mejor ubicacin o ms diferenciadas para cada una de las zonas geogrficas.Las que, en conjunto, presenten una mayor densidad por zona.Las que presenten mayor nmero de aos con registros confiables o mensualmente ms completos, privilegiando a las que presenten ms datos recientes, dado que deberan ser ms exactos.Un requisito importante en una preseleccin de estaciones es que stas tengan un registro de datos de a lo menos 20 aos.

Ejemplo: Cuenca del Ro Mtape La Cuenca del Ro Mtape, ubicada en la Regin Hidrolgica No. 9 al centro del Estado de Sonora, Mxico, cuenta con 11 estaciones climatolgicas de las que se tomaron datos de precipitacin total anual (mm) del ao de 1993.

PROMEDIO ARITMTICO

Isoyetas

Trazo de isoyetas

Polgono de Thiessen

Trazo del polgono

GastoHasta ahora, nuestro estudio de los fluidos se ha registrado a condiciones de reposo, que son considerablemente ms sencillas que el estudio de los fluidos en movimiento.El flujo aerodinmico es el movimiento de un fluido en el cual cada partcula en el fluido sigue la misma trayectoria (pasa por un punto particular) que sigui la partcula anterior. Vamos a considerar, adems, que los fluidos son incompresibles y que presentan una friccin interna apreciable. En estas condiciones, se pueden hacer unas predicciones acerca de la velocidad de flujo de fluido a lo largo de una tubera o de otro recipiente.

El gasto se define como el volumen de fluido que pasa a travs de cierta seccin transversal en unidad de tiempo. En un intervalo de tiempo t, cada partcula en la corriente se mueve a travs de un distancia vt. El volumen V que fluye a travs de la seccin transversal A esta dado por:

V = Avt

Por lo tanto, el gasto (volumen por unidad de tiempo) se puede calcular partiendo de:R = Avt / t = vAGasto = velocidad X seccin transversal Las unidades de R expresan la relacin de una unidad de volumen entre una unidad de tiempo. Ejemplos frecuentes de esto son: pies cbicos por segundo, metros cbicos por segundo, litros por segundo y galones por minuto. (Tippens P., 2001).

Nivel de roEl nivel del ro corresponde a la altura del cuerpo de agua en el cauce del mismo; depende de la variacin de la precipitacin, as como de las fluctuacin de las estaciones del ao.

FUENTES DE INFORMACINAnonimo. 2009. http://www.geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/PRECIPITACION.htmArturo Jimnez Romn, 2005, Principios de Hidrografa, Mc Graw-Hill, Mxico, D.F., pp 102.Chow, V. T. 1964. Handbook of applied hydrology: a compendio of water resources technology. McGraw-Hill.CONAGUA. NOM-011-CNA-2000, Conservacin del Recurso agua - que establece las especificaciones y el mtodo para Determinar la disponibilidad media anual de las aguas nacionales.Maidment, R. D. 1993. Handbook of hydrology. Mc Graw Hill, New York (E.U.). pp 1.1-13.45Pizarro R, Ramirez C B., Flores, J. P. (2003). Anlisis comparativo de cinco mtodos para la estimacin de precipitaciones areales anuales en perodos extremos. Bosque 24(3): 31-38.Snchez San Romn, F. J. 2004. El Ciclo Hidrolgico. Univ. Salamanca Dpto. Geologa. Espaa. Roger G. Barry y Richard J. Chorley, 1999, Atmsfera, tiempo y clima, 7| Edicin, Editorial Omega, S.A., Espaa, pp. 441. Tippens P., 2001, Fsica conceptos y aplicaciones, 6 Edicin, Mc Graw-Hill, Mexico, D.F., pp. 943.