Hidrologia de Superficie EDGAR2015

DE

DE

SUPERFICIE

SUPERFICIE

Edgar Vidal 

Edgar Vidal 

HURTADO CHAVEZ 

HURTADO CHAVEZ 

El Ing. Edgar Vidal Hurtado Chávez, naci en El Ing. Edgar Vidal Hurtado Chávez, naci en !

!ununo, o, ciciuudadad d dedel l llagago, o, e" e" IIngngeeninierero o CCiviviill egre"ado de la Univer"idad #acional $an Antonio egre"ado de la Univer"idad #acional $an Antonio  A%ad

 A%ad del del Cu"co, Cu"co, &ag'"ter &ag'"ter $cientiae $cientiae enen E

Eccoonnoo((''aa, , DDii))lloo((aaddo o een n **ee""ttiin n ddeell De

De(o(ocrcrátáticica a dedel l TTererriritotoririo o + + egegrere"a"ado do dedell Do

Doctctororadado o dde e CCieiencncia ia TTececnonololog'g'a a + + &e&edidioo  A(%iente.

 A(%iente. E" E" docente docente A"ociado A"ociado de de la la E"cuelaE"cuela !roe"ional de Ingenier'a Civil de la Univer"idad !roe"ional de Ingenier'a Civil de la Univer"idad #acional del Alti)lano donde dicta cur"o" del #acional del Alti)lano donde dicta cur"o" del -rea-rea de Hidráulica + Tran")orte". E" Docente auiliar  de Hidráulica + Tran")orte". E" Docente auiliar  en

en la la UnUniviverer"i"idadad d AnAndidina na #/#/"t"tor or CáCácecerere"" V

Velelá"á"0u0uezez, , $$u%u%""edede e !!ununoo, , en en el el áráreea a ddee hidráulica.

hidráulica. En

En "u "u vivida da )r)rooe"e"ioionanal l ha ha dede"e"e()()e1e1adadoo diver"o" cargo" )2%lico", ha%iendo "ido Director  diver"o" cargo" )2%lico", ha%iendo "ido Director  de O%ra" de la $u% Regin !uno 345567, Director  de O%ra" de la $u% Regin !uno 345567, Director  Regional de

Regional de Circulacin TCirculacin Terre"tre 345587, erre"tre 345587, *erente*erente R

Reeggiioonnaal l dde e OO))eerraaccioionnee" " dde e lla a RReeggiinn &o0uegua9T

&o0uegua9Tacna9!uno 34558 acna9!uno 34558 + 455:7, + 455:7, $u)ervi"or $u)ervi"or  de !lanta de ;O#CODE$ 3455<7, $u)ervi"or de de !lanta de ;O#CODE$ 3455<7, $u)ervi"or de o%r

o%ra" hidra" hidráuáuliclica" en a" en el !ROel !RORRIRRIDRDRE 3455=E 3455=99 455>7, *erente Zonal de $E#CICO 3455?9@6687, 455>7, *erente Zonal de $E#CICO 3455?9@6687, *erente Regional de Inrae"tructura de la Regin *erente Regional de Inrae"tructura de la Regin !uno 3@6687, ee Zonal A+acucho de !ROVIA$ !uno 3@6687, ee Zonal A+acucho de !ROVIA$ RURAB 3@66=9@66>7, *erente de Inrae"tructura RURAB 3@66=9@66>7, *erente de Inrae"tructura de la &unici)alidad !rovincial de !uno 3@66:7, de la &unici)alidad !rovincial de !uno 3@66:7, eee e ZZoonnaal l !!uunno o dde e !!RROOVVIIAA$$ DE$

DE$CE#TCE#TRABIZRABIZADO ADO 3@66?3@66?9@6659@6657, 7, !re"!re"identidentee del Directorio de

del Directorio de E&$A!U#O [email protected]&$A!U#O 3@6467.

En "u actividad acad/(ica ha "ido Director  En "u actividad acad/(ica ha "ido Director  de Inve"tigacin de la ;acultad, ee del Area + de Inve"tigacin de la ;acultad, ee del Area + Ba%oratorio de Hidráulica, ee de De)arta(ento Ba%oratorio de Hidráulica, ee de De)arta(ento de

de InIngegeninierer'a 'a CiCivivil. l. Ha Ha inintetegrgradado o didivever"r"a"a" co(i"ione" en varia" o)ortunidade", !re"idente co(i"ione" en varia" o)ortunidade", !re"idente del -rea curricular de Hidráulica, !re"idente de del -rea curricular de Hidráulica, !re"idente de co

co(i(i"i"ionone" e" de de EvEvalaluauacicin n de de )r)rácáctiticaca" " )r)re9e9 ))rrooee""iioonnaallee"", , !rree""iiddeenntte ! e + + uurraaddo o ddee

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Regional de Circulacin TCirculacin Terre"tre 345587, erre"tre 345587, *erente*erente R

Reeggiioonnaal l dde e OO))eerraaccioionnee" " dde e lla a RReeggiinn &o0uegua9T

&o0uegua9Tacna9!uno 34558 acna9!uno 34558 + 455:7, + 455:7, $u)ervi"or $u)ervi"or  de !lanta de ;O#CODE$ 3455<7, $u)ervi"or de de !lanta de ;O#CODE$ 3455<7, $u)ervi"or de o%r

o%ra" hidra" hidráuáuliclica" en a" en el !ROel !RORRIRRIDRDRE 3455=E 3455=99 455>7, *erente Zonal de $E#CICO 3455?9@6687, 455>7, *erente Zonal de $E#CICO 3455?9@6687, *erente Regional de Inrae"tructura de la Regin *erente Regional de Inrae"tructura de la Regin !uno 3@6687, ee Zonal A+acucho de !ROVIA$ !uno 3@6687, ee Zonal A+acucho de !ROVIA$ RURAB 3@66=9@66>7, *erente de Inrae"tructura RURAB 3@66=9@66>7, *erente de Inrae"tructura de la &unici)alidad !rovincial de !uno 3@66:7, de la &unici)alidad !rovincial de !uno 3@66:7, eee e ZZoonnaal l !!uunno o dde e !!RROOVVIIAA$$ DE$

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del Directorio de E&$A!U#O [email protected]&$A!U#O 3@6467.

En "u actividad acad/(ica ha "ido Director  En "u actividad acad/(ica ha "ido Director  de Inve"tigacin de la ;acultad, ee del Area + de Inve"tigacin de la ;acultad, ee del Area + Ba%oratorio de Hidráulica, ee de De)arta(ento Ba%oratorio de Hidráulica, ee de De)arta(ento de

de InIngegeninierer'a 'a CiCivivil. l. Ha Ha inintetegrgradado o didivever"r"a"a" co(i"ione" en varia" o)ortunidade", !re"idente co(i"ione" en varia" o)ortunidade", !re"idente del -rea curricular de Hidráulica, !re"idente de del -rea curricular de Hidráulica, !re"idente de co

co(i(i"i"ionone" e" de de EvEvalaluauacicin n de de )r)rácáctiticaca" " )r)re9e9 ))rrooee""iioonnaallee"", , !rree""iiddeenntte ! e + + uurraaddo o ddee

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HIDROLOGIA DE

HIDROLOGIA DE

SUPERFICIE

SUPERFICIE

Edgar Vidal 

Edgar Vidal 

HURTADO CHAVEZ 

HURTADO CHAVEZ 

88

Derecho" Re"ervado"  @64=

ehurtado<6Fg(ail.co( !RI&ERA EDICIO#

Guedan hecho" lo" de)"ito" de le+.

DEDICATORIA:

A Dios, el gran arquitecto del universo, por permitirme vivir y ser parte de su Obra.

A Eduviges y lises, mis padres, que desde el oriente eterno acompa!an d"a a d"a, mi andar.

A #ena, mi esposa, por su constancia y amor.

A $evin, Eri% y C&ristian, mis &i'os, por ser el aliciente permanente que impulsan mi e(istir.

PROLOGO

El presente texto nace por la necesidad de brindar un documento de apoyo y  aporte técnico-científico a nivel de pre grado en la enseñanza universitaria, teniendo como base las enseñanzas impartidas en el curso HID!"!#I$ #E%E$", en la Escuela &rofesional de Ingeniería 'ivil de la (niversidad %acional del $ltiplano de &uno e HID!"!#I$ en la 'arrera &rofesional de Ingeniería 'ivil de la (niversidad   $ndina %éstor ')ceres *el)s+uez, ub sede &uno

El texto est) preparado para la comprensi.n de estudiantes y profesionales de diferentes escuelas profesionales +ue estudian y aplican la /idrología b)sica y   permite una f)cil lectura y aplicaci.n en los diferentes temas vinculados al ciclo

/idrol.gico

in embargo, se /ace menci.n también a conceptos b)sicos de estadística y   probabilidades aplicada a la /idrología, como parte del con0unto del curso dictado

En síntesis, el texto con0uga todos los temas +ue conlleven a e0ecutar como taller pr)ctico, un proyecto /idrol.gico &ara el efecto, est) estructurado en el  desarrollo de cada capacidad, un taller pr)ctico parcial +ue permita cumplir con ese ob0etivo

1inalmente +uiero señalar +ue /e tenido sumo placer en desarrollar éste texto universitario, por+ue creo +ue con un aporte como estos, solo estoy contribuyendo a me0orar la calidad profesional de todos mis alumnos a los +ue +uedo profundamente agradecido

Edgar *idal H(2$D! 'H$*E3  >

CONTENIDO

CAPACIDAD I: Conoce + o)ina "o%re el "i"te(a hidrolgico, la hidrolog'a + "u" relacione" + a)licacione" con otra" ciencia", con claridad + re")on"a%ilidad.

1. INTRODUCCION 4.4. Deinicin de Hidrolog'a 4.@. O%etivo de la hidrolog'a 4.8. El ciclo hidrolgico 4.<. El "i"te(a hidrolgico 4.=. El agua en la tierra

4.>. Ecuacin unda(ental de la hidrolog'a

4.:. Relacin de la Hidrolog'a con otra" ciencia"  Aneo 4964 Taller I Cli(atolog'a regional

CAPACIDAD II: 'onoce la importancia de la 'uenca en los procesos /idrol.gicos,

considerando como base fundamental la conservaci.n del ambiente para las generaciones futuras

2. LA CUENCA HIDROGRAFICA

2.1. Concepto de cuenca

2.2. Característcas !so"r#!cas de $a cuenca

@[email protected]. Area + !er'(etro @.@.@. ;or(a de la cuenca @[email protected]. !endiente

@.@.<. Curva hi)"o(/trica

@.@.=. Elevacin (edia de la cuenca

2.%. &or!o$o"ía de $os cursos de a"ua @.8.4. Cla"iicacin de la" corriente" de agua @.8.@. Orden de la" corriente" de agua

@.8.8. Bongitud de la" corriente" de agua @.8.<. Den"idad de corriente

@.8.=. Den"idad de drenae

2.'. Ta$$er II( Deter)nac*n de $a cuenca +dro$*"ca

CAPACIDAD III: Conoce, o)ina e inve"tiga "o%re la )reci)itacin, a)licando (/todo" de cálculo + evaluacin )ara deter(inar la incidencia del agua )reci)ita%le en un área deter(inada + "u a)licacin en )ro+ecto" de ingenier'a.

%. PRECIPITACION

%.1. Nocones ,#scas

8.4.4. Ba at("era

8.4.@. Circulacin de lo" viento" 8.4.8. Hu(edad at(o"/rica 8.4.<. Te()eratura 8.4.=. Va)or de agua 8.4.>. &odelo" de lluvia %.2. Precptac*n [email protected]. ;or(acin 8.@.@. Ti)o" de )reci)itacin [email protected]. &edicin de la )reci)itacin

%.%. An#$ss de datos p$u-o)trcos

8.8.4. Análi"i" de la )reci)itacin (edia 8.8.@. Deduccin de dato" altante" 8.8.8. Análi"i" de do%le (a"a

8.8.<. Au"te de regi"tro" de )reci)itacin

%.'. An#$ss de $$u-as ntensas

8.<.4. Variacin Inten"idad9duracin 8.<.@. Variacin Inten"idad9recuencia

8.<.8. Relacin inten"idad9duracin9recuencia

%./. Ta$$er III( An#$ss de $a Precptac*n en $a cuenca

CAPACIDAD IV: 'onoce, opina e investiga sobre la evaporaci.n, transpiraci.n e

infiltraci.n, aplicando métodos de c)lculo y evaluaci.n para determinar la incidencia del de estos procesos /idrol.gicos en un )rea determinada y su aplicaci.n en  proyectos de ingeniería

'. E0APORACIN TRAN3PIRACIN E INFILTRACION

'.1. E-aporac*n

<.4.4. Deinicin + actore" '"ico" <.4.@. ;r(ula" e()'rica"

<.4.8. alance de energ'a + %alance de agua

<.4.<. &edicin de la eva)oracin '.2. E-apotransprac*n <[email protected]. Deinicin <.@.@. &/todo" de e"ti(acin <[email protected]. &/todo" de (edida '.%. In!$trac*n

<.8.4. Conce)to + )roce"o de iniltracin <.8.@. !ará(etro" de iniltracin

<.8.8. ;actore" 0ue aectan la iniltracin <.8.<. &/todo" de (edicin

<.8.=. Curva ca)acidad de iniltracin9tie()o

<.8.>. Indice de iniltracin

'.'. Ta$$er I0( &edc*n de $a n!$trac*n

CAPACIDAD V:'onoce, opina e investiga sobre la escorrentía superficial, aplicando métodos de c)lculo y evaluaci.n para determinar la incidencia de este proceso /idrol.gico en un )rea determinada y su aplicaci.n en proyectos de ingeniería

/. E3CORRENTIA DE 3UPERFICIE

/.1. De!nc*n 4 !actores 5ue n!$u4en en $a escorrentía

/.2. Fuentes 4 a!ora)ento de escorrentía

/.%. 0ara,$es de caracter6ac*n de $a escorrentía

=.8.4. Caudal =.8.@. Coeiciente de e"corrent'a =.8.8. Tie()o de concentracin =.8.<. !er'odo de retorno =.8.=. #ivel de agua" /.'. Hdro"ra)as de escurr)ento

=.<.4. Análi"i" de hidrogra(a" de creciente =.<.@. Co()onente" del Hidrogra(a

=.<.8. Curva de agota(iento =.<.<. Cla"iicacin de creciente" /./. Re$ac*n $$u-a7escorrentía =.=.4. ;r(ula racional =.=.@. ;r(ula" e()'rica" =.=.8. Hidrogra(a unitario =.=.8.4. Deinicin

=.=.8.@. Duracin de la lluvia neta =.=.8.8. Tie()o de retardo

=.=.8.<. Duracin cr'tica de la lluvia =.=.8.=. Curva $

=.=.8.>. Hidrogra(a unitario in"tantáneo =.=.8.:. Hidrogra(a unitario "int/tico

/.8. Ta$$er 0( Deter)nac*n de$ +dro"ra)a untaro

CAPACIDAD VI: Conoce, o)ina e inve"tiga "o%re la a)licacin de la ciencia e"tad'"tica en la deter(inacin de evento" hidrolgico" + en la )rediccin de e"to" )ara la a)licacin en la ciencia hidrolgica, + inal(ente en lo" )ro+ecto" de ingenier'a, cuidando valore" de hone"tidad, veracidad, /tica con un "entido a()lio de tra%ao en e0ui)o.

8. ANALI3I3 E3TADI3TICO EN HIDROLOGIA

8.1. Genera$dades

8.2. Funcones de dstr,uc*n de pro,a,$dad

>[email protected]. Di"tri%ucin nor(al >.@.@. Di"tri%ucin log9nor(al >[email protected]. Di"tri%ucin !ear"on III >.@.<. Di"tri%ucin log9!ear"on III >.@.=. Di"tri%ucin *u(%el

>.@.>. ;uncione" de di"tri%ucin )ara do" )o%lacione"

8.%. Lí)tes de ap$ca,$dad

Ta$$er 0I( Ap$cac*n de pro,a,$dades estadístcas

PREFACIO

El de"arrollo del "er hu(ano e"tá, de"de tie()o" in(e(oriale", ligado al u"o adecuado del agua, re0uiriendo )aulatina(ente e"tudio" (á" )roundo", "o%re "u generacin co(o recur"o renova%le, cada vez (á" e"ca"o )or lo" (2lti)le" u"o" en la" actividade" de la hu(anidad.

Ello "igniica (anear la hidrolog'a co(o ciencia 0ue e"tudia el ciclo del agua, con un conce)to de eiciencia + eicacia, conociendo todo" lo" )roce"o" hidrolgico" + "a%iendo a)licarlo" en el di"e1o de o%ra" hidráulica" (a" )ti(a" )ara lo" re0ueri(iento" actuale".

El )re"ente teto, tiene e"e )ro)"ito al con"iderar en "u contenido, diver"o" tallere" 0ue (otivan e involucran al e"tudiante en el u"o "o"teni%le del agua co(o un recur"o" e"ca"o + %á"ico )ara la "u%"i"tencia utura del "er hu(ano. Otra caracter'"tica i()ortante e"tá en "u contenido, %a"ado en el curr'culo e"tudiantil )or  co()etencia" + ca)acidade", 0ue e" un re0ueri(iento en el de"arrollo de e"tándare" de calidad educativa, eigido )or la nueva Be+ Univer"itaria en el E"tado !eruano, + 0ue, e"%oza una )ro)ue"ta nueva de (aterial didáctico 0ue hace 0ue el e"tudiante tenga un docu(ento de con"ulta + análi"i", co()le(entado )or el de"arrollo de tallere" 0ue lo introducen en la co()ren"in de conce)to", )rocedi(iento" + actitude", )ara una or(acin )roe"ional (á" co()leta + adecuada, )re)arándolo )ara )oder enrentar un (ercado la%oral uturo, co()etitivo + eigente.

!ara (a+or entendi(iento, la" co()etencia" + actitude" 0ue )er"igue el )re"ente teto, + 0ue e"tán )la"(ada" en el "ila%o univer"itario, "on la" "iguiente"

COMPETENCIA I: Domina los conceptos del sistema /idrol.gico, los factores climatol.gicos y meteorol.gicos +ue lo componen, su desarrollo, propagaci.n y  medici.n en un )rea, cuenca /idrol.gica o regi.n geogr)fica, +ue permiten el  desarrollo de métodos /idrol.gicos para la aplicaci.n en proyectos de inversi.n  privada, econ.mica y social4 con conocimiento tecnol.gico, responsabilidad y 

aptitud /acia el traba0o en e+uipo

COMPETENCIA II: Identifica, analiza, desarrolla y aplica métodos de c)lculo, evaluaci.n y diseño /idrol.gico, para la e0ecuci.n de diseños de ingeniería, con responsabilidad, ética y aptitud para el traba0o en e+uipo

COMPETENCIA III: Domina el uso del an)lisis estadístico, para facilitar y  operativizar el desarrollo de datos estadísticos /idrol.gicos, sistematizando informaci.n de c)lculo y control y reduciendo su aplicaci.n por uso de soft5are en sistemas de informaci.n geogr)fica, /idrol.gica y estadística, con conocimiento, ética, /onestidad, y aptitud para el traba0o en e+uipo

 ACTITUD I: $sume con veracidad, responsabilidad y /onestidad el desarrollo de los diversos proyectos /idrol.gicos, con0ugando su capacidad observacional con el 

traba0o en e+uipo en los eventos académicos

 ACTITUD II: Desarrolla aptitudes de traba0o en e+uipo con criterio y aplicando los conceptos te.ricos y pr)cticos desarrollados

I.

INTRODUCCION

1.1 DEFINICIN DE HIDROLOG9A

Eti(olgica(ente la" )ala%ra" griega" /ydros 6agua7 + logos 6tratado7, no" deinen la hidrolog'a co(o el tratado o estudio del aguaJK entendi/ndo"e )or el e"tudio cient'ico del agua co(o ele(ento + en(eno natural. A)arente(ente un conce)to "i()le, 0ue "e vuelve co()leo )or0ue el 8agua9 , "e encuentra en la naturaleza en un conunto de e"tado" 3"olido, l'0uido o ga"eo"o7 + )ro)iedade" '"ica", 0u'(ica" + ahora, )or la creciente conta(inacin glo%al, con un )revio análi"i" %iolgico )ara lo" (2lti)le" u"o" 0ue eige el %iene"tar + conort hu(ano.

&einzer 4 _{deine la hidrolog'a co(o 8"a ciencia interesada en la existencia del} 

agua en la tierra, sus reacciones físicas y +uímicas con el resto de ésta y su relaci.n con la vida sobre la misma9

ChoL: dice 0ue la _{8Hidrología es la ciencia natural +ue estudia el agua, su}

ocurrencia, circulaci.n y distribuci.n en la superficie terrestre, sus propiedades físicas y +uímicas y su relaci.n con el medio ambiente, incluyendo a los seres vivos9

Con"idero 0ue la hidrolog'a e" 8"a ciencia +ue estudia los fen.menos naturales generados por el ciclo /idrol.gico en la 2ierra en sus diversas manifestaciones; atmosféricas, superficiales y subterr)neas4 su circulaci.n y  distribuci.n global, sus propiedades físicas y +uímicas y sus interrelaciones con el medio ambiente y el ser /umano9

1.2 EL E3TUDIO DE LA HIDROLOGIA

1

 &einzer, O"car EdLard 34?:>945<?7, )adre de la geohidrolog'a (oderna

2

 ChoL, Ven Te 3ed7 Hand%ooM o A))lied Hidrolog+. &c*raL Hill, 45><

48

Ba hidrolog'a co(o ciencia del agua, de)ende de la cli(atolog'a 0ue, co(o re"ultante de diver"o" en(eno" naturale" co(o la radiacin "olar, la hu(edad relativa + a%"oluta, lo" viento", la )re"in at(o"/rica, la te()eratura, entre otro"K "e (aniie"ta en el tie()o.

El á(%ito de e"tudio de la hidrolog'a e" la Hidr"era8 _{en la cual act2a + "e}

de"arrollan lo" diver"o" actore" hidro(eteorolgico", 0ue contri%u+en a la di"tri%ucin + circulacin del agua en la tierra. Co(o ciencia "e relaciona con otra" ciencia" %á"ica" co(o la '"ica, 0u'(ica, %iolog'a, geolog'a, (ate(ática" + e"tad'"tica, etc. E"ta interrelacin, direcciona "u e"tudio a nivel at(o"/rico co(o la (eteorolog'a + la cli(atolog'aK a nivel "u)ericial co(o la )ota(olog'a 3cauce" "u)ericiale"7, li(nolog'a 3lago"7, criolog'a 3nieve" + hielo7, glaciolog'a 3ca"0uete" )olare"7 + oceanolog'aK a nivel "u%"u)ericial, co(o la hidrogeolog'a + la geo(orolog'a + agrolog'a.

E")ec'ica(ente, en el ca()o de la ingenier'a civil, la hidrolog'a e" co(2n(ente deno(inada Ingenier'a Hidrolgica cuando "u a)licacin e"tá directa(ente vinculada al análi"i" + di"e1o hidrolgico en )ro+ecto" + o%ra" de ingenier'a, o%ra" hidráulica" o de deen"a, co(o grande" )re"a", "i"te(a" de riego, a%a"teci(iento de agua, deen"a" ri%ere1a", etc.

#or(al(ente, el e"tudio "e centra en la hidrolog'a %á"ica, cuando "e e"tudia el ciclo hidrolgico, "u" diver"o" actore" hidrolgico" + "u incidencia en la cuenca a nivel "u)ericial + "u%"u)ericialK co()le(entando )ara el eecto con otra" ciencia".  Ba hidrolog'a a)licada, conduce al co()orta(iento + e"ti(acin de evento" hidrolgico" ordinario" + etraordinario", 0ue )er(itan di"e1ar o%ra" "egura", con calidad + eiciencia, en %a"e a un ehau"tivo )roce"o 0ue conuga e)eriencia, )roe"ionali"(o + "o%re todo, el de"arrollo de valore" hu(ano" 0ue eviten (al inter)retar o (odiicar re"ultado".

Ba introduccin de la inor(ática + el de"arrollo de "i"te(a" de inor(acin geográica, han )er(itido el de"arrollo acelerado de la hidrolog'a, )er(itiendo "intetizar la inor(acin, (eorar "u a)licacin, reducir lo" tie()o" en "u a)licacin + "o%re todo, a "i(ular gráica + virtual(ente evento" hidrolgico" uturo", 0ue conllevan a la eecucin de )ro+ecto" (á" )ti(o" + reali"ta".

1.% I&PORTANCIA DE LA HIDROLOGIA

 Al "er el agua la 8fuente de vida9, hace 0ue la hidrolog'a co%re etre(a i()ortancia )ara el "er hu(ano + "u relacin con el a(%iente. !reci"a(ente, la ingenier'a civil co(o ciencia a)licada, e" la 0ue o%etiva(ente a)lica el u"o de /"te recur"o en %eneicio del "er hu(ano, (ediante el )lanea(iento, di"e1o + eecucin

3

  Hidr"era E")acio 0ue "e etiende en la tierra en una rana a)roi(ada de 4=,666 (. ineriore" de la at("era + 4,666 (. "u)eriore" de la lito"era o corteza terre"tre. En /"te á(%ito el agua "e halla en "u" tre" e"tado" '"ico, l'0uido + ga"eo"o, "iendo el (á" i()ortante )ara la hidrolog'a el "egundo e"tado, )or encontrar"e en la lluvia, r'o", (are" + lago", agua" "u%terránea" de la zona "aturada + %uena )arte de la zona no "aturada.

de )ro+ecto" de ingenier'a 0ue conducen a "ati"acer "u" nece"idade" %á"ica", (eorando "u calidad de vida + cuidando el (edio a(%iente )or la e)lotacin racional + eiciente del agua. $u" a)licacione" )ráctica" "e dan en dierente" ca()o" co(o

  A%a"teci(iento de agua )ara u"o )o%lacional

 Trata(iento de agua" re"iduale" ur%ana", indu"triale" + otro" u"o"

 Riego + drenae agr'cola

 #avegacin

 *eneracin hidroel/ctrica

 Control de inundacione"

 Control de "edi(ento" + )roce"o" ero"ivo"  O%ra" de deen"a contra la accin luvial

 Control + (itigacin de la conta(inacin

 Reduccin de la "alinidad

 Recreacin, entre otra" o%ra".

E"ta a()litud de )ro+ecto" + o%ra" hacen 0ue el u"o del agua, e"t/ directa(ente vinculada al de"arrollo hu(ano, a la diná(ica )o%lacional + )or tanto, a una "erie de )ertur%acione" ecolgica" 0ue conllevan deinitiva(ente al deterioro del (edio a(%iente 3ver ;ig. 647.

FIGURA :1( EL AGUA ; EL DETERIORO A&<IENTAL EN EL DE3ARROLLO HU&ANO

E" )or ello, 0ue el u"o re")on"a%le del agua de%e "er una o%ligacin de todo" lo" )roe"ionale" involucrado" en "u (aneo, de la )o%lacin 0ue reci%e el "ervicio + de la" entidade" )2%lica" + )rivada" 0ue )laniican e invierten en "u u"o, de%iendo hacerlo ta(%i/n, "in e"cati(ar ga"to", en la re(ediacin de lo" da1o" a(%ientale" + en la recu)eracin del (edio a(%iente.

4=

Crecimiento, migración, densidad, distribución, mortalidad, movilidad, invasiones  urbani!ación, cambio de uso del

INÁMICA POBLACIONAL:

"#O# $L A%"A:

 Agricultura, industria, miner&a, abastecimiento 'oblacional, (idroenerg&a, 'iscicultura, uso dom)stico, 'rotección ecológica, recreación, etc*

$#A++OLLO ,"MANO:

 Alimentación, salud, estabilidad social  'ol&tica, sostenibilidad ecológica, crecimiento económico, con-ort, etc*

  $.$+IO+O $L M$ IO AMBI$N.$:

$scases de alimentos, en-ermedades, con-lictos sociales, involución social  'ol&tica, 'oblaciones des'la!adas, etc* Por la

P$+."+BACION $COLO%ICA:

$utro-icación, salini!ación de suelos  agua, contaminación de acu&-eros, agotamiento de aguas su'er-iciales  subterr/neas, de radación del ecosistema*

1.' EL CICLO HIDROLGICO

El agua en la naturaleza e" diná(ica, interact2a en un e")acio deno(inado Hidrosfera en el cual "e deinen dierente" eta)a" o a"e" 0ue generan un ciclo deno(inado ciclo del agua o (á" conocido ciclo hidrológico. E"te ciclo no tiene ni )rinci)io ni in + "u" )roce"o" ocurren en or(a continua.

FIGURA Nº I!"; E" 'I'"! HID!"!#I'!

El ciclo hidrolgico "e de%e a do" cau"a" la )ri(era, el sol , 0ue, )or la radiacin "olar )ro)orciona la energ'a )ara eva)orar el agua de la "u)ericie terre"treK la "egunda, la gravedad , 0ue hace 0ue el agua conden"ada "e )reci)ite "o%re la "u)ericie.

El ciclo hidrolgico e" el (ovi(iento de la" (a"a" de agua de la "u)ericie terre"tre )or (edio de la eva)oracin de"de lo" oc/ano" + el "uelo 3tran")iracin de la" )lanta"7 hacia la at("era, 0ue conden"ada" or(an la" nu%e" + )or gravedad )reci)itan en or(a de granizo, nieve o lluvia. !arte de la )reci)itacin eva)ora, otra e" retenida )or lo" %lo0ue" vegetale" o con"truccione" 3interce)cin7 eva)orando nueva(ente + otra )arte cae.

El agua "o%re el "uelo "e encharca 3al(acena(iento "u)ericial7, )arte regre"a a la at("era co(o va)or + otra di"curre "o%re la "u)ericie en )e0ue1o" cauce", arro+o", riachuelo" + r'o" 3e"corrent'a o luo "u)ericial7 0ue de"e(%ocan en laguna", lago" o (are" e igual(ente eva)oran o iniltran en el "u%"uelo 3iniltracin7 a trav/" de )oro" + i"ura" 0uedando en )arte retenida en la zona no "aturada o zona de hu(edad, de donde retorna a la at("era )or  eva)oracin o tran")iracin de la" )lanta" 3eva)otran")iracin7 + otra )arte de"ciende ha"ta la zona "aturada o de agua "u%terránea.

En el "u%"uelo, el (ovi(iento del agua e" lento de%ido a la accin gravitatoria. En la zona no "aturada )or eecto de la ten"in "u)ericial + otra" uerza", el agua )uede di"currir )aralela a la "u)ericie co(o luo "u%"u)ericial + de"cargar en (anantiale" o directa(ente en r'o" o laguna". Del agua

iniltrada otra )arte )ercola )rounda(ente recargando la" agua" "u%terránea" 0ue a "u vez de"cargan en r'o" u oc/ano".

El ciclo hidrolgico, e" irregular en e")acio + tie()oK )or ee()lo en zona" árida" o de"/rtica", )uede llover )oco" d'a" + no todo" lo" a1o", di"tor"ionando alguno" ele(ento" del ciclo 3iniltracin + eva)oracin7, donde la e"corrent'a "u)ericial + "u%terránea, en alguno" ca"o", "erán inei"tente". !or otro lado, no nece"aria(ente donde "e )roduce la eva)oracin a%ran )reci)itacione", ello "e de%e al tran")orte del agua )or la" (a"a" (vile" del aire. E"ta irregularidad "e de%e a la" variacione" (eteorolgica" + e"tacionaria", en )articular en la "ierra del !er2 + con (a+or incidencia en el alti)lano )eruano, donde la" "e0u'a", la" inundacione", la" helada" + granizada" "on )er(anente" originando "erio" )ro%le(a" en la" actividade" agro)ecuaria" aectando la econo('a ca()e"ina, 0ue o%liga a una )er(anente intervencin de lo" ente" reguladore" del E"tado.

1./EL 3I3TE&A HIDROLOGICO

!ara un e"tudio (á" eectivo del ciclo hidrolgico, "e ha con"iderado /"te co(o un "i"te(a< _{donde lo" )roce"o" hidrolgico" interact2an con "u"}

co()onente" 3)reci)itacin, eva)oracin, e"corrent'a, iniltracin, etc.7.

Un sistema /idrol.gico "e deine co(o una estructura o volumen en el  espacio, rodeada por una frontera, en la +ue se producen procesos /idrol.gicos de entrada, operan internamente y las produce como salidas. Bo"  procesos /idrol.gicos con"i"ten general(ente en la (odiicacin de la" coordenada" locale" de una )art'cula o volu(en de agua, en la (odiicacin de "u te()eratura, e"tado, den"idad, )re"in o de(á" )ro)iedade".

E"to" )roce"o" "e agru)an co(o "u%"i"te(a" del ciclo total, )udiendo evaluar"e )or "e)arado con (a+or detalle.

El "i"te(a hidrolgico "e "u%divide en tre" "u%"i"te(a" 3ChoL, 45><7

 $u%"i"te(a de agua" at(o"/rica" 0ue contiene lo" )roce"o" de

)reci)itacin, eva)oracin, interce)cin + tran")iracin.

 $u%"i"te(a de agua "u)ericial 0ue contiene lo" )roce"o" de luo

"u)ericial, e"corrent'a, relacionando"e ade(á" con el agua "u%"u)ericial + "u%terránea, + todo" ello" luirán hacia lo" r'o" + oc/ano".

 $u%"i"te(a de agua "u%"u)ericial Contiene lo" )roce"o" de

iniltracin, recarga de acu'ero, luo "u%"u)ericial + luo de agua "u%terránea.

4

 Un #i#$e%a e" un conunto de )roce"o" relacionado" entre "', 0ue or(an un todo + 0ue generan un %ien o )roducto. !roce#o e" una (odiicacin cuantitativa o cualitativa )roducida en el tie()o.

&E'I&I2$'I!%    EVAPORACION  N N N N N N

FIGURA Nº I!& ; E" I2E<$ HID!"!#I'!

1./ Procesos +dro$*"cos )#s co)unes en e$ cc$o +dro$*"co

 Alguno" de lo" )roce"o" de (a+or relevancia 0ue ocurren en el ciclo hidrolgico "e co(entan a continuacin

 La ener"ía 5ue $$e"a a $a super!ce terrestre desde e$ 3o$ 4 de $os

estratos at)os!rcos superores( Ba energ'a 0ue )roviene %á"ica(ente del $ol + de la" )arte" alta" de la at("era, + 0ue alcanza la "u)ericie de la Tierra, e" el ele(ento )ri(ordial del ciclo hidrolgico.

E"ta energ'a )uede "er a%"or%ida, releada o e(itida )or lo" dierente" ti)o" de "u)ericie terre"tre. El )orcentae 0ue "e relea "e deno(ina al%edo, + a la re"ta de la )arte a%"or%ida (eno" la e(itida "e le deno(ina radiacin neta.

 E$ transporte at)os!rco por -entos( Un )roce"o i()ortante )ara el

tran")orte de (a"a" de aire e" el viento. Ba cuantiicacin de la velocidad del viento cercano a la "u)ericie del terreno "e lleva a ca%o a trav/" de la e)re"in del )eril logar't(ico, 0ue e"tá en uncin de la altura + de la" condicione" relacionada" con la ca)a l'(ite.

 La e-aporac*n(  Ei"te una gran cantidad de (/todo" + t/cnica" )ara

e"ti(ar la eva)oracin de una "u)ericie )articular. Uno de lo" (/todo" (á" "encillo" de a)licar, )ara e"ti(ar la eva)oracin a )artir de valore" (edido" en el tan0ue eva)or'(etro. Ba eva)oracin (edia e"ti(ada "e o%tiene al aectar el valor o%tenido de la lectura del tan0ue eva)or'(etro )or un coeiciente 0ue var'a entre 6.> + 6.?.

 La e-apotransprac*n( Ba eva)otran")iracin e" un )roce"o co(%inado

0ue de)ende de la inluencia de la" condicione" at(o"/rica" "o%re el "i"te(a agua9"uelo9)lanta. Uno de lo" (/todo" (á" "encillo" )ara e"ti(ar la eva)otran")iracin, entre (ucho" ei"tente", e" el de ThornthLaite, el cual re0uiere, %á"ica(ente, de inor(acin cli(atolgica + geográica 3Re(eniera", 45:<7.

$eg2n el autor, el valor de la eva)otran")iracin )otencial e" uncin de la" varia%le" "iguiente"

a7 Ba te()eratura (edia (en"ual t, en C, )or (edio de 'ndice" t/r(ico" (en"uale" i.

%7 Ba latitud, en la cual va i()l'cito el valor de in"olacin.

 E$ escurr)ento super!ca$(  El luo en cauce" naturale" + en canale"

general(ente "e e"tudia haciendo u"o de la" ecuacione" de con"ervacin + de la ecuacin de &anning.

 E$ proceso $$u-a7escurr)ento en cuencas pe5ue=as( En el )roce"o

lluvia9e"curri(iento e" de u"o co(2n la r(ula Racional, la cual relaciona el ga"to )ico del e"curri(iento, G), con la inten"idad (edia de la lluvia, I, en una cuenca de área A. A"i(i"(o, ei"te un coeiciente de )ro)orcionalidad, deno(inado coeiciente de e"curri(iento C, 0ue "e o%tiene de ta%la".

 E$ !$u>o su,super!ca$ 4 $a n!$trac*n( El luo "u%"u)ericial + la iniltracin

general(ente tienen lugar en la deno(inada zona no "aturada, e" decir, a0uella )arte del "u%"uelo 0ue "e encuentra localizada entre la "u)ericie del terreno + lo" "i"te(a" de luo "u%terráneo. Al encontrar"e e"te (edio en una condicin de "aturacin )arcial, la e)re"in )ara deter(inar en or(a cuantitativa el (ovi(iento del agua e" dierente a la del luo "u%terráneo.

 E$ !$u>o de$ a"ua su,terr#nea( El luo "u%terráneo "e re)re"enta a trav/"

de la ecuacin de Darc+, la cual relaciona la velocidad (edia del agua en un (edio )oro"o "aturado v, con el ca(%io de la carga hidráulica h, a lo largo de una direccin deter(inada del e")acio , ta(%i/n deno(inado gradiente hidráulico PhQP. Ba )ro)orcin de e"ta relacin e"tá dada )or el coeiciente de conductividad hidráulica a "aturacin .

1.8 EL AGUA EN LA TIERRA

En un )anora(a glo%al en el 0ue la e"ca"ez de agua dulce e" el ele(ento do(inante, e" nece"ario tener una vi"in a()lia de /"te recur"o co(o un %ien de u"o "ocial inito o agota%le + )or tanto conocer "u di")oni%ilidad (undial.

Ta,$a I.1. 0o$?)enes "$o,a$es est)ados de a$)acena)ento

Co)ponente @rea

en 1:8 )2

0o$u)en en

)% Porcenta>ede$ tota$ B Porcenta>e de a"ua du$ce B Oc/ano" 8>4.8 488?666666 5>.=6  Agua $u%terránea 9 Agua dulce 9 Agua "alada 48<.? 48<.? 46 =86 666 4@ ?:6 666 6.:> 6.58 86.46

Hu(edad del $uelo [email protected] 4>=66 6.664@ 6.6=

Hielo )olar 4>.6 @<6@8=66 4.:6 >?.>6

Otro" ti)o" de hieloQnieve 6.8 8<6>66 6.6@= 4.66

Bago" 9 Agua dulce 9 Agua "alada 4.@6.? 54666?=<66 6.66:6.66> 6.@> Hu(edale" @.: 44<:6 6.666? 6.68 R'o" 4<?.?6 @4@6 6.666@ 6.66>  Agua %iolgica =46.66 44@6 6.6664 6.668  Agua at(o"/rica =46.66 4@566 6.664 6.6< Total =46.66 48?=5?<>46 466.66

Total agua dulce 4<?.?6 8=6@5@46 @.=6 466.66

1uente; 'H!= *en 2e, <$ID<E%2 David, <$> "arry, <c#$=-HI"", ?@@A

E" i()ortante "a%er 0ue el agua cu%re un )ro(edio del :6.?S de la "u)ericie terre"tre. De /"te :6.?S, "olo el @.=S e" agua dulce di")oni%le, (ientra" 0ue el 5:.=S e" agua "alada. Ca"i el :6S del agua dulce e"tá congelada en lo" glaciare", + la (a+or )arte del re"to "e )re"enta co(o hu(edale" en el "uelo, o en acu'ero" "u%terráneo".

&eno" del 4S del agua dulce del &undo e"ta di")oni%le )ara el con"u(o. Ba agricultura con"u(e )or irrigacin a)roi(ada(ente el :6S de e"ta agua dulce + la" zona" ur%ana", inclu+endo la indu"tria con"u(en un )ro(edio del 86S.

 Ahora %ien, en la ta%la I.@ "e )re"entan la" e"ti(acione" del %alance hidrolgico glo%al anual tanto )ara el oc/ano co(o )ara el continente.

Ta,$a I.2. 0o$?)enes "$o,a$es est)ados de a$)acena)ento por co)ponente de$ cc$o +dro$*"co.

Co()onente Unidade" Oc/ano Continente

 -rea M(@ 8>4 866

666 4<? ?66 666

!reci)itacin

9 Volu(en anual 9 Bá(ina anual M(8 Qa1o ((Qa1o <=? 666 4 @:6 445 666 ?66 Eva)oracin 9 Volu(en anual

9 Bá(ina anual M(8 Qa1o((Qa1o =6= 6664 <66 :@ 666<?< E"curri(iento a lo" oc/ano"

!or r'o"

9 Volu(en anual !or agua "u%terránea 9 Volu(en anual M(8 Qa1o M(8 Qa1o << :66 @ @66 E"curri(iento total 9 Volu(en anual 9 Bá(ina anual M(8 Qa1o ((Qa1o <: 666 84>

1uente; 'H!= *en 2e, <$ID<E%2 David, <$> "arry, <'#$=-HI"", ?@@A

1. ECUACION FUNDA&ENTAL DE LA HIDROLOGIA

Ta(%i/n deno(inada ecuac*n "enera$ de ,a$ance +ídrco , "e analiza en una cuenca 3o cual0uier otra área hidrolgica co(o "u%cuenca, (icrocuenca, "ector hidrolgico, etc.7, donde "e deter(ina el %alance hidrolgico 0ue viene a "er la a)licacin detallada de la ecuacin general de %alance de (a"a o ecuacin de continuidad, cu+a e)re"in general e"

t 

S 

O

 I 









3I947

Donde I  In"u(o" o entrada" al "i"te(a )or unidad de tie()o O  $alida" )or unidad de tie()o

t  S 

 

 Ta"a de variacin de al(acena(iento en el "i"te(a en

 t.

El %alance hidrolgico "e a)lica en todo" lo" ca"o" 0ue tienen 0ue ver con la di"tri%ucin de lo" recur"o" hidráulico" a nivel glo%al, o en cuenca" )articulare". E" i()re"cindi%le en lo" e"tudio" de regulacin de e(%al"e" + en lo" )ro+ecto" de "u(ini"tro de agua )ara acueducto, riego + generacin hidroel/ctrica.

Ba ecuacin general del alance Hidrolgico o ecuacin de la continuidad en una cuenca deter(inada tiene la "iguiente or(a

 Ds Q  I   ET   E  Qs Qa  P        3I9@7

Donde !  !reci)itacin (edia.

Ga  Caudal a)ortante de cuenca" vecina"

G"  ;luo neto de agua" "u%terránea" de"de cuenca" vecina" E  Eva)oracin (edia de"de "u)ericie" de agua li%re

ET  Eva)otran")iracin (edia de la cuenca

I  Retencin )or interce)cin de la )reci)itacin en vegetacin

G  Caudal "u)ericial + "u%terráneo 0ue "ale de la cuenca analizada

D"  Variacin de al(acena(iento de agua "u)ericial 3lago", e(%al"e", laguna", cauce", de)re"ione" "u)ericiale" del terreno, etc7, agua al(acenada en nieve" + glaciare" + agua "u%terránea en acu'ero".

Ba" unidade" de cada t/r(ino )ueden e)re"ar"e en (il'(etro" "o%re el área de la cuenca o en (etro" c2%ico".

;rontera del "i"te(a "u)er,icie de la cuenca

retencin )or interce)cin I

,luo "u%terráneo de cuenca" vecina" G"

Eva)otran")iracin ET

Caudal a)ortante de cuenca" vecina" Ga

divi"oria de agua"

caudal "u)er,icial + "u%terráneo 0ue "ale de la cuenca G !reci)itacin !

;I*URA I968 ABA#CE E# EB $I$TE&A HIDROBO*ICO

El )er'odo de tie()o e" nor(al(ente un a1o + "e deno(ina año /idrol.gico, 0ue

general(ente no coincide con el a1o natural, ade(á", )or lo" dierente" ti)o" de cli(a, no en todo" lo" lugare" )rinci)iará en la (i"(a echa.

 Actual(ente "e realizan %alance" hidrolgico" (ediante el u"o de (odelo" nu(/rico" lo" cuale" "e encuentran en )rogra(a" de co()utacin 0ue acilitan el tra%ao.

1. RELACION DE LA HIDROLOGIA CON OTRA3 CIENCIA3

Ba Hidrolog'a "e relaciona con otra" ciencia" de la Tierra, )or la co()leidad del ciclo hidrolgico + "u relacin con lo" en(eno" (eteorolgico", actore"

geográico", geolgico" + to)ográico". !or "u co()leidad e" di'cil deinir lo" l'(ite" con ciencia" co(o la (eteorolog'a, oceanogra'a, cli(atolog'a, geolog'a + la (i"(a ingenier'a hidrolgica, de)endiendo de la" condicione" de %orde entre lo" conoci(iento" de cada ciencia. Alguna" (á" utilizada" "on

 Hdro)eteoro$o"ía e"tudio + evolucin del agua en la at("era.  L)no$o"ía e"tudio del agua en lago" + e(%al"e".

 Pota)o$o"ía e"tudio de r'o" + arro+o".

 G$aco$o"ía e"tudio de la nieve + el hielo en la naturaleza.  Hdro"eo$o"ía e"tudio + (odelacin del agua "u%terránea.

1. CLI&ATOLOGIA

Cli(a )roviene del griego Blima 0ue, eti(olgica(ente, "igniica inclinacinJ, aludiendo a la inclinacin del ee de la Tierra "o%re el )lano de la el')tica 0ue "igue el )laneta alrededor del "ol, + 0ue conllevaron a la" )ri(era" cla"iicacione" cli(atolgica". Ba (á" antigua cla"iicacin cli(atolgica ue e"ta%lecida )or !tolo(eo, 0uien dierencia%a @< zona" cli(ática" en al Tierra. El criterio )ara "e)arar una" de otra" "e unda%a en el "uce"ivo incre(ento de la duracin del d'a.

Ba" )ri(era" deinicione" de cli(aJ "e reer'an al e"tado (edio de la

at("era. Hann deine el cli(a co(o el con0unto de fen.menos

meteorol.gicos +ue caracterizan el estado medio de la atm.sfera en un punto de la superficie de la 2ierra9 . !ara &onn el 8clima es un estado medio de los elementos meteorol.gicos en un lugar, así como las variaciones ordinarias, diarias y anuales de los mismos9 .

Ba" deinicione" (á" reciente", con"ideran criterio" + actore" %iolgico", deando de lado lo" criterio" geográico". ThornthLaite deine el cli(a co(o8la integraci.n de los factores meteorol.gicos y clim)ticos +ue concurren, para dar  a una regi.n se car)cter y su individualidad9 . !oncelet deine el cli(a co(o 8el  con0unto fluctuante de elementos físicos, +uímicos y biol.gicos +ue caracterizan a la atm.sfera en un lugar y su influencia sobre los seres vivos9 .

Ba Organizacin &eteorolgica &undial 3O&&7, deine el cli(a co(o 8El  con0unto fluctuante de condiciones atmosféricas, caracterizado por los estados y la evoluci.n del tiempo, en el curso de un período suficientemente largo en un dominio espacial determinado9 . Gue )odr'a con"iderar"e una deinicin oicial ho+ en d'a.

1.1: Par#)etros de estudo c$)ato$*"co

Bo" )ará(etro" de e"tudio cli(atolgico "on Bo" actore" + ele(ento" cli(atolgico".

1.1:.1 Factores c$)ato$*"cos(  "on a0uello" a")ecto" '"ico" + geo'"ico" 0ue condicionan el cli(a. Entre /"to" actore" tene(o"

a7 Ba latitud, 0ue condiciona la radiacin "olar.

%7 Ba altitud, con ella di"(inu+e la te()eratura, + "e altera la radiacin. c7 Ba continentalidad, o (a+or + (enor di"tancia de un lugar a lo" (are". d7 Ba orogra'a, lo" cordone" (onta1o"o" con"titu+en ele(ento" de

contencin al luo nor(al del aire.

e7 Ba orientacin, e" de i()ortancia en relieve" co()licado", relacionado" con la orogra'a + la inclinacin del terreno.

7 Ba naturaleza )ro)ia del terreno.

g7 Ba vegetacin, )or la ei"tencia de una interaccin (utua entre cli(a +

vegetacin, )ue" "e condicionan rec')roca(ente. h7 Reg'(ene" de viento" en altura.

1.1:.2 E$e)entos c$)ato$*"cos( $on cada uno de "u" co()onente", o la" varia%le" (eteorolgica" 0ue deter(inan el cli(a. E"tán dado" )or la" varia%le" (eteorolgica" del lugar con"iderado, en e")ecial la radiacin, la te()eratura, la )reci)itacin, la )re"in + lo" viento", lo" valore" (edio" + etre(o" 0ue /"ta" to(an + "u" reg'(ene" de variacin.

1.11 C$as!cac*n de $os c$)as

Ba cla"iicacin de lo" cli(a" e" i()ortante, )or0ue )er(ite "u co()aracin con el in de )oder u"ar lo" dato" hidrolgico" en di"tinta" regione". En cli(a" ho(og/neo", la te()eratura + la )reci)itacin 3+ eventual(ente otro" ele(ento" cli(ático"7 "on "i(ilare" 3no e0uivalente"7 en cantidad, variacin + di"tri%ucin. Bo 0ue no "ucede en cli(a" heterog/neo" + (u+ di"tur%ado".

!ue"to 0ue el cli(a e" una co()lea co(%inacin de ele(ento", la 0ue a "u vez de)ende de una no (eno" co()lea co(%inacin de actore", re"ulta (u+ di'cil intentar una cla"iicacin "ati"actoria + de ace)tacin unáni(e, de lo" variad'"i(o" ti)o" cli(ático" 0ue "e )re"entan en la "u)ericie terre"tre.

$in e(%argo, "i )uede e"ta%lecer"e una )ri(era cla"iicacin o, )ara una (eor co()ren"in, una do%le ace)cin conce)tual, %a"ada en el á(%ito e")acial del 0ue "e e"tudia el cli(a, + 0ue re")onde a (acrocli(aJ + (icrocli(aJ. A(%o" t/r(ino" deinen )or "' (i"(o" el o%etivo a alcanzar + "u ca()o de utilizacin.

1.11.1 &acroc$)ato$o"ía

C$as!cacones Genera$es( Ba" )ri(era" cla"iicacione" ueron e"ta%lecida" con criterio )ura(ente geográico + )o"terior(ente, ueron )ereccionándo"e al con"iderar lo" )ará(etro" cli(atolgico" en toda "u a()litud.

&artone, en uncin %á"ica(ente de la te()eratura, la hu(edad + la "ituacin continental, e"ta%leci "ei" ti)o" de cli(a"

a7 Cli(a" caluro"o" "in )er'odo "eco o Cli(a" Ecuatoriale" %7 Cli(a" caluro"o" con )er'odo "eco o Cli(a" Tro)icale" c7 Cli(a" te()lado" "in e"tacin r'a o $u%tro)icale" d7 Cli(a" te()lado" con e"tacin r'a

e7 Cli(a" De"/rtico". $on deter(inado" en general )or el relieve del "uelo 3condicione" orográica" e")eciale"7, co(o "er llano" rodeado" de cordillera" 0ue "irven de %arrera a lo" viento" h2(edo" + a la" lluvia". $e di"tinguen do" ti)o"

 Cli(a" De"/rtico" Caluro"o", con un total anual de lluvia inerior a lo"

@=6 ((, con di"tri%ucin irregular, variacin t/r(ica anual (u+ uerte en la "ituacin continental + (á" d/%il en el ti)o oceánico.

 Cli(a" De"/rtico" ;r'o", cu+a dierencia con el anterior e"tri%a en 0ue

a)arte de contar con e"tacin r'a, dado 0ue "uelen regi"trar"e en verano te()eratura" elevada", tienen una (a+or a()litud anual.

7 Cli(a" ;r'o" con verano te()lado + cli(a" r'o" "in e"tacin te()lada.

Una de la" cla"iicacione" cli(atolgica" (á" diundida", e" la e"ta%lecida )or ))en, 0ue %a"ada en la te()eratura + lluvia", e"ta%lece = zona", 0ue a "u vez dan lugar a 44 categor'a", cada una con diver"a" variedade". Tal cla"iicacin co()rende

a7 Zona A 9 Tro)ical Bluvio"a Donde "ie()re la te()eratura (edia de un (e" e" (a+or de 4?C + la )reci)itacin (edia anual e" (a+or de :=6 ((. Co()rende la Categor'a 43$elva7 + la Categor'a @ con do" "u%categor'a" 3$a%ana + o"0ue Bluvio"o7. Cada una de ella" ad(ite a "u vez varia" "u%divi"ione".

%7 Zona   $eco Con la" "iguiente" categor'a" Categor'a 8 3E"te)a9$7, con tre" "u%divi"ione" 3$"9lluvia" en invierno7, 3$9lluvia" irregulare"7, 3$L9lluvia" en verano7K Categor'a < 3De"ierto9W7, con tre" "u%divi"ione" 3W"9lluvia" en invierno7, 3W9lluvia" irregulare"7, 3WL9lluvia" en verano7.

c7 Zona C 9 Te()lado Bluvio"o Con la" Categor'a" = 3de invierno

"eco, no riguro"o7, Categor'a > 3de verano "eco caluro"o7 + la Categor'a : 3de a(%iente h2(edo7.

d7 Zona D  oreal Gue co()rende la Categor'a ? 3de invierno h2(edo7 + la Categor'a 5 3de invierno "eco r'o7.

e7 Zona E  #evado Con la Categor'a 46 3Tundra7 + la 44 3#ieve" !er)etua" + "eco de alta (onta1a7.

1.11.2 &croc$)ato$o"ía

El (icrocli(a e" el conunto de condicione" cli(ática" 0ue act2an eectiva(ente "o%re lo" organi"(o" en "u há%itat natural + 0ue diieren, a vece" de (odo con"idera%le, del cli(a regional entendido en "entido geográico.

Un (icrocli(a aecta nor(al(ente a un área li(itada, )udiendo variar  "u" condicione" )ro)ia" en di"tancia" (u+ )e0ue1a".

Ba" cla"iicacione" gen/rica" de cli(a", a"' co(o lo" 'ndice" 0ue "e calculan )ara una regin, )ueden no au"tar"e a la realidad cuando "e lo" a)lica a área" reducida". Ello "e de%e a 0ue lo" diver"o" actore" 0ue condicionan el cli(a, tale" co(o relieve, orientacin, altitud, naturaleza del "uelo, vegetacin, etc., orecen di"tinto" (atice", lo 0ue origina, dentro de cada ti)o general de cli(a, una ininidad de variedade" localizada". E" decir, la" (2lti)le" circun"tancia" locale" condicionan el cli(a de un lugar, )articularizándolo en diver"o" (icrocli(a".

En la )roduccin + deinicin de la" caracter'"tica" de lo" (icrocli(a", eercen una inluencia )re)onderante, la" condicione" 0ue )re"entan lo" accidente" de la "u)ericie terre"tre, en virtud de ello lo" (icrocli(a" "e van de%ilitando ha"ta ca"i de"a)arecer en regione" (u+ elevada" "o%re el nivel del (ar, en donde "lo reina el cli(a zonal del lugar.

Ba ri0ueza en (icrocli(a" au(enta con la a%undancia de accidente" )re"ente" en la "u)ericie terre"tre +, en con"ecuencia, el n2(ero de ello" )uede "er a)recia%le en área" "errana" + (onta1o"a", (ái(e "e en ella" a%undan, a"i(i"(o, ele(ento" hidrográico" 3r'o", lago", etc.7. !or el contrario, ca"i no ei"ten (icrocli(a" en una regin llana +, con (ucha (a+or razn, en un área (ar'ti(a de alta (ar.

El a")ecto de (a+or incidencia a nivel de o%ra" hidráulica", lo con"titu+en lo" (icrocli(a" 0ue )ueden generar"e co(o con"ecuencia de la con"truccin de )re"a" + la con"iguiente conor(acin de lo" e(%al"e" a 0ue la" (i"(a" dan lugar, de%i/ndo"e )or ello evaluar, en la a"e de )ro+ecto, la" tendencia" (icrocli(ática" )ro%a%le" a 0ue tenderá "u zona de inluencia, valorando lo" a")ecto" )o"itivo" + negativo" de la" (i"(a".

II.

LA CUENCA HIDROGRAFICA

2.1

CONCEPTO DE CUENCA

Cuenca hidrográica en "u ace)cin (a" "i()le, e" 8el )rea drenada por un rio9 Ta(%i/n "e le deno(ina cuenca de drenae, cuenca vertiente o cuenca de a)orte de un r'o + e" 9el )rea geogr)fica limitada por una línea divisoria imaginaria, +ue contribuye al escurrimiento de la precipitaci.n, +ue proporciona  parte o el flu0o total de la corriente principal y sus tributarios /acia un punto de

salida o punto de interés9 .

Ba cuenca e" una unidad natural hidrolgica, geo'"ica + %iolgica, con l'(ite" deinido" 0ue acilitan la )laniicacin + el a)rovecha(iento de "u" recur"o" naturale". Bo" l'(ite" de la cuenca de)enden de "u to)ogra'a + e"tán deter(inado" )or la l'nea divi"oria de agua".

E" un e")acio tridi(en"ional li(itado hacia arri%a )or la at("era 3l'(ite a/reo + "u)erior de la %io"era7, hacia de%ao de la "u)ericie, )or lo" e"trato" de "u "u%"uelo 0ue inclu+en la" agua" "u% "u)ericiale" + "u%terránea" ha"ta el l'(ite inerior de la %io"era.

$e de%e )untualizar la no coincidencia de la" divi"oria" de agua" "u)ericiale" 0ue "e u%ica en la "u)ericie de la cuenca + la de "u" agua" "u%terránea". E"ta dierencia hace 0ue "e )roduzcan tran"va"e" naturale" "u%terráneo" entre cuenca" vecina" 0ue )ueden aectar al % alance h'drico.

2.2

CARACTERI3TICA3 FI3IOGR@FICA3 DE LA CUENCA

Do" cuenca" "o(etida" a condicione" cli(ática" "i(ilare", )ueden tener  reg'(ene" de luo total(ente di"tinto". E"ta dierencia "e de%e a la" diver"a" caracter'"tica" '"ica" de a(%a" cuenca". E" evidente 0ue actore" co(o el ti)o de "uelo + el e")e"or de la ca)a )er(ea%le eercen un gran eecto "o%re el r/gi(en de luo, la i"iogra'a )uede "er i()ortante en la re")ue"ta de la cuenca a la" )reci)itacione".

2.2.1

Línea D-sora( Deno(inada ta(%i/n divortium acuarium o parteaguas

E" una l'nea i(aginaria o l'nea de cre"ta 0ue "e)ara do" cuenca" vertiente" o ad+acente", con"iderando el drenae "u)ericial hacia uno u otro lado.

2.2.2

@rea de $a cuenca( E" la "u)ericie en "u )ro+eccin horizontal deli(itada

)or la l'nea divi"oria de la cuenca.

2.2.%

Punto de descar"a o nters( Deno(inado ta(%i/n  punto de concentraci.n, secci.n de control o punto arbitrario, e" el )unto (á" %ao u%icado en el cauce )rinci)al de la cuenca + "o%re la l'nea divi"oria. !uede "er la de"e(%ocadura o conluencia de un r'o, la u%icacin de un & de inicio de una o%ra 3%ocato(a, )re"a, canal, etc.7 o "i()le(ente una "eccin de control de u"o hidrolgico.

2.2.'

Cauce Prncpa$( Deno(inado ta(%i/n río principal o corriente principal, e" el cauce de (a+or longitud de"de el )unto de inter/" ha"ta "u naci(iento "o%re la divi"oria de la cuenca.

2.2./

Cauces tr,utaros( Deno(inado" ta(%i/n ríos secundarios o corrientes tributarias, "on lo" 0ue a)ortan o tri%utan al cauce )rinci)al, tienen un dierente grado de %iurcacin.

2.2.8

Perí)etro de $a cuenca( E" la longitud en "u )ro+eccin horizontal 0ue encierra al área + coincide con la l'nea divi"oria.

2.2.

Lon"tud de$ e>e )a4or de $a cuenca( E" la (ái(a longitud 0ue va de"de el )unto de la de"carga de la cuenca al )unto (á" leano de la cuenca. E"te )ará(etro e" i()ortante, +a 0ue da una idea de la or(a de la cuenca.

2.2.

Anc+o de $a cuenca(  E" la longitud )er)endicular a la longitud del ee (a+or de la cuenca. !ara e"ti(arla "e (iden la" longitude" )er)endiculare" re)re"entativa" de cada )arte de la cuenca, to(ando co(o reerencia la recta 0ue "e ha trazado )ara la longitud del ee (a+or.

2.2.

Orentac*n de $a cuenca( E" el ángulo de orientacin a )artir del norte geográico. !ara "u deter(inacin "e to(a co(o reerencia el )unto de de"carga de la cuencaK utilizando la recta 0ue re)re"enta a la longitud del ee (a+or, "e deter(ina el ángulo de la orientacin a )artir del norte geográico. E"te )ará(etro e" i()ortante, )or0ue inlu+e en lo" "i"te(a" de circulacin at(o"/rica, + /"to" inlu+en en el r/gi(en )luvio(/trico de la cuenca.

2.%

TIPO3 DE CUENCA3 @? l ' n e a d i v i " o r i a á r e a ) e r ' ( e t r o c o r r i e n t e ) r i n c i ) a l c o r r i e n t e " t r i% u t a r i a " ) u n t o d e i n t e r / " ; I * U R A I I 9 9 6 4 ! A R T E $ D E U # A C U E # C A

Ba" cuenca" )or el ti)o de drenae o de"carga "e cla"iican en

2.%.1

Cuenca  Eorreca drenan "u" agua" a lago", (are" u oc/ano". !or  ee()lo, Chili 3Are0ui)a7 en el oc/ano !ac'ico o Ra(i" 3!uno7 en el Bago Titicaca.

2.%.2

Cuenca  Endorreca Ta(%i/n deno(inada" sistemas de drena0e interno,

drenan en lago" o laguna" 0ue no tienen "alida luvial al (ar. !or ee()lo, la cuenca del Bago Titicaca en !uno.

2.%.%

Cuenca Arreca "u)ericie continental interior, "in "alida al (ar cu+a red de drenae no e"tá deinidaK la" agua" "e eva)oran o iltran en el terreno ante" de encauzar"e en una red de drenae.

2.%.'

Cuenca Crptorreca $u)ericie de drenae "u%terráneo cu+a red de drenae e" "u%terránea + no deinida, la" corriente" re)entina(ente de"a)arecen. $e ali(entan de la" agua" )or iniltracin a trav/" de lo" "uelo".

2.'

DI0I3IN DE LA CUENCA

Ba divi"in de la cuenca de)ende de la or(a de intervencin o trata(iento de la (i"(a. $e tiene

2.'.1

Por su >erar5uía

 Cuenca Prncpa$( Cuando el r'o )rinci)al drena en el oc/ano, (ar 

o lago.

 3u,7Cuenca( Cuando el r'o )rinci)al drena a un r'o de (a+or 

caudal.

 &crocuenca( Cuando el r'o )rinci)al tri%uta a un r'o de (a+or 

caudal + 0ue )ertenece a una "u% cuenca.

 3ector( Cuando el r'o )rinci)al tri%uta aun r'o de (a+or caudal

)erteneciente a una (icro cuenca.

@5

2.'.2

Por su a$ttud

 Cuenca a$ta( Corre")onde a la zona donde "e u%ican la" naciente" de lo"

r'o", "e caracteriza )or "u uerte )endiente, + "uelo" con )oca co%ertura vegetal.

 Cuenca )eda( E" la zona 0ue "e caracteriza )or "uelo" a)arente(ente

e"ta%ilizado", )oca ero"in + de %aa )endiente. Ha+ un e0uili%rio entre el (aterial "lido 0ue llega tra'do )or la corriente + el (aterial 0ue "ale.

 Cuenca ,a>a(  $e caracteriza )or )re"entar de)"ito" de (aterial de la

cuenca alta, deno(inándo"e cono de de+eccin.

2.'.%

Por su !or)ac*n(

 Cuenca de !or)ac*n o $adera( E" la zona de ca%ecera o naciente" de

lo" r'o", inician lo" )roce"o" de ero"in.

86 C U E # C A & E D I A O E $ T A H B E ; I * U R A I I 9 6 =  D I V I $ I O # D E B A C U E # C A ! O R $ U ; O R & A C I O #    c   u   e   n    c   a   a    l    t    a   c   u  e   n  c  a    (   e  d    i  a   c   u  e   n  c   a    %  a    C   a

 Cuenca )eda o esta,$e( Corre")onde a la zona de )lanicie, %ao nivel

ero"ivo.

 Cuenca a$u-a$ o de sed)entac*n( -rea )aralela al r'o )rinci)al, inclu+e

"u cauce + )lanicie de inundacin.

2.'.'

Por undades "eo"r#!cas

Ba "u%divi"in de cuenca" )or unidade" geográica" erar0uizada", e" un (/todo de deli(itacin + codiicacin deno(inado $i"te(a !a"tetter =_, 0ue

organiza el territorio de una or(a (u+ "i()le, re")etando la organizacin natural del territorio + lo" cdigo" 0ue "on 2nico" + de )oco" d'gito" )ro)orcionan inor(acin (u+ a)ro)iada de u%icacin de la unidad hidrográica en el "u%continente. Tal e" a"' 0ue la U$*$ lanz en )ri(era a)roi(acin, la deli(itacin + codiicacin de la" unidade" hidrográica" del (undo>_{. A la echa, ra"il + !er2 han oicializado la (etodolog'a de}

codiicacin de !a"tetter + "u" re")ectivo" !lano" o &a)a" de deli(itacin + codiicacin de unidade" hidrográica":_.

 E$ )todo P!a!stetter( E" un (/todo 0ue a"igna identiicadore" 3Id"7 a

unidade" de drenae %a"ado en la to)olog'a de la "u)ericie o área del terrenoK e" decir, a"igna Id" a una cuenca )ara relacionarla con "u" cuenca" locale" + vecina".

;uente UIC#, Co(unidad Andina, @66?

 Característcas prncpa$es(

o El "i"te(a e" erár0uico + la" unidade" "on deli(itada" de"de la" unione"

de lo" r'o" 3)unto de conluencia de r'o"7 o de"de el )unto de de"e(%ocadura de un "i"te(a de drenae en el oc/ano.

5 _{El (/todo, ue creado en el ra"il )or Otto !a"tetter en 45?5, ha%i/ndo"e diundido a )artir de}

455: )or ri"tine Verdin del $ervicio *eolgico de lo" E"tado" Unido" 3U$*$7 )ro)oni/ndo"e co(o un "i"te(a de codiicacin e"tándar internacional

6_{Codiicacin internacional de cuenca" 3htt)QQero".u"g".govQ)roduct"QelevationQgto)o86Qh+dro7} 7 _{ra"il ha oicializado el cdigo !a"tetter (ediante Re"olucin C#RH # 8@9@668, el !er2}

(ediante Re"olucin $u)re(a # 6889@66? del &ini"terio de Agricultura.

84

o A cada unidad hidrográica "e le a"igna un e")ec'ico cdigo !a"tetter,

%a"ado en "u u%icacin dentro del "i"te(a de drenae 0ue ocu)a, de tal or(a 0ue /"te e" 2nico dentro al interior de un continente.

o E"te (/todo hace un u"o ('ni(o de la cantidad de d'gito" en lo" cdigo",

tal e" 0ue el n2(ero de d'gito" re)re"enta el nivel de u%icacin en 0ue "e encuentra la unidad re")ecto a una unidad (a+or.

o Ba di"tincin entre r'o )rinci)al + tri%utario, e" en uncin del criterio del

área drenada. A"', en cual0uier conluencia, el r'o )rinci)al "erá "ie()re a0uel 0ue )o"ee la (a+or área drenada entre a(%o". Deno(inándo"e cuenca", a la" área" drenada" )or lo" tri%utario" e intercuenca" a la" área" re"tante" drenada" )or el r'o )rinci)al.

o Ba codiicacin de unidade" hidrográica" "ie()re e" en el "entido de la"

agua" del relo.

 Tpos de undades +dro"r#!cas(

El $i"te(a !a"tetter de"cri%e tre" cla"e" de unidade" de drenae cuenca", intercuenca" + cuenca" interna".

47 Cuenca, e" un área 0ue no reci%e drenae de ninguna otra área, )ero "i contri%u+e con luo a otra unidad de drenae a trav/" del cur"o del r'o, con"iderado co(o )rinci)al, al cual conlu+e.

@7 Intercuenca, e" un área 0ue reci%e drenae de otra unidad agua" arri%a, eclu"iva(ente, del cur"o del r'o con"iderado co(o el )rinci)al, + )er(ite el )a"o de e"te hacia la unidad de drenae contigua hacia agua" a%ao. En otra" )ala%ra", una intercuenca, e" una unidad de drenae de trán"ito del r'o )rinci)al.

87 Cuenca nterna, e" un área de drenae 0ue no reci%e luo de agua de otra unidad ni contri%u+e con luo de agua a otra unidad de drenae o cuer)o de agua.

;uente UIC#, Co(unidad Andina, @66?

 Proceso de cod!cac*n(

Deter(inar el r'o )rinci)al de la unidad (a+or.

Buego, "e eligen la" cuatro cuenca" (a+ore" 0ue conlu+en al r'o )rinci)al, identiicándola" + deli(itándola", en uncin del área 0ue co()renden "u" re")ectiva" unidade" hidrográica".

Ba" cuenca" corre")ondiente" a e"o" tri%utario" "on codiicada" con lo" d'gito" )are" 2 ' 8 4 , en el "entido de agua" a%ao hacia agua" arri%aK e" decir, de"de la de"e(%ocadura hacia la naciente del r'o )rinci)al.

Bo" otro" tri%utario" del r'o )rinci)al "on agru)ado" en la" área" re"tante", deno(inada" intercuenca", 0ue "e codiican, en el (i"(o "entido, con lo" d'gito" i()are" 1 % /  4 .

Cada una de la" cuenca" e intercuenca", 0ue re"ultan de la )ri(era "u%divi"in, )ueden a "u vez "er "u%dividida" de la (i"(a (anera, de (odo 0ue la "u%divi"in de la cuenca @ genera al interior de la (i"(a la" cuenca" de cdigo" @@, @<, @> + @? + la" intercuenca" @4, @8, @=, @: + @5. El (i"(o )roce"o "e a)lica a la" intercuenca" re"ultante" de la )ri(era divi"in. Bo" d'gito" de la "u%divi"in "on "i()le(ente agregado" al cdigo de la cuenca 3o intercuenca7 0ue e"tá "iendo dividida.En cual0uier conluencia, el r'o )rinci)al "erá "ie()re a0uel 0ue va )or la unidad de (a+or área.

F"ura( Proceso de cod!cac*n.

;uente UIC#, Co(unidad Andina, @66?

;igura @.4 Unidade" Hidrográica" #ivel 4 $uda(/rica.

Re"*n Hdro"r#!ca : Ba Regin Hidrográica 6 e" la unidad endorreica de (a+or di(en"in de $uda(/rica, + e"tá conor(ada )or un conunto de cuenca" cerrada" u%icada" "o%re el alti)lano andino, ocu)ando )arte de lo" territorio" de !er2, olivia, Chile + Argentina. !o"ee una eten"in de =?8.<6= (X.

;igura Regin hidrográica 6 3cuenca endorr/ica del Titicaca7

2./

CARACTERI3TICA3 &ORFO&ETRICA3 DE LA CUENCA