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Hidrología y la importancia del

agua

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La cuestión de la disponibilidad y el acceso al agua es,

sin duda, uno de los principales problemas que la

humanidad enfrentará en el próximo siglo.

Hoy en día se estima que una de cada cinco personas

en el mundo carecen de acceso a agua suficiente y uno

de cada tres de agua de calidad.

En este contexto , puede ser útil recordar que “Tener

medidas cuantitativos y cualitativos de medición de los

recursos hidrológicos y medir otras características del

entorno que afectan el agua son una base esencial para

la gestión eficiente del agua " . ( Declaración de

Dublín , 1992 ) .

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DEFINICIÓN E HISTORIA

DE LA HIDROLOGÍA.

La hidrología proviene de las raíces hidro

y logía que pueden expresarse como el

estudio del agua o de las aguas. Sin

embargo una de las definiciones más

completas ha sido la suministrada por el

ingeniero Chino Ven Te Chow fundador y

editor en jefe de Handbook of Applied

Hidrology (1964), quien dijo que la

hidrología es la ciencia que estudia el

agua en cuanto a su origen, distribución

y circulación sobre la superficie terrestre,

teniendo en cuenta sus propiedades,

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La hidrología como ciencia es relativamente antigua. Civilizaciones tan antiguas como la griega, sus pensadores trataron de explicar el por qué de la lluvia y por que los ríos fluían. Fue el filosofo griego Anaxágoras quien dio una

explicación al proceso, donde intuyo que las lluvias provenían de la evaporación del agua de mar por parte del sol. Posteriormente Teofrasto y el romano Marco Vitruvio basados en las ideas de Anaxágoras, definieron lo que hoy se conoce como ciclo hidrológico.

Las civilizaciones asiáticas, generaron una aproximación más de medición, para lo cual llevaron registros sistemáticos de

precipitaciones, caída de nieve y viento, llegando a una teoría sobre el ciclo hidrológico tal como la conocemos hoy, alrededor del 900 – 400 A.C., sin embargo por su poca comunicación con

occidente, sus teorías no impactaron

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Durante la edad media y el renacimiento el concepto de hidrología no avanzó en gran medida, hasta que Leonardo da Vinci realizó mediciones sistemáticas de velocidades en diferentes cauces, con lo que llegó a la conclusión que el agua es más rápida en la superficie que en el fondo

En la era moderna varios científicos

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Hazen en 1914 introdujo el análisis de

frecuencia para los máximos de una

creciente; Horton en 1933 desarrollo

una aproximación a la

infiltración y en 1945 presentó su

descripción de las cuencas de drenaje

(índices de Horton) y finalmente en

1941 Gumbel propuso la ley de valor

extremo para estudios hidrológicos.

Todas estas teorías independientes

ayudaron a consolidar la naciente

ciencia de la hidrología hasta que a

mediados del siglo XX (70s) alcanzó un

reconocimiento definitivo como

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Divisiones de la Hidrología

• Hidrología Superficial

• Hidrología Subterránea

(Relacionada con otras

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El CICLO HIDROLOGICO

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Hidrología Superficial

Describe la relación entre lluvia y

escurrimiento lo cual es de importancia

para los diversos usos del agua ya sea para

usos domésticos, agricultura, control de

inundaciones, generación de energía

eléctrica y drenaje rural y urbano.

Describe la dinámica de flujo del agua en

sistemas superficiales (ríos, canales,

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PROCESOS QUE INTERVIENEN EN

EL CICLO DEL AGUA (Pensar en su

medición y Estadísticas)

• Evaporación

• Transpiración

• Radiación y mov. Masas de aire

• Condensación

• Precipitación

• Infiltración

• Percolación

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¿A que ayuda la Hidrología Superficial? (1)

• Comprender los fenómenos involucrados en

el ciclo hidrológico para comprender la

importancia de colección y análisis de datos

• Dar pautas para proponer un manejo

integral sustentable en cuenca (GRH)

• Definir el diseño de las obras hidráulicas

que explotaran las fuentes de agua

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¿A que ayuda la Hidrología Superficial? (2)

• Determinar la capacidad de almacenamiento

que debe tener una presa

• Determinar la altura de puentes que cruzan

los ríos

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¿A que ayuda la Hidrología Superficial? (3)

• Dimensionar obras de protección contra

inundaciones

• Determinar el diseño de drenaje parcelario

y urbano

• Determinar el diseño de vertedores en las

presas

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Distribución de agua en el mundo

(millones de km3 y %)

• Oceanos

1,338

96.5%

• Hielo polar

24

1.7%

• Agua subterranea 23

1.7%

• Lagos

0.17

0.013%

• Hum. del suelo

0.016

0.0012

• Hum. Atm.

0.013

0.001%

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(16)

Distribución de agua en el mundo

Continentes Précipitaciones mm Evaporacion mm Escurrimiento mm

Europa 790 507 283

Africa 740 587 153

Asia 740 416 324

América del Norte 756 418 339

Amérique del Sur 1600 910 685

Australia y Oceanie 791 511 280

Antartica 165 0 165

Media para todos los continentes 800 485 315

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Para concluir con el ciclo hidrológico, se puede decir que se

caracteriza por la interdependencia de sus partes, por su

estabilidad y equilibrio dinámico .

Si un proceso se interrumpe, todos los demás ( el ciclo del

nitrógeno , ciclo del fósforo , etc.) se hacen sentir.

En particular , el ciclo hidrológico se puede influir en diversos

grados por las actividades humanas

De hecho , el hombre actúa directamente en el proceso de

transformación del agua, y esto de varias maneras : la

construcción de embalses , el agua de transporte con fines

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PERU

Source: http://geografia.laguia2000.com et http://fr.wikipedia.org/wiki/fichier:south_america_location_per.png

Superficie : 1 285 220 Km2

27 zonas climáticas (SENAMHI,2005)

Vertientes Hidrológicas:

(19)
(20)

159 Unidades Hidrológicas 14 Autoridades administrativas de Agua

Fuente: ANA

(21)

Source: National Agency of Water and Energy and Mining Minister publied in La Republica (2014)

Estado

de

las

159

unidades hidrológicas

Verde: Hay información

(40)

Rojo: No hay información

(119)

Violeta: proyectos

mineros

SIN

D

AT

OS

H

ID

RO

LO

GI

CO

S N

O

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Í IN

VE

ST

IG

AC

(22)

Tamshiyacu

Caudales de creciente (Mar–May)

Caudales de estiaje (Ago–Oct)

Disminución significativa de los caudales de estiaje

(Espinoza et al., J. of Hydrology, 2009) ~35 000 m3/s (15% del caudal del amazonas en el estuario)

En la estación de Tamshiyacu: 750 000 km2 (12% de la superficie de toda la cuenca)

(23)

Tendencias en los grandes ríos Amazónicos

1995-2005

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Tendencias en caudales

29 Pacific, 3 Titicaca y 2 (5 for rainfall) in the amazonas basin.

24

Rainfall stations

Flow maximum (m3 s-1) Flow mean (m3 s-1)

Flow minimum (m3 s-1) Rainfall(mm)

positive trend

negative trend

A basin-scale trends in rainfall and runoff in Peru (1969-2004): Pacific, Titicaca and Amazonas drainage.

(25)

Waldo Lavado

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Waldo Lavado

Los principales riesgos del cambio climático y el potencial de reducción de riesgo através de la Mitigación y Adaptación

Adaptado de AR5 IPCC (2014)

Mejor capacidad de adaptación con las condiciones actuales.

Para el horizonte 2080-2100 donde se prevee 2° y 4° la

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Balance hidrológico (1)

Podemos representar el fenómeno continuo del ciclo del agua en tres fases:

precipitación, escorrentía superficial y el flujo de las aguas subterráneas y

evaporación.

Es interesante observar que en cada una de las fases se encuentra

respectivamente un transporte de agua, un almacenamiento temporal y, a

veces un cambio de estado.

De ello se desprende que las cantidades estimadas de agua a través de cada

etapa del ciclo del agua se puede hacer usando una ecuación llamada

"hidrológico", que es el importe del balance de agua dentro y fuera de un

sistema definido en el espacio y en el tiempo. El tiempo introdujo el concepto

del año hidrológico.

En principio, se elige el período de un año, dependiendo de las condiciones

climáticas. Así que dependiendo de la situación meteorológica de las regiones,

el año hidrológico puede comenzar en diferentes momentos del horario

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La ecuación de balance de agua se basa en la ecuación de continuidad y se puede expresar como sigue, para un período en una cuenca en particular:

Balance hidrológico (2)

Con:

P : precipitación (líquidos y sólidos) [mm ]

S: recursos (de acumulación) del período anterior (aguas

subterráneas , la humedad del suelo , nieve , hielo )

[mm]

A: la escorrentía superficial y el flujo de las aguas

subterráneas [mm]

E: evaporación (incluyendo la evapotranspiración ) [mm]

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Balance hidrológico (3)

Generalmente se expresa el balance de agua en altura de agua (mm por ejemplo) , se

denomina también lámina de agua ( precipitado , escurrido , evaporada , almacenada , etc.) Esta ecuación expresa simplemente la diferencia entre el flujo de entrada de agua y el flujo de agua que sale de un volumen dado (por ejemplo, una cuenca) durante un período

especificado es igual al cambio en el volumen de agua almacenada durante el citado período. Todavía se puede escribir de la siguiente forma simplificada :

Con:

E: evaporación [mm ] o [ m3 ] , I: volumen entrante [ mm ] o [ m3 ] O: el volumen de salida [mm ] o [ m3 ]

S : variación de almacenamiento [ mm ] o [ m3 ] .

Si la cuenca natural es relativamente impermeable , el cambio en el inventario con el

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Resumen de Balance hidrológico

La aplicación del método de balance hidrológico está

limitada por la dificultad de cuantificar las variables.

De hecho, los procesos hidrológicos son difíciles de

observar directamente en el campo y por lo tanto para

medirlos.

Tenga en cuenta que cualquier error de medición de los

términos encontrados en la ecuación simplificada

hidrológica afectan directamente a los valores calculados

de la evaporación.

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REFLEXIÓN

1. ¿Cree que existen Ciencias afines a la Hidrología? Relacione

algunas de ellas y comente el porqué de su complementariedad?

2. ¿Cuáles considera Usted que podrían ser las herramientas o

equipos básicos para realizar actividades hidrológicas?

3. Explique que entiende por ciclo hidrológico y cuenca

hidrográfica.

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