Hidrología y la importancia del
agua
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 ) .
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,
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
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
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
Divisiones de la Hidrología
• Hidrología Superficial
• Hidrología Subterránea
(Relacionada con otras
El CICLO HIDROLOGICO
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,
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
¿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
¿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
¿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
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%
Distribución de agua en el mundo
Continentes Précipitaciones mm Evaporacion mm Escurrimiento mmEuropa 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
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
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:
159 Unidades Hidrológicas 14 Autoridades administrativas de Agua
Fuente: ANA
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
AH
Í IN
VE
ST
IG
AC
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)
Tendencias en los grandes ríos Amazónicos
1995-2005
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.
Waldo Lavado
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
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
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]
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
