Hidrología Superficial

05/06/2014 Mgs. César Solano de la Sala M. 1

Asignatura:

Hidrología

Código de la Asignatura:

5125

Eje Curricular de la Asignatura:

PROFESIONAL

Año:

2014 - 2015

Horas presenciales teoría:

2 horas semanales/64 horas anuales

Ciclo/Nivel:

Sección Diurna: Tercer Año

Sección Nocturna: Quinto Año

Horas presenciales práctica: 0

Número de créditos:

4 créditos

Horas atención a estudiantes:

1 horas semanales

(Miércoles de 17h00 a 18h00)

Horas trabajo autónomo:

2 horas semanales/64 horas anuales

Fecha de Inicio:

12/05/2014

Fecha de Finalización:

09/01/2015

Prerrequisitos:

Algebra, Física I, Geometría – Trigonometría, Física II, Dibujo II, Topografía I.

Correquisitos:

Mecánica de Fluidos.


DOCENTE DE LA CÁTEDRA DE

HIDROLOGÍA

Mgs. CÉSAR AUGUSTO

SOLANO DE LA SALA

MONTEROS, Ing. Civ.

CORREO ELECTRONICO

[email protected]

En el transcurso de la

presente semana, todos, sin

excepción deberán enviarme

un email para poderlos

registrar.

Se les recuerda que este

medio es el único oficial para

nuestra comunicación extra

clase


Clases

magistrales

o

conferencias

Talleres en

clase

Trabajos

autónomos

individuales

y en grupo


PORTAFOLIO DE LA ASIGNATURA

Los alumnos llevarán una evidencia del avance

académico que se denominará Portafolio de la

Asignatura. Este comprende la producción

realizada en el desarrollo de la asignatura.


Exámenes, del I parcial (11n semana) y del II parcial o final (22ava. semana),

establecidos en el calendario académico del ciclo o nivel

Exámenes:

Pruebas parciales dentro del proceso, determinadas con antelación en las clases.

Presentación de informes escritos, investigaciones bibliográficas, participación en

clases a partir del trabajo autónomo del estudiante de acuerdo a la pertinencia en

la asignatura.

Evaluaciones Parciales:


PARAMETROS DE EVALUACION PORCENTAJES

1er. PARCIAL 2do. PARCIAL

Pruebas parciales dentro del proceso (I)

(Evaluaciones escritas de Unidad)

20 20

Presentación de informes escritos (G) 10 10

Investigaciones bibliográficas (G)

(Presentación de CD con toda la

investigación realizada)

10 10

Participación en clase (I)

(Asistencia, atrasos, atención en clases,

aporte en clases)

10 10

Trabajo autónomo (G)

(Exposición individual de informes escritos)

20 20

Exámenes Finales (I) 30 30

Total 100 100


9.1. Bibliografía

Básica:

LINSLEY, HOHLER, PAULUS. Hidrología

para ingenieros; 1985; Ed. Mc. Graw-

Hill, Mexico; 2da edición.- Código

(551.48 K79 21)

Hidrología; CEMENTO NACIONAL.-

Código (551)


9.2. Bibliografía

Complementaría:

REMENIERAS

G. Tratado de

hidrología

aplicada;

1974, Ed.

Editores

Técnicos

asociados,

2da edición.

APARICIO F;

1994.

Fundamentos

de Hidrología

Superficial,

Ed. Limusa,

México

CHOW M;

1998.

Hidrología

Aplicada, Ed.

Mc. Graw Hill


Páginas WEB

(webgrafía)

www.chapingo.mx/irrigacion/planest/.../hidrologia_sup/INTRO.pdf

http://hidraulica.umich.mx/bperez/HIDROLOGIA-

SUPERF.pdf

http://212.128.130.23/eduCommons/ciencias-

experimentales/hidrologia/contenidos/04.Hidrologia_%20superficial_1.pdf

http://www.google.com.mx/search?q=hidrolog%C3%ADa+superficial&hl=es&rlz=1T4VASJ_esE

C508&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=utwwUfv9PKnN0AHEgoCQCA&ved=0CF8QsA

Q&biw=1366&bih=545



1ra Clase

Objetivo de la clase: Conocer los aspectos básicos de la Hidrología

HIDROLOGÍA

DEFINICIÓN IMPORTANCIA OBJETIVOS DIVISIÓN DE LA

HIDROLOGÍA PROBLEMAS

ALCANCE DEL

CURSO

IMPORTANCIA

CON LA ING.

CIVIL


La Hidrología (del griego Yδωρ (hidro): agua, y Λoγos (logos): estudio) es la ciencia geográfica dedicada al estudio del agua en la tierra, su ocurrencia, circulación y distribución, espacial y temporal, y las propiedades físicas y químicas del agua presente en la atmósfera y en la corteza terrestre y glaciares y su reacción con el medio, incluyendo su relación con los seres vivos. (U.S. Federal Council for Science and Technology, 1962)

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Runoff.jpg?uselang=es


Los estudios hidrológicos, son fundamentales para el diseño de obras hidráulicas, para efectuar estos estudios se utilizan frecuentemente modelos matemáticos que representan el comportamiento de toda la cuenca en estudio


El correcto conocimiento del comportamiento hidrológico de un río, arroyo, o de un lago, es fundamental para poder establecer las áreas vulnerables a los eventos hidrometereológicos extremos; así como para prever un correcto diseño de obras de infraestructura vial.


Desde el punto de vista del diseño de obras hidráulicas y civiles, los objetivos de la hidrología son: 1. Obtención del caudal máximo, para el diseño de

puentes, obras de drenajes y vertedores. 2. Conocer la cantidad, frecuencia y naturaleza del

transporte del agua sobre la superficie terrestre necesaria para el diseño de instalaciones de agua de riego, abastecimiento de agua, aprovechamiento hidroeléctrico y navegaciones fluviales.


• Hidrología Superficial

• Hidrología Subterránea (Relacionada con otras disciplinas: Hidrometeorología, Hidráulica, Química, Ingeniería)


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, corrientes, lagos, entre otros)


PRO

BLEM

AS D

E L

A H

IDRO

LO

GÍA

Obtención de medida, registro y

publicación de la información básica

Análisis de esa información para

desarrollar y ampliar las teorías

fundamentales.

Utilización de esa información y teorías

fundamentales en la solución de una

multiplicidad de problemas prácticos


Esta asignatura trata temas relacionados a las metodologías que permiten estimar los caudales de diseño de obras hidráulicas y civiles.

Partiendo del análisis de la información hidrológica y meteorológica disponible en el área de estudio, se presentan criterios de diseño, a fin de que el especialista seleccione la alternativa más apropiada para cada caso particular.

La información hidrológica y meteorológica a utilizar en el estudio deberá ser proporcionada por el INAMHI


El registro y estudio de las máximas crecidas o avenidas anuales permite determinar, bajo ciertos supuestos, la probabilidad de ocurrencias de crecidas de una cierta magnitud.

Se debe tener en cuenta que, las avenidas o crecidas son fenómenos originados por las descargas aleatorias de los ríos. Esta ocurrencia de crecida se describe en términos probabilísticos.

Este curso abarca únicamente la determinación de caudales líquidos y no la determinación de caudales provenientes de deshielos, inundaciones causadas por desbordes de ríos o colapsos de presas de inundación.


Generalmente los proyectos hidráulicos son de dos tipos: los proyectos que se refieren al uso de agua y los que se refieren a la defensa contra los daños que ocasionan el agua. La Hidrología aplicada moderna exige conocimientos avanzados de matemáticas, tales como la estadística, planeamientos y resoluciones analíticas del comportamiento del ciclo hidrológico que es muy complejo.

La Hidrología es aplicada con mucha frecuencia para el diseño de obras civiles. Entre los proyectos de ingeniería civil donde interviene la Hidrología tenemos :


• Abastecimiento de agua potable • Irrigación • Aprovechamiento hidroeléctrico • Suministro de agua para usos múltiples • Navegación • Recreación

Los de explotación y uso de recursos hídricos, como son:


En cuanto a proyectos de ingeniería civil típicos para la protección contra los daños que causa el agua tenemos: • Encauzamiento de ríos • Defensa contra inundaciones • Control de la erosión de cuencas • Dimensionamiento y operación de embalses, entre otros


Como base para la realización de tales tareas, el ingeniero debe conocer los elementos básicos del ciclo hidrológico, los medios y métodos de medida de los mismos, las técnicas de tratamiento de datos y su interpretación.


HIDROLOGÍA

DEFINICIÓN IMPORTANCIA OBJETIVOS DIVISIÓN DE LA

HIDROLOGÍA PROBLEMAS

ALCANCE DEL

CURSO

IMPORTANCIA

CON LA ING.

CIVIL


Clase No. 2 Objetivos: Conceptuar sobre el agua, sus usos, distribución, consumo, el calentamiento global y sus efectos

EL A

GU

A

¿QUÉ ES EL AGUA?

USOS DEL AGUA

DONDE ESTÁ EL

AGUA

CONSUMO

HUMANO DE AGUA

HUELLA HÍDRICA

CONTAMINACIÓN

DEL AGUA

CALENTAMIENTO

GLOBAL


El agua (del latín aqua) es una sustancia líquido inodoro e insípido, cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).

El agua es el componente que aparece con mayor abundancia en la superficie terrestre, es la fuente más importante para la vida. El 71 % de nuestro planeta es agua


Entre los usos más comunes del agua con fines de Aprovechamiento se destacan:

Abastecimiento Urbano. Es el uso asociado para consumo doméstico, uso público, comercial, e industrial, principalmente. Una vez que se ha determinado el valor de la demanda de agua, los métodos de la Hidrología permiten realizar el análisis de la fuente que va a suministrarla.

Riego Agrícola.

Es la oferta de agua necesaria en el suelo para garantizar el crecimiento de las plantas empleadas en la producción agrícola y pecuaria.



Hidroelectricidad. Este es el caso en que se captan caudales de corrientes superficiales (ríos) y se aprovechan las diferencias de cota para generar energía eléctrica a través de la transformación de la energía hidráulica. Para este tipo de Proyectos de Ingeniería Civil, los estudios hidrológicos determinan la capacidad que tiene la fuente para suministrar la demanda de energía, analizan las magnitudes de las crecientes que pueden atacar a las obras civiles y cuantifican los procesos de sedimentación y determinan las condiciones de la descarga

Otro de los usos del agua es cuando se realizan obras de Protección, entre las que podríamos mencionar:

Control de Crecidas. Comprende las obras y acciones encaminadas a impedir los daños que ocasionan los desbordamientos de aguas en los ríos u otros cuerpos superficiales en centros urbanos, plantaciones, entre otros.

Control de Erosión. Consiste en impedir la acción erosiva del agua, tanto en cauces como en el suelo.



El agua se encuentra en nuestro planeta de varias maneras, a través y sobre la Tierra en forma de vapor, agua líquida y hielo. Aún más, el agua está continuamente cambiando de forma. La Tierra es un "sistema cerrado," como un invernadero. El agua en el interior de los continentes se presenta en infinidad de lugares.

Origen del agua Volumen del agua en

kilómetros cúbicos

Porciento de

agua total

Océanos 1,321,000,000 97.24%

Capas de hielo, Glaciares 29,200,000 2.14%

Agua subterránea 8,340,000 0.61%

Lagos de agua dulce 125,000 0.009%

Mares tierra adentro 104,000 0.008%

Humedad de la tierra 66,700 0.005%

Atmósfera 12,900 0.001%

Ríos 1,250 0.0001%

Volumen total de agua 1,360,000,000 100%


Ocupan el 97.5 % es agua salada, su volumen total es de 1.370 millones de kilómetros cúbicos de agua salada. La profundidad media es de 3.800 metros lo cual representa una altura 5 veces mayor a la media de altura de la superficie emergida.


1. Océanos 97% 2. Dulce 3%

La mayor parte de nuestro planeta está cubierto por agua, pero muy poca de esa agua es apta para el consumo humano.

Nuestro ―planeta azul‖ está cubierto por océanos que se extienden sobre dos terceras partes de su superficie. Estos masivos cuerpos de agua salada contienen casi toda el agua en la Tierra.

Menos del tres por ciento del agua del planeta existe como agua dulce— y no toda es apta para el consumo humano.


De hecho, más de dos tercios del agua dulce del planeta no se encuentra siquiera en estado líquido — se encuentra congelada en glaciares en sitios como las capas de hielo en Antártica y Groenlandia. Estos recursos son esencialmente inaccesibles para el consumo humano

Casi todo el resto de los recursos de agua dulce en la Tierra se encuentra como agua subterránea.

Agua dulce 1. Capas heladas / Glaciares: 68,7% 2. Subterranea: 30,1% 3. Otras: 0,9% 4. Superficial: 0,3%


Un minúsculo porcentaje del agua de la Tierra se encuentra en forma de agua dulce superficial — sin embargo, la mayoría de la gente obtiene de ríos y lagos el agua para su consumo. No obstante que los ríos y corrientes de agua son esencialmente importantes para el suministro de agua, contienen quizá solamente menos del 2 por ciento del total de agua dulce.

En un momento dado aproximadamente 0,001 por ciento del agua de la Tierra se encuentra en estado de vapor atmosférico— un número sorprendentemente pequeño si se considera el importante papel que éste desempeña en las condiciones climatológicas.

Agua superficial 1. Ríos: 2% 2. Pantanos: 11% 3. Lagos: 87%


Los ríos son corrientes de agua permanente o temporal. Se originan en un lugar que se llama nacimiento o cause y llegan a lo que se conoce como desembocadura. Los ríos que desembocan en el mar o en un lago son ríos principales y los que desembocan en otro río se llaman afluentes.


Son depresiones de la tierra firme ocupadas por agua. La mayoría de los lagos se encuentran en lugares en donde solían haber glaciares


Las aguas subterráneas se forman a partir de la infiltración de las lluvias y por aportes de los cursos superficiales. Viajan en forma vertical por la fuerza de la gravedad, generalmente hasta encontrar un piso impermeable, y luego discurren horizontalmente hasta desaguar en los colectores mayores que la llevaran al mar para reiniciar su ciclo.


Son grandes masas de nieve, hielo recristalizado y pedazos de rocas que se acumulan en grandes cantidades. Los glaciares pueden fluir cuesta abajo o a lo ancho debido a su propio peso hasta desembocar en sistemas hídricos. Pueden derretirse y evaporarse


A nivel mundial, se dispone de 12.500 a 14.000 millones de metros cúbicos de agua por año para uso humano. Esto representa unos 9.000 metros cúbicos por persona al año, según se estimó en 1989. Se proyecta que para el año 2025, la disponibilidad global de agua dulce descenderá a 5.100 metros cúbicos por persona al año al sumarse otros 2.000 millones de habitantes a la población del mundo. Aun entonces, esta cantidad sería suficiente para satisfacer las necesidades humanas, siempre y cuando el agua estuviera distribuida por igual entre todos los habitantes del mundo. Ante este panorama, la necesidad de generar estrategias para fomentar la conciencia del uso y la conservación del agua, se vuelve prioritaria y común a todos los seres humanos

Cada uno gastamos diariamente 62,5 litros diarios de agua contemplando las siguientes actividades:


Los habitantes utilizan una gran cantidad de agua para beber, cocinar y lavar. Pero utilizan todavía más en la producción de bienes tales como alimentos, papel, prendas de algodón, etc.. La huella hídrica de un individuo, comunidad o comercio se define como el volumen total de agua dulce que se utiliza para producir los bienes y servicios consumidos por el individuo o comunidad así como los producidos por los comercios.


HECHOS Y CIFRAS DE LA HUELLA HÍDRICA

Datos de interés sobre este tema Se necesitan 140 litros de agua para producir 1 taza de café, mientras que la producción de 1 litro de leche requiere 1.000 litros de agua. La producción de 1 kilo de arroz requiere 3.000 litros de agua, de maíz 900 litros de agua, de trigo mil 350 litros de agua, de carne de vacuno 16 mil litros de agua.


CONTAMINACIÓN DEL AGUA Y SALUD

El agua que procede de fuentes superficiales (ríos, lagos y quebradas), es objeto día a día de una severa contaminación, producto de las actividades del hombre; éste agrega al agua sustancias ajenas a su composición, modificando la calidad de ésta lo que provoca una alteración en el ciclo hidrológico.


Esta contaminación ha adquirido importancia debido al aumento de la población y al incremento de los agentes contaminantes que el propio hombre ha creado.

Las fuentes de contaminación son resultados indirectos de las actividades domésticas, industriales o agrícolas. Ríos, canales y lagos son contaminados por los desechos del alcantarillado, desechos industriales, detergentes, abonos y pesticidas que escurren de las tierras agrícolas.


PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA

• Aguas residuales y otros residuos que demandan oxigeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce perdida de oxigeno).

• Petróleo, especialmente el

procedente de vertidos accidentales.


DIFICULTADES EN EL MUNDO PARA ACCEDER AL AGUA POTABLE

Por diversos motivos, la disponibilidad del agua resulta problemática en buena parte del mundo, y por ello se ha convertido en una de las principales preocupaciones de gobiernos en todo el mundo.

La contaminación, por otra parte, no sólo contamina el agua de ríos y mares, sino los recursos hídricos subterráneos que sirven de abastecimiento del consumo humano.


CALENTAMIENTO GLOBAL

El calentamiento global es el incremento continuo de la temperatura promedio global: específicamente la temperatura de la atmósfera y de los mares. Pero ojo ¡eso no quiere decir que todos los lugares se harán más calurosos¡

El incremento de la temperatura global causa cambios en los patrones de clima.


CAUSAS:

Una de las primeras cosas que aprendieron los científicos es que existen varios gases de invernadero responsables del calentamiento. La mayoría provienen de la combustión de combustibles fósiles de coches, fábricas y producción de electricidad. El gas responsable de la mayoría del calentamiento es el dióxido de carbono CO2. Otros gases que contribuyen a este efecto son el metano que liberan los vertederos y la actividad, óxido nitroso de los fertilizantes, gases utilizados para la refrigeración y los procesos industriales y la pérdida de bosques que, de lo contrario, podrían almacenar el CO2.


El planeta se está calentando, la temperatura ya ha subido más de 1 grado Fahrenheit y aún más en las sensibles regiones polares. Y los efectos del aumento de la temperatura no llegarán en un futuro lejano. Se están produciendo justo ahora. Se observan los síntomas por todos lados y algunos de ellos son sorprendentes. El calor no solo está derritiendo los glaciares y el hielo del mar, también está cambiando los patrones de precipitaciones.

EFECTO

La media de las precipitaciones (lluvia y nieve) ha aumentado o disminuído en todo el globo.

http://www.nationalgeographic.es/ocean/critical-issues-sea-level-rise/critical-issues-sea-level-rise






Las inundaciones y las sequías se harán más frecuentes. La lluvia en Etiopía, donde las sequías ya son habituales, podría descender un 10% durante los próximos 50 años.

Habrá menos agua dulce disponible.

Es probable que los huracanes y algunas otras tormentas se hagan más fuertes.

Se espera que el nivel de los mares aumente entre 18 y 59 centímetros al final de este siglo y si los polos continúan derritiéndose, podrían aumentar entre 10 y 20 centímetros adicionales.

http://www.nationalgeographic.es/environment/natural-disasters/floods-profile




Hemos visto imágenes que nos hacen sentir lástima, impotencia, tristeza… quizás hasta repugnancia. No sé qué sentirán ustedes al ver las imágenes siguientes, pero yo siento impotencia y tristeza, al ver cómo nuestro mundo se va deteriorando y cayendo a pedazos por nuestras propias acciones.


Es el río Citarum, ubicado al oeste de la isla de Java en Indonesia. Irónicamente este río, en sus buenos tiempos, era utilizado para la pesca y la irrigación, pero debido a las fábricas que existen en el lugar, el río se convirtió en un inmenso basurero. Los aldeanos dejaron de pescar. Lo que ahora hacen es ―rebuscar‖ entre la basura, algo que les podría servir para vender o negociar con alimentos.





Después nos quejamos cuando la naturaleza responde a todo esto con terremotos, huracanes, inundaciones...Esa respuesta ES solo una pequeña muestra de lo que nos espera de continuar como vamos......

PREGUNTA:

¿CREEN QUE ESTO ES JUSTO….. QUE HAY DERECHO A QUE LA IGNORANCIA DE UNOS CUANTOS… ―O UNOS TODOS‖ NOS LLEVE A ESTO.

¿SE PUEDE REVERTIR DE ALGUNA MANERA LA FORMA EN LA QUE ESTAMOS DEPREDANDO EL UNICO PLANETA HABITABLE QUE CONOCEMOS?

O SIMPLEMENTE POR QUE NO VIVIMOS AHÍ, DEBEMOS CERRAR LOS OJOS Y PENSAR QUE ESTO NO NOS VA A OCURRIR.

SI UNO DE UDS. NO FUE AFECTADO POR ESTAS IMÁGENES… QUE PENA, QUIERE DECIR QUE SUS HIJOS Y LOS HIJOS DE SUS HIJOS ESTAN CONDENADOS DE MANERA IRREVERSIBLE A SUFRIR ―EL DESQUITE‖ DE LA NATURALEZA


EL A

GU

A

¿QUÉ ES EL AGUA?

USOS DEL AGUA

DONDE ESTÁ EL

AGUA

CONSUMO

HUMANO DE AGUA

HUELLA HÍDRICA

CONTAMINACIÓN

DEL AGUA

CALENTAMIENTO

GLOBAL


CRITERIOS DE EVALUACIÓN. Las siguientes preguntas están basadas en la información brindada en clases y la investigación y aporte de los grupos de la asignatura. CADA PREGUNTA TIENE UN VALOR DE 2 PTOS. 1. Hidrología.- Definición 2. Indique en base al criterio de la prueba, la importancia de la Hidrología

en la Ingeniería Civil. 3. Indique y ejemplifique, en base al criterio de la prueba, 4 relaciones de la

Hidrología con la Ingeniería Civil. 4. Indique y defina, 4 usos comunes del agua con fines de aprovechamiento. 5. Mediante el uso de un organizador gráfico, indique la distribución del

agua en el planeta, en orden descendente con sus respectivos porcentajes.

OPCIONAL (2PTOS) Juan es el padre de Carlos, Óscar es hijo de Pedro y a la vez hermano de Juan. ¿Quién es el padre del tío del padre del hijo de Carlos?


Solución: De la condición se deduce que Óscar es tío de Carlos. Analizando la pregunta: La respuesta es: Pedro

?Carlos de hijo del padre del tío del ¿Padre

Carlos

?Carlos de tío del ¿PadreÓscar

Hidrología Superficial

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