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Modulo Hidrología

Jul 17, 2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas Pecuarias y Del Medio Ambiente Contenido didctico del curso Hidrologa

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

30172 - HIDROLOGA GLORIA CECILIA RUALES ZAMBRANO (Director Nacional)

SAN JUAN DE PASTO Octubre de 2009

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas Pecuarias y Del Medio Ambiente Contenido didctico del curso Hidrologa

INDICE DE CONTENIDO

PRESENTACIN INTRODUCCIN UNIDAD 1. CONCEPTOS BSICOS DE HIDROLOGA. 1. CONCEPTO DE HIDROLOGA. 1.1 DEFINICIN E HISTORIA DE LA HIDROLOGA. 1.2 ELEMENTOS BSICOS DE HIDROLOGA 1.3 CICLO HIDROLGICO. 1.4 BALANCE HIDRICO 1.5 EJEMPLO DE BALANCE HIDRICO 2. CONCEPTO DE CUENCA HIDROGRFICA. 2.1 DEFINICIN Y GENERALIDADES. 2.2 FACTORES QUE AFECTAN LA HIDROLOGA. 2.3 LA CUENCA 2.4 LA CUENCA Y LOS SISTEMAS ESTRATGICOS 2.5 SERVICIOS AMBIENTALES 3. CARACTERSITICAS DE LAS CUENCAS Y LOS CAUCES. 3.1 CARACTERSTICAS DE LA RED DE DRENAJE. 3.2 PATRONES DE DRENAJE 3.3 CLASIFICACIN DE HORTON 3.4 CARACTERSTICAS DEL REA DE CAPTACIN (VERTIENTES). 3.5 CLASIFICACIN DE LAS CUENCAS HIDROGRFICAS UNIDAD 2. PRECIPITACIN. 4. LA PRECIPITACIN. 4.1 CONCEPTO DE PRECIPITACIN 4.2 COMPOSICIN DE LA ATMOSFERA 4.3 LA TROPOSFERA 4.4 LA HUMEDAD RELATIVA 4.5 CARACTERISTICAS DE LA PRECIPITACIN

5. VARIABLES DE UN AGUACERO. 5.1 GENERALIDADES. 5.2 VARIABLES 5.3 MEDICIN DE LA PRECIPITACIN. 5.4 CONSTRUCCIN DE HIETOGRAMA

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5.5 CONSTRUCCIN DE CURVA DE MASAS 6. PROCESAMIENTO DE DATOS. 6.1 GENERALIDADES. 6.2 METODO DE PROMEDIO ARITMETICO 6.3 METODO DE POLIGONOS DE THIESSEN Y DE LAS ISOYETAS 6.4 ANLISIS DE DATOS. 6.5 CURVAS DE INTENSIDAD, DURACIN Y FRECUENCIA UNIDAD 3. EVAPORACIN, TRANSPIRACIN, INFILTRACIN Y ESCORRENTA. 7. EVAPORACIN Y TRANSPIRACIN. 7.1 GENERALIDADES SOBRE EVAPORACIN. 7.2 MEDICIN DE LA EVAPORACIN. 7.3 ESTIMACIN DE LA EVAPORACIN. 7.4 GENERALIDADES SOBRE TRANSPIRACIN. 7.5 MEDICIN DE LA TRANSPIRACIN Y DE LA EVAPOTRANSPIRACIN. 8. INFILTRACIN. 8.1 GENERALIDADES. 8.2 MODELOS DE INFILTRACIN. 8.3 MEDICIN DE LA INFILTRACIN. 8.4 AGUA EN LA ZONA SATURADA Y NO SATURADA 8.5 MEDICIN DE LA HUMEDAD DEL SUELO. 9. ESCORRENTA. 9.1 GENERALIDADES. 9.2 MEDICIN DE CAUDALES. 9.3 RELACION LLUVIA ESCURRIEMIENTO. 9.4 HIDROGRAMAS 9.5 HIDROLOGA FORESTAL.

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LISTADO DE TABLAS

Tabla 1. Distribucin del agua superficial. Tabla 2. Datos balance hdrico. Tabla 3. Balance hdrico mes a mes. Tabla 4. Balance hdrico acumulado. Tabla 5. Vertientes de Colombia. Tabla 6. Relacin entre las variables de un aguacero. Tabla 7. Registro de un pluvigrafo. Tabla 8. Clculo de la precipitacin y el tiempo acumulados. Tabla 9. Intensidad de cada intervalo. Tabla 10. Precipitacin por promedio aritmtico. Tabla 11. Precipitacin por polgonos de Thiessen. Tabla 12. Precipitacin por isoyetas. Tabla 13. Intervalos de frecuencia para la intensidad. Tabla 14. Intervalos de frecuencia para la intensidad. Tabla 15. Ecuaciones para calcular la probabilidad de excedencia. Tabla 16. Datos para el clculo de Frecuencias. Tabla 17. Clculo de Frecuencias. Tabla 18. Clculo parmetros distribucin de Gumbel. Tabla 19. Datos para el clculo de parmetros por el mtodo analtico. Tabla 20. Datos precipitacin anual. Tabla 21. Datos para el clculo de los parmetros a y b. Tabla 22. Valores de magnitud e intensidad para un periodo de tiempo de minutos. Tabla 23. Valores de intensidad mxima para varios periodos de tiempo Tabla 24. Valores de intensidad y probabilidad para varios periodos de tiempo. Tabla 25. Valores de intensidad mxima para varios periodos de retorno. Tabla 26. Densidad del agua en funcin de la temperatura. Tabla 27. Porcentaje de horas mensuales. Tabla 28. Calculo de ETo con el mtodo de Blaney-Criddle. Tabla 29. Valores de kc. Tabla 30. Clculo de ETR. Tabla 31. Valores de c para el mtodo de Thornwaite. Tabla 32. Calculo de ETo con el mtodo de Thornwaite.

5 8 9 10 13 32 36 36 36 39 41 43 45 46 46 47 48 50 52 56 57 30 61 62 63 64 74 81 81 83 84 85 86

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Tabla 33. Valores de albedo para varias superficies. Tabla 34. Mximo de horas de luz por da. Tabla 35. Calculo de ETo con el mtodo de Penman-Monteith. Tabla 36. Datos de una prueba de infiltracin. Tabla 37. Clculo de los potenciales del suelo. Tabla 38. Medida del potencial del suelo utilizando tensimetros. Tabla 39. Datos aforo de una corriente. Tabla 40. Estimacin del caudal de una corriente. Tabla 41. Coeficientes de escorrenta. Tabla 41. Principio de afinidad del hidrograma unitario. Tabla 42. Principio de aditividad del hidrograma unitario. Tabla 43. Calculo del hidrograma unitario con base en datos de precipitacin. Tabla 44. Hidrograma unitario [1 mm/2h]. Tabla 45. Hidrograma unitario [1 mm/2h]. Tabla 46. Hidrograma unitario [1 mm/5h].

87 89 89 95 105 107 114 115 120 121 122 123 125 127 128

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LISTADO DE GRFICOS Y FIGURAS Figura 1. El ciclo hidrolgico. Figura 2. Balance hdrico. Figura 3. Balance hdrico. Figura 4. La cuenca hidrogrfica. Figura 5. Divisoria geogrfica e hidrogrfica. Figura 6. Drenaje tipo dendrtico. Figura 7. Drenaje tipo subdendrtico. Figura 8. Drenaje tipo paralelo. Figura 9. Drenaje tipo suparalelo. Figura 10. Drenaje tipo radial. Figura 11. Nmero de Horton para los cauces. Figura 12. Caractersticas principales de una cuenca. Figura 13. Capas de la atmsfera. Figura 14. Corrientes atmosfricas. Figura 15. Pluvimetro. Figura 16a. Vista general del Pluvigrafo. Figura 16b. Vista del recipiente de almacenamiento del Pluvigrafo. Figura 16c. Vista del cilindro con papel y de la plumilla del Pluvigrafo. Figura 17. Balance de masas. Figura 18. Hietograma. Figura 19. Pluvimetros ubicados en una cuenca. Figura 20. Polgonos de Thiessen. Figura 21. Mtodo de las isoyetas. Figura 22. Mtodo grfico para la determinacin de los parmetros de la Ecuacin de Gumbel. Figura 23. Curva de masa para determinar la magnitud en cada periodo de tiempo. Figura 24. Curva IDF, para el ejemplo. Figura 25. Tanque evapormetro Tipo A. Figura 26a. Tornillo micromtrico. Figura 26b. Tornillo micromtrico instalado en el tanque evapormetro. Figura 27. Mapa de radiacin para Colombia. Figura 28. Variacin de la infiltracin con el tiempo. Figura 29. Instalacin correcta y funcionamiento de los cilindros en campo. Figura 30. Curva de velocidad de infiltracin Vs Tiempo. 6 7 10 11 14 18 18 19 20 20 21 22 26 27 33 34 35 35 37 37 39 40 42 51 60 65 70 71 72 88 93 94 96

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Figura 31. Profundidad del nivel fretico. Figura 32. Permemetro de cabeza constante. Figura 33. Agua en la zona no saturada. Figura 34. Tensimetro. Figura 35. Bloque de yeso. Figura 36. Encharcamiento producido por una lluvia fuerte. Figura 37. Escorrenta superficial. Figura 38. Escorrenta subsuperficial. Figura 39. Escorrenta subterrnea. Figura 40. Hidrograma anual. Figura 41. Hidrograma para un evento. Figura 42. Componentes del hidrograma para un evento. Figura 43. Principio de afinidad del hidrograma unitario. Figura 44. Principio de aditividad del hidrograma unitario. Figura 45. Hidrogramas unitarios. Figura 46. Hidrograma final. Figura 47. Hidrograma en S. Figura 48. Hidrograma en S [1 mm/2h]. Figura 49. Hidrograma unitario [1 mm/5h]. Figura 50. Bosque plantado objeto de estudio. Figura 51a. Medicin del escurrimiento por el tallo. Figura 51b. Medicin del escurrimiento por el tallo, detalle del canal. Figura 52a. Pluvimetro totalizador bajo el dosel. Figura 52b. Rejilla que impide la entrada de residuos al pluvimetro. Figura 53. Lismetros para medir agua infiltrada. Figura 54. Pluvimetro totalizador cerca de lismetros. Figura 55. Escorrenta superficial en una pradera aledaa a un bosque. Figura 56. Vertedero rectangular. Figura 57. Vertedero triangular.

98 99 102 107 108 109 111 112 113 117 118 119 121 122 123 124 125 126 128 129 130 131 131 132 133 134 135 135 136

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El contenido didctico del curso academico: Hidrologa fue diseado inicialmente en el ao 2006 por el Ing. Diego Mauricio Hernndez Fernndez, docente de la UNAD, ubicado en el CEAD de Medelln. Es Ingeniero Agrcola de la Universidad Nacional, Magister en Ciencias Agrarias. Actualmente se desempea como Coordinador acadmico y de investigacin de la Zona Occidente Desde el ao 2008 la Especialista Gloria Cecilia Ruales Zambrano se desempea actualmente como director del curso a nivel nacional y apoy el proceso de revisin de estilo del contenido didctico e hizo aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso de acreditacin del material didctico desarrollado en el mes de Julio de 2009. La versin del contenido didctico que actualmente se presenta tiene como caractersticas: 1) Incorpora la nueva estructura a los contenidos relacionados con la Unidad 1, la unidad 2 y la Unidad 3.

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INTRODUCCIN El Mdulo de Hidrolo

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