Huancayo – 2014

Ciclo Hidrológico

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LA CIENCIA DEL AGUA

El grupo de disciplinas científicas que se refieren a la ciencia del agua:Física; Relativo a sus propiedades intrínsecas.Hidráulica; comportamiento como fluidoQuímica; componentes calidades, comportamiento con otros elementos naturales.

La Hidrología incorpora, a su contexto, aportes y conclusiones de los anteriores.

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HIDROLOGÍA Analiza la ocurrencia, distribución y circulación del agua en la Tierra, es decir: en la atmosfera (humedad, evaporación, condensación, precipitación), en la superficie terrestre (Escorrentía, depósitos lacustres, etc.) y en los estratos geológicos (aguas subterráneas).

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EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA (1) La ciencia de la hidrología comienza con el Ciclo Hidrológico, desde tiempos antiguos muchos pensadores han especulado acera de la circulación del agua,

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EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA (1) Incluyendo a Homero (1000 a.c.), Tales de Mileto, Platón, Aristóteles, y muchos eruditos medievales, mas Teofrasto (372 – 428 a.c.) describió el ciclo hidrológico en la atmosfera, dio una explicación lógica a la formación de la precipitación por medio de la condensación y del congelamiento.

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Leonardo da Vinci (1452-1519), fue el segundo en sugerir una concepción moderna del ciclo hidrológico, pero sólo Pierre Perrault (1608-1680) comparo medidas de lluvia con la descarga estimada del río Sena, demostrando que la escorrentía era cerca de la sexta parte de la precipitación.

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El astrónomo ingles Halley (1656-1742) midió la precipitación con un pequeño recipiente y estimo la precipitación del mar mediterráneo a partir de esos datos. La mayor parte de los conceptos actuales datan de 1930.

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LA HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA:

La hidrología es utilizada en ingeniería principalmente en relación con el diseño y ejecución de estructuras hidráulicas. ¿Qué caudales máximos pueden esperarse en un vertedero, en una alcantarilla de carretera o en sistema de drenaje urbano?, ¿Qué capacidad de embalse se requiere para asegurar el suministro adecuado de irrigación o consumo poblacional durante el estiaje?, ¿Qué efectos producen los embalses, diques y otras obras de control sobre las avenidas de las corrientes?. Estas preguntas típicas que se espera debe resolver el hidrólogo.

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o Circulación del agua en cualquiera de sus estados físicos (líquido, sólido o gaseoso).

o Conjunto de procesos que ocurren en forma continua, no tiene principio ni fin.

o Sol es fuente de energía.o Ciclo funciona a escala mundial.

Ciclo Hidrológico

Ecuación del Ciclo Hidrológico: Precipitación = escurrimiento + evaporación +

transpiración + infiltración + almacenaje

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Océano

Formación de nubes

Nube de lluvia

Evaporación

Precipitación

Río o lago

Infiltración

Percolación

Evapotranspiración

Flujo subterráneo Agua subterránea

Basamento rocoso

Escorrentía

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Evapotranspiración

Evaporación

Formación de nubes Lluvia

Escorrentía

Infiltración al agua

subterránea

Usada por las

plantas

Bombeo de agua subterránea a través de un

pozo

Ciclo del agua

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Ciclo del Agua

Evaporación

Evapotranspiración

Transpiración

Precipitación

Escorrentía y erosión

Ascenso capilar

Lavado

Percolación

Infiltración

Tabla de agua

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El Ciclo Hidrológico El agua en la tierra es de volumen constante –sin aumento ni

disminución- a lo largo del tiempo cuyo total ha sido estimado en 1 360 millones de km3, presentándose en varios estados, cambiando continuamente las masas parciales de uno a otro.

Este continuo dinamismo, sin principio ni final se denomina El Ciclo Hidrológico, gigantesco sistema cuya descripción mas adecuada es «del Océano al Cielo, del Cielo a la Tierra, de la Tierra al Océano».

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Flujo de Agua en Ciclo Hidrológico

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Agua subterránea

Extracción

ErosiónContaminaciónTransportada

por aire

Almacenamiento en

represasOcéano

Lluvia

Evaporación

Irrigación

Salinización

Intrusión Salina

Enfermedades infectocontagiosasDeslizamientos de tierra

Inundaciones

Contaminación del agua

Presiones Impuestas al Agua por el Hombre

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¿Ciclo del agua puede ser modificado por hombre?

Hombre intenta adaptar o modificar ciclo hidrológico para hacerlo más útil a sus necesidades. Ejemplos: Lluvia artificial, desalinización del agua de mar o construcción de embalses para controlar flujo de ríos.

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Perturbación Antropogénica• Cambio en uso de la tierra = Cambio climático regional

y global.• Calentamiento por emisión de otros gases invernadero

aumenta cantidad de vapor de agua en atmósfera.

Aceleración del Ciclo Hidrológico

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Ciclos Hidrológicos

Las estadísticas de los fenómenos meteorológicos, hidrológicos en especial, y la observación directa por centenas de años ha puesto de manifiesto, aunque algo confusamente, la alternancia de periodos (años, estaciones, días, etc.) por encima del promedio y otros por debajo del mismo, es decir, periodos húmedos y secos.

La humanidad tiene y ha tenido mucho interés en conocer, la ocurrencia de dichos periodos, su extensión y el ritmo o frecuencia de los mismos.

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Ciclos Hidrológicos La importancia de conocer las características de estos ciclos en cuanto se

refiere a frecuencia y magnitud, sobre todo, es trascendente. Su conocimiento permitirá programar desarrollar, con seguridad, obras e infraestructuras hídricas.

Las observaciones hechas (históricas y estadísticas) muestran cierto grado de evidencia o, por lo menos, los síntomas de un ordenamiento de estos fenómenos naturales, aunque los ciclos se muestran con diversos grados de irregularidad.

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Ciclos Hidrológicos En el Perú hay ejemplos claros de ésta incertidumbre. En la sierra, como regla general, se deben iniciar las lluvias (orográficas) alrededor de Octubre

del año precedente y terminar en Marzo del año consecuente, pero a menudo acurren atrasos o anticipaciones imprevisibles todavía.

En la selva llueve todo el año (Precipitaciones Conectivas) a ritmo variable e intensidades diferentes de tal manera que la diferencia entre estaciones esta dada por la frecuencia de las lluvias sin poder prever cuando se producirá estas o su intensidad.

En caso de la costa no llueve, normalmente, nunca pero cada cierto numero indeterminado de años y respondiendo al fenómeno del Nino (también impredecible) ocurren precipitaciones e inundaciones. Es decir se saben que ocurrirán pero no es posible precisar cuando ni cuanto.

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Análisis de Causa EfectoEs necesario conocer el fenómeno en si mismo y el ritmo o ciclo del factor o fuerza causante del fenómeno hidrológico.El análisis de los procesos hidrológicos como la pertinente correlación, serán razonados y los resultados serian ajustados si se conocen las características de los fenómenos concurrentes.La identificación de los datos, eliminado las distorsiones derivadas de la generalizaciones, como es propio de los métodos probabilísticos.Los resultados de un análisis hidrológico no depende de la mayor o menor sofisticación del método algorítmico utilizado sino de la calidad y cantidad de información disponible.

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Estudio HidrológicoObjetivos:Cuantificar disponibilidad de agua en cuenca. Determinar demanda de agua de cuenca.Realizar balance hídrico.Determinar descargas máximas y mínimas con diferentes períodos de retorno.

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Evaluación Hidrometeorológica

Estudio Hidrológico

Análisis de Cuenca Hidrográfica

Portal de SENAMHI

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Balance Hídrico en una Cuenca Cuenca hidrográfica, es la definida por la topografía, determinada por un territorio con un cauce de salida común.

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Balance Hídrico en una Cuenca Para un año hidrológico el balance hídrico seria:

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Sobre Explotación de Recursos Hídricos Si explotamos el agua se puede renovar, pero si explotamos mas de lo que puede renovarse decimos que estamos sobreexplotando y los niveles e encuentran mas bajos.

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Balance Hídrico en Condiciones Naturales

De los 100 que se recibe por precipitaciones, 84 se pierden como ETR, 16 salen de la cuenca (escorrentía total).

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Balance Hídrico en Condiciones Uso del Recurso Hídrico I.

- Comienza los bombeos.- La infiltración aumenta- La ET disminuye - La escorrentía subterránea que alimenta al rio disminuye

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Balance Hídrico en Condiciones Uso del Recurso Hídrico II.

Bombeos mas intensos, el rio se hace influente.

El precio que se ha debido pagar por esa explotación de los RH ha sido la desaparición de vegetación y zonas húmedas y la disminución del caudal del río. Si ese precio es aceptable o no para la rentabilidad obtenida, es una decisión difícil.

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SISTEMA FLUVIAL

o Perú es un país extraordinariamente dotado de RH.

o Cuenta con 5% de aguas superficiales del mundo.

Perú tiene tres vertientes:

Superf. drenada Vol/año

Pacífico 280.000 km2 40 MM3

Atlántico 956.700 km2 1.702 MM3

Titicaca 48.700 km2 7 MM3

TOTAL 1.285.400 km2 1.749 MM3

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Pacíficoo 1.8% disp. de

aguao 70% poblacióno 2027 m3/hab

Atlánticoo 97.7% disp. de

aguao 26% poblacióno 292000 m3/hab

Titicacao0,5% aguao4%

poblacióno9715

m3/hab

SISTEMA FLUVIAL

¿Qué es la LEY DE RECURSOS HÍDRICOS (Ley Nº 29338)?

Ley que regula el USO y GESTIÓN de los RECURSOS HÍDRICOS, para atender las DEMANDAS DE AGUA de las actuales y futuras generaciones y contribuir

al DESARROLLO sostenible del Perú.

USOS DEL AGUA:

1.USO PRIMARIO: Uso directo de fuentes naturales y cauces de agua, no requiere ... autorización y es gratuita.2.USO POBLACIONAL: Extracción de agua mediante un sistema de captación, tratamiento y distribución para satisfacer necesidades básicas. Requiere DERECHO DE USO de agua. 3.USO PRODUCTIVO: Utilización del agua en procesos de producción (agrario, acuícola, energético, etc). Se ejerce mediante DERECHO DE USO de agua otorgada por la Autoridad Nacional del Agua.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN

rnunez@continental.edu.pe