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HIDROLOGA

1.0 INTRODUCCIN A LA

HIDROLOGA

Hombre nmada

Donde dispusieran de agua, evitando los excesos

Cuando el agua no esta permanente y fcilmente disponible

Constituye

un recurso

Los fija y obliga a convivir con su naturaleza (agua+suelo+clima)

Sus hbitos sedentarios

Es renovable

Incremento e indiscriminado uso pero Cambios distribucin

Mala calidad

espacial temporal

No es un elemento aislado de la naturaleza

Suelos Vegetacin Atmosfera

HABITAT

En una compleja interaccin, constituye el MEDIO AMBIENTE

Este conjunto de recursos

que hace posible la vida

LO QUE IMPLICA QUE CUALQUIER MODIFICACIN O INTERVENCIN EN UNO DE ELLOS REPERCUTIR EN MAYOR O MENOR GRADO, FAVORABLE O DESFAVORABLEMENTE EN LOS

DEMS

AMBIENTE Equilibrio

ONU informa Escasez agua

Contaminacin

Un tercio de la poblacin no tiene todo lo que necesita

Cada habitante consumen el doble que al principio del siglo (1700 m3/ao)

Son los problemas ambientales ms

graves

Cules son los R.H. disponibles? Es la explotacin actual equilibrada o avanzamos hacia la desertificacin? representa la contaminacin actual del agua un riesgo? podemos recuperar la cantidad y calidad de nuestros recursos?

HIDROLOGA

Su estudio es difcil: imprevisibilidad de

lluvias, que condicionan

disponibilidad del

agua como recurso

Estudiar sistemticamente c/u de los componentes y procesos del CICLO

HIDROLGICO

PORQUE NOS PREOCUPAMOS

El estilo de vida al que nos hemos

acostumbrado barata

limpia f (disponibilidad de suficiente

agua)

Del uso, su eliminacin

segura

La naturaleza

Limita la cantidad de agua disponible para nuestro uso

Hay suficiente agua (no siempre en el lugar y el momento adecuado)

Evidencias de desechos qumicos de atrs aparecen hoy en fuentes de agua

Hoy nos enfrentamos

Consumos altos

Abastecimientos inciertos

Demandas incrementadas de proteccin contra inundaciones y la contaminacin

Preocupacin por efectos de la escasez sobre la economa y la salud

HIDROLOGA

Se ha desarrollado como ciencia en respuesta a la necesidad de comprender el complejo sistema

hdrico de la tierra, y ayudar a solucionar los problemas del agua

Los HIDROLOGOS juegan un papel importante y sus retos son interesantes

Durante su vida sobre la tierra el hombre ha sido testigo, muchas veces sin entenderlo, del desarrollo del ciclo del agua en la naturaleza. La distribucin de los climas, la formacin de las nubes y su inestabilidad, la produccin de las lluvias, la variacin de los niveles de los ros, y el almacenamiento de agua en depsitos superficiales o subterrneos son temas en cuyo estudio se ha venido profundizando a lo largo de los aos, conformando una rama de la fsica que se conoce como Hidrologa

QU ES

HIDROLOGA

Es la ciencia natural que estudia al agua en la tierra: su ocurrencia (existencia), circulacin (movimiento) y

distribucin (en la atmsfera, la superficie, el subsuelo), sus propiedades fsicas y qumicas, su interaccin

(influencia) con el medio ambiente, y su relacin con los seres vivos y en particular con el hombre

Es la ciencia que trata sobre el agua en la naturaleza, su cantidad y calidad y su distribucin real y temporal a travs del CICLO HIDROLGICO

Hidrologa, etimolgicamente significa, ciencia que tiene relacin con el agua.

La Asociacin Internacional de Hidrologa Cientfica: Ciencia de la Tierra y parte de la Geografa Fsica, porque trata fundamentalmente el agua en la corteza terrestre.

Mead (1904): "La ciencia del agua que constituye la base de todos los problemas de la ingeniera hidrulica".

Horton (1931): "Ciencia pura que trata de la existencia, distribucin y circulacin del agua dentro y sobre las capas superficiales de la corteza terrestre".

El Consejo federal para la Ciencia y Tecnologa de EEUU (1962): "Es la ciencia que trata de las aguas de la Tierra, su existencia, circulacin y distribucin, sus propiedades fsicas y qumicas y sus reacciones con el medio ambiente, incluyendo su relacin con los organismos vivos".

HIDROLOGA

edafologa

Estadstica Electrnica

Meteorologa y Climatologa Geologa

Geomor fologa Qumica

Fsica

Matemticas Aplicada Informtica

infiltracin

Mecnica de Fluidos

Flujo

subterrneo

Adquisicin de datos

Escorrenta Erosin

Flujo Superficial

Incertidumbre Distribucin espacial

prediccin

Precipitacin evaporacin

Resolucin de ecuaciones

Degradacin

INGENIERA DE

RECURSOS HDRICOS

90.8% 9.2%

20.6%

12.6%

87.4%

485

100%

385

79.4%

100

20.6%

S10_HYDRO_CYCLE_Keith

kennedy_CHYN Neuchatel_25 June

2003

45

1. Cycle Component Concepts Conceptos estndares (Enfoque fsico)

Precipitacin

Evaporacin/Evapotranspiracin

Escurrimiento superficial

Ecosistema y usos relacionados (Enfoque de cuenca)

Agua verde (Ecosistemas terrestres, cultivos, humedales)

Agua azul (ecosistemas acuticos, usos consuntivos y escurrimientos de retorno)

COMPONENTES DEL CICLO HIDROLGICO



2003

46

1. Cycle Component Concepts CICLO HIDROLGICO

Enfoque a nivel de cuenca

Precipitacin el recurso bsico

GW

Aguas abajo Aguas arriba

Divisoria de

aguas

Lluvia

Cultivos alimentados por lluvia y riego

Agua verde

Agua azul Ciudad

Industria

Uso consuntivo

Ecosistema terrestre

Ecosistema

acutico

Escurrimiento de retorno



2003

47

Precipitacin

Agua verde

65%

Agua azul 35%

Trpicos y zonas templadas

Usos consuntivos

Flujo de retorno 1700 km3/ao

ao

ao

ao

ao

ao

ao

ao

otras regiones

EL CONSUMO DE AGUA EN LOS

ECOSISTEMAS TERRESTRES

CONCEPTO DE SISTEMA

Los fenmenos hidrolgicos son complejos y posiblemente nunca se les entienda en su totalidad. En ausencia de un conocimiento perfec-to, el fenmeno se puede representar en forma simplificada por medio del concepto de sistema.

Un sistema se puede definir como un conjunto de partes conectadas entre s, que forman un todo. El sistema hidrolgico puede tratarse como un sistema cuyos componentes son precipitacin, evaporacin, escorrenta y otras fases del ciclo hidrolgico. Estos componentes pueden agruparse en susbsistemas ms simples para ser analizados por separado, para luego combinar los resultados de acuerdo con la interaccin entre subsistemas.

El ciclo hidrolgico total se representa como un sistema. Este sistema se puede dividir en tres subsistemas: sistema agua atmosfrica: contiene los procesos

de precipitacin, evaporacin, intercepcin, transpiracin;

sistema agua superficial: contiene los procesos de flujo superficial, escorrenta superficial, nacimiento de agua subsuperficial y subterrnea y escorrenta hacia ros y ocanos, y

sistema de agua subsuperficial: contiene el proceso de infiltracin, recarga de acuferos, flujo subsuperficial y flujo de agua subterrnea.

REPRESENTACIN DEL SISTEMA HIDROLGICO GLOBAL MEDIANTE UN

DIAGRAMA DE BLOQUES

MODELO CONCEPTUAL DEL CICLO DE ESCORRENTA

REPRESENTACIN ESQUEMTICA DE UNA CUENCA COMO UN SISTEMA

HIDROLGICO

67

Distribucin global del agua

68

Una estimacin de la distribucin del agua global:

Fuente de agua Volumen de agua,

en metros cbicos

Volumen de agua, en millas cbicas

Porcentaje de agua dulce

Porcentaje total de agua

Ocanos, Mares y Bahas

1,338,000,000 321,000,000 -- 96.5

Capas de hielo, Glaciares y Nieves Perpetuas

24,064,000 5,773,000 68.7 1.74

Agua subterrnea 23,400,000 5,614,000 -- 1.7

Dulce 10,530,000 2,526,000 30.1 0.76

Salada 12,870,000 3,088,000 -- 0.94

Humedad del suelo 16,500 3,959 0.05 0.001

Hielo en el suelo y gelisuelo (permafrost)

300,000 71,970 0.86 0.022

Lagos 176,400 42,320 -- 0.013

Dulce 91,000 21,830 0.26 0.007

Salada 85,400 20,490 -- 0.006

Atmsfera 12,900 3,095 0.04 0.001

Agua de pantano 11,470 2,752 0.03 0.0008

Ros 2,120 509 0.006 0.0002

Agua biolgica 1,120 269 0.003 0.0001

Total 1,386,000,000 332,500,000 - 100

Fuente: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2,

pp.817-823.

Escasez de agua Estrs hdrico

Fuente: Gardner-Outlaw & Engelman 1997

Mapa Mundial de Escasez y Estrs de Agua (Proyeccin al 2025)

Menos de 1000 m3 per cpita/ao Entre 1000 y 1700 m3 per cpita/ao

70

Ranking Mundial de Disponibilidad de agua percpita por ao

0 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 700.000 800.000 900.000 1.000.000

1. Groenlandia

3. Guyana Francesa

5. Guyana

7. Congo

9. Gabn

11. Canad

13. Noruega

15. Liberia

17. Per

19. Paraguay

Disponibilidad (m3/hab-ao)Fuente: Informe UNESCO

Segn UNESCO, el Per ocupa el lugar 17 de 180 pases, con una disponibilidad hdrica de 74,546 m3/hab-ao.

17. Per

75

ATLNTICO 97.7% disp. Agua 26% poblacin 292,000 m3/hab

PACFICO 1.8% disp.de agua 70 % poblacin 2,027 m3/hab

TITICACA 0,5% agua 4% poblacin 9,715 m3/hab

79

ELEMENTOS QUE PUEDEN

DESENCADENAR LA CRISIS

DEL AGUA

i. ESCASEZ DE AGUA

ii. DETERIORO DE SU CALIDAD

iii. INSUFICIENTE INVERSIN

Vertiente del Pacfico

Proyecciones para el ao 2025

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

Zona de escasez hdrica

Zona de estrs

hdrico

Zona de adecuada disponibilidad hdrica

Disponibilidad hdrica segn tasa de

crecimiento demogrfica baja

Disponibilidad hdrica segn tasa de

crecimiento demogrfica alta

El Per podra ser en el 2025:

Un pas con estrs hdrico si

se asume una tasa de

crecimiento demogrfica baja

(disponibilidad de 1,200

m3/hab/ao)

O un pas con escasez hdrica

si se proyecta con una tasa de

crecimiento demogrfica alta.

(Disponibilidad de agua dulce

de 1,000 m3/hab/ao)

Fuente: Action Population International

06 Qda. Cascajal

07 Ro Olmos

08 Ro Motupe La Leche 09 Ro Chancay Lambayeque 10 Ro Zaa

CUENCA AREA

Km

POBLACION

2002 DENSIDAD

Q. Cascajal 5,937.69 28,029 4.72

Ro Olmos 1,539.14 18,679 12.14

Ro Motupe - La

Leche 3,829.82 148,657 38.82

Ro Chancay Lambayeque 5,347.64 932,669 174.41

Ro Zaa 1,955.17 71,967 36.81

TOTAL 18,609.46 1200,001 64.48

POBLACIN POR CUENCAS

Disponibilidad por Cuencas

233

214

196

158

63

1103

0 200 400 600 800 1000 1200

CHAN.-LAMBAYEQUE.

MOTUPE

LA LECHE

ZAA

CASCAJAL

OLMOS

MMC

DISPONIBILIDAD DE AGUA POR CUENCA

CUENCA POBLACION

2002

Disponibilidad

Anual MMC

M3/hab.

ao

Q.Cascajal 28,029 158 5,637

Ro Olmos 18,679 63 3,373

Ro Motupe-

La Leche 148,657 447 3,007

Ro Chancay

Lambayeque 932,669 1,103 1,183

Ro Zaa 71,967 196 2,723

TOTAL 1,200,001 1,917 1,597

DISPONIBILIDAD DE AGUA PERCAPITA

FINALIDAD

Conocimiento de s misma

Autnoma

Anlisis e interpretacin del funcionamiento del C.H

Para interpretar el entorno

Utilitaria

Investigacin y desarrollo

Para dar respuesta

1 Nivel: evaluacin de los RR.HH 2 Nivel: planificacin de los RR.HH 3 Nivel: proyectos de aprovechamiento 4 Nivel: operacin obras de aprovech.

Se concreta a travs de actividades:

La autonoma de la hidrologa se limita al 1 Nivel

89

BALANCE HIDROLOGICO

La principal entrada en un balance hidrolgico es la precipitacin, como se puede observar en las dos Figuras siguientes. Parte de esa precipitacin puede ser interceptada por edificaciones, rboles, pasto o cualquier otro tipo de vegetacin y eventualmente puede retornar a la atmsfera al evaporarse. El resto de la precipitacin cae al suelo para llenar las depresiones, penetrar en el suelo aumentando la humedad del suelo y recargando los posos subterrneos o transformarse en escorrenta superficial.

90

Distribucin de la precipitacin

Intercepcin

Almacenamiento

Infiltracin

Flujo superficialPrecipitacin

Flujo subsuperficial

Recarga de acuferos

Escorrenta hacia

ros y ocanos

Flujo de aguas

subterrneas

Escorrenta

superficial

ET

ET

Pueblos Prehispanos Andinos cmo en un territorio tan difcil y con ciclos

de agua tan irregulares se pudieron desarrollar culturas avanzadas?

La respuesta est en los avanzados sistemas de riego en costa, en el manejo de lluvia en la sierra y agua del subsuelo

Se dio cuenta que no poda vivir si no manejaba bien el ciclo del agua y respetaba la naturaleza

Lo primero que hizo fue mirar el cielo y comprender el comportamiento del clima; despus reconoci las estaciones y el ciclo de lluvias, y finalmente se produjo la canalizacin (Lumbreras)

Los especialistas autctonos utilizaban conceptos de dinmica hidrulica que no fueron descubiertos sino hasta el anterior siglo

La construccin de una obra hidrulica poda demorar cientos de aos. Pero, a medida de sus avances, los runas (hombres) siempre tendran beneficios directos (Deza)

Saban que el agua en la tierra haba que retenerla y manejarla. Esto comenz hace unos 3,000 aos. El canal Cumbemayo de Cajamarca

es una prueba de ello.

En Costa:

Por roza, en los claros ganados al bosque, al interior de los valles

En huachaques, por drenaje de puquios, rrellenndolos con plantas de races anchas y carnosas, para convertir a las albuferas cercanas al mar en tierra vegetal cultivable.

Por chacras hundidas, propias de la costa central, consistentes en la remocin de mdanos hasta obtener un fondo de tierra hmeda favorable para la siembra

Por acueductos subterrneos, como el de Cantayoc en Nasca, para aprovechar las filtraciones

Por inundacin, mediante la desviacin parcial o total de ros hacia los eriazos

En Sierra:

Por qochas, sembrando en el lecho hmedo de las lagunas temporales o en las orillas de las formadas por los deshielos andinos.

Por Waru warus o camellones, para evitar inundaciones, morigerar heladas, ganar reas y atenuar sequas en todo el Altiplano

Por andenes o terrazas, para retener agua e las laderas, reducir la erosin del suelo y ganar nuevas reas productivas

En costa y sierra:

Por represamientos estratgicos

Por sistemas de canales para regar por gravedad que partan de los puntos dre captacin o tomas en lugares propicios de los ros para correr por ambas mrgenes de los valles, regando a las pampas a travs de canales secundarios y 18 tipos de surcos que evitaban la erosin y enriquecan a los suelos con el limo. En la sierra esos canales partan de las lagunas o pequeas represas que guardaban el agua de los deshielos y las lluvias

No por casualidad pudieron mantener bajo riego casi 50% ms que nuestro actual espacio agrcola.

El mtodo de investigacin ms caracterizado fue el de la observacin y el de error-correccin-experiencia

acumulada.

Estructuras de riego afectadas por desborde de Ro Reque.

Sector Magnal

Estructura

Colpasada

Esquema de la evolucin del ro Reque

CHICLAYO

Cauce 2005

Cauce 2008

Eje propuesto

Zona inundable

Reque

Callanca

Sector Callanca, se aprecia el alineamiento del ro en 1997,

antes del FEN 98

OBRAS DE PREVENCION PROPUESTAS


Estado actual y Variante de

propuesta para alinear el cauce

- Callanca


Sector Callanca, se aprecia el alineamiento actual

del cauce, perpendicular al centro poblado


FOTOGRAFIA SATELITAL DEL RIO EN ZONA DE PUENTE REQUE

CONFORMACION DE DIQUES DE PROTECCION (roca > 1.0 m)


AMPLIACION DE

PUENTE (50 m)

DIQUE EXISTENTE

A CHICLAYO

A REQUE

RIO REQUE DIQUE A

EJECUTAR (280 m)

TRABAJOS CONSIDERADOS EN LA OBRA: AMPLIACION DE PUENTE REQUE

Qd : Aprox 1,100 m3/s

Estructuras de riego afectadas por desborde de Ro Reque.

Sector Magnal

Estructura

Colpasada

ZONAS VULNERABLES SECTOR CASCAJALES

C.P.

Cascajales

Cauce 2005

Cauce 2008

Eje propuesto

Zona inundable

Rio Reque, sector Badn Monsef - Eten

Zona del detalle contrastado con informacin topogrfica del PEOT marzo 2008

Ro Reque, visto aguas arriba de la zona del badn

Monsef Eten Foto : 08 Julio 2008

EVALUACION RIO REQUE

Ro Reque, visto aguas arriba de la zona del badn Monsef Eten Foto : 08 Julio 2008

EVALUACION RIO REQUE

CIUDAD ETEN

DIRECCION FLUJO

AGUA

RIO REQUE, 21 DE FEBRERO DE 1998

PUENTE ETEN

CIUDAD ETEN

DIRECCION FLUJO

AGUA

PUENTE ETEN

RIO REQUE, 21 DE FEBRERO DE 1998

Puente Eten, recientemente construido, visto desde aguas arriba.

Puente Eten, visto desde aguas arriba.

Puente Eten, recientemente construido, visto desde aguas arriba.

El puente est diseado para un

caudal mximo de 900 m3/s

Estructura aliviadero para caudales

superiores a los 900 m3/s

Proyectar eventualmente

alcantarillas para el pase de un

caudal de 400 m3/s

Dique de encauzamiento

provisional al puente

PLAN DE PREVENCION PARA EL RIO CHANCAY

Dique de encauzamiento ro Chancay, Margen derecha aguas arriba del

Puente Tablazos. Se observa el trazo original del dique


La poca disponibilidad de franja marginal, obliga a colocar los diques de

encauzamiento casi dentro del cauce, lo que hace vulnerables frente a los

procesos de erosin.

C.P. Tablazos

Quebrada La Montera, aguas abajo del eje de presa.

Esta propuesta permitira adems, proteger al C.P. Tablazos

frente a los desbordes de las avenidas.


Ro Chancay en el tramo del Puente Tablazos, se observa que los diques de

encauzamiento han desaparecido producto del paso de las avenidas del

viernes 27 de Marzo.

Restos de Dique

Panormica de la propuestas de Presas en sector Majn.

Trabajos de limpieza y encauzamiento de PROVIAS en Ro Reque aguas arriba del Puente Eten

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