H-1 HIDROLOGIA.ppt

8/10/2019 H-1 HIDROLOGIA.ppt

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MSc Ing Jos Arbul Ramos

HIDROLOGIA


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HIDROLOGIA

La hidrologa es la ciencia natural que estudia del agua

Su ocurrencia, circulacin y distribucin en la superficieterrestre.

Sus propiedades qumicas y fsicas.

Su relacin con el Medio Ambiente, incluyendo los seresvivos.


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IMPORTANCIA DE LA HIDROLOGIA

Proporciona al Ingeniero o hidrlogo, losmtodos para resolver los problemasprcticos que se presentan en :

El diseo

La planeacin

Operacin de estructuras hidrulicas.


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Determina si el volumen

aportado por una ciertacorriente es suficiente para :

El Abastecimiento de Agua

Potable a una poblacin o auna industria.

Satisfacer la demanda de un

Proyecto de Riego, Drenaje Generacin hidroelctrica.


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Define la capacidadde diseo de obras

como: Presas y Vertederos Drenaje Agrcola Drenaje Poblacional Drenaje Vial Alcantarillas Puentes Aeropuertos.


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HIDROLOGIA Estudia los conceptos fsicos

del ciclo hidrolgico La disponibilidad y utilizacin

de agua superficial y de agua

subterrnea Los mtodos de recoleccin de

informacin hidrolgica y

Los procedimientos clsicos deprocesamiento de datosestadsticos.


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CICLO HIDROLOGICOSecuencia de fenmenospor medio de los cuales

el agua pasa de lasuperficie terrestre, enla fase de vapor, a laatmsfera y regresa ensus fases lquida y

slida.

El agua no es un elemento esttico, sufre uncontinuo trasvase recproco entre continentes y

ocanos dentro de la hidrosfera.


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CICLO HIDROLOGICO


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Ing MSc. Jos Arbul R.

HIDROLOGIA

PRECIPITACION


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CICLO HIDROLOGICO

PRECIPITACION

Puede ocurrir :

En la fase lquida (lluvia)En la fase slida (nieveogranizo).

Por condensacin del vaporde agua (roco)


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CICLO HIDROLOGICO

CONDENSACION

La humedad asciende a lascapas superiores de laatmsfera, y al encontrartemperaturas ms bajassecondensa formando lasnubes, las que son

arrastradas por los vientoshacia en interior de loscontinentes.


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CICLO HIDROLOGICO

EVAPORACION

Es una gran parte delas precipitaciones quecae a la tierra y seevapora antes deformar parte de laescorrenta.


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CICLO HIDROLOGICO

EVAPORACION

Para poder describir y entender mejor los procesos deevaporacin se usan los trminos:

Evaporacin, que describe la evaporacin desuperficies libres del suelo o de lagos, ros u ocanos

Evapotranspiracin, que incluye no solo la evaporacinde superficies sino tambin la transpiracin de lavegetacin.


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CUENCA

QUE ES UNACUENCA?

El rea de terrenodonde todas las aguas

cadas por precipitacinse unen para formar unsolo curso de agua .

Cada curso de aguatiene una cuenca bien

definida.


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TIPOS DE CUENCAS

CUENCAHIDROGRAFICA

TOPOGRAFICA


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Cuenca Topogrfica

Delimitada por lalnea divisoria de las

aguas.,uniendo lospuntos de mximasalturas.

Se puede trazar enun plano de curvasde nivel.


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Cuenca HidrogrficaLlamada tambin

cuenca de drenaje.

Es la superficieterrestre que

recorren todos losros y afluentes quedesaguan en unmismo ro principal.


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DELIMITACION DE UNA CUENCA

Se hace sobre un plano o mapa a curvas de nivelsiguiendo las lneas del Divortium Acuarum(parteaguas)


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DELIMITACION DE UNA CUENCA

Es una lnea imaginaria, formado por los puntos de mayor niveltopogrfico que divide a las cuencas adyacentes y

Distribuye el escurrimiento originado por la precipitacin.


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rea y Permetro de la Cuenca

Mtodos de determinar

PlanmetroCurvmetro

Papel cuadriculado(sobreponer)

Software(AUTOCAD)


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rea de la cuenca :

Planmetro

Curvmetro

Permetro de la cuenca:


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Partes de una cuencaDentro de una cuenca hidrogrfica se distingue 3partes

Alta :Topografa empinada y cubiertas debosque, nacientes de ros y quebradas

Media :Nacientes de ros y quebradasBaja :Importante para la agricultura


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ClasificacinCHICA:La cantidad y distribucin del escurrimiento son

influenciadas por el clima, geomorfologa, condicionesfsicas del suelo y la cobertura, etc,

GRANDEEl hombre determina el efecto de almacenamiento en lacuenca as como el escurrimiento.


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Como referencia se puede utilizar esta clasificacin

Tamao de la cuenca(km2) Descripcin

< 25 Muy pequea25 a 250 Pequea

250 a 500 Intermedia-pequea

500 a 2500 Intermedia-grande

2500 a 5000 Grande

> 5000 Muy grande


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Otras clasificaciones de cuencas:

UNIDADHIDROLGICA AREA (Ha)

CUENCA 50 000 - 800 000

SUBCUENCA 5 000 - 50 000

MICROCUENCA < 5 000


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CURVAS CARACTERISTICAS

DE UNA CUENCA


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Curva hipsomtrica

Curva puesta en coordenadas rectangulares,

representa la relacin entre la altitud y la superficiede la cuenca que queda sobre esa altitud.

Se utiliza un mapa a curvas de nivel.


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Curvas de

nivel (m)

Superficie

(km)700 800 6.13

800 900 45.62

900 1000 215.0

1000 1100 281.25

1100 1200 89.38

1200 1300 20.62


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Proceso de construccin:

Se marcan sub.-reas de la cuenca siguiendo las curvas

de nivel, por ejemplo de 100 en 100 m. Se determinan las reas parciales de esos contornos. Se determinan las reas acumuladas, de las porciones de

la cuenca.

Se determina el rea acumulada que queda sobre cadaaltitud del contorno. Se plotean las altitudes, vs. las correspondientes reas

acumuladas que quedan sobre esas altitudes. Columnas

(1) Y (4) Curva De Frecuencia De Altitudes

Es la representacin grafica, de la distribucin en %, de lassuperficies ocupadas por diferentes altitudes.

Es un complemento de la curva hipsomtrica.


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Elevacin Media de la Cuenca:

Es la altitud correspondiente al punto deabscisa media (50%)de la curva de frecuenciade altitudes.

Em = Elevacin media a = rea entre dos contornos e = elevacin media entre dos contornos

A = rea total de la cuenca

A

axeE

m

INDICES REPRESENTATIVOS


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DEFINICIONES GENERALES

COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc)

RELACION DE ELONGACION FACTOR DE FORMA PENDIENTE DE LA CUENCA COEFICIENTE DE MASIVIDAD

INDICES REPRESENTATIVOS

CARACTERISTICAS FISIOGRAFICAS


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COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc) RELACION DE ELONGACION FACTOR DE FORMA PENDIENTE DE LA CUENCA COEFICIENTE DE MASIVIDAD





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P :Permetro de la cuencaPc :Permetro circunferencia

A :rea de la cuenca

El rea de Pc debe ser igual al A


Cc = 1 : cuenca circular ( crecientes). Cc > 1, cuencas alargadas


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Ejemplo:

Caso : Cuenca del ro Chilln

rea de la cuenca : 2 353.53 km

2

Permetro de la cuenca : 328.19 km.

Cc = 1.908

La cuenca del Chilln es medianamente alargada.

CaractersticaCuenca

Jequetepeque Chancay Zaa

Permetro: Km. 470.70 469.90 261.80

rea: Km2 4,194.09 5,849.75 2,090.50

Cc 2.04 1.72 1.60



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COEFICIENTE DE COMPACIDAD (Cc) RELACION DE ELONGACION FACTOR DE FORMA PENDIENTE DE CUENCA COEFICIENTE DE MASIVIDAD

RELACION DE ELONGACION




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D :Dimetro de un crculo que tiene igual reaA :Area de la cuenca

Lc :Longitud de la cuenca.

Ojo:La longitud Lc se define como la ms grande dimensin de lacuenca, a lo largo de una lnea recta desde la salida hasta ladivisoria, paralela al cauce principal

Si Re ~ 1 se correlations con relieves fuertes y pendientespronunciadas.




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FACTOR DE FORMA




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FACTOR DE FORMA

Para esta definicin se debe saber primero que es el ancho medio

L

A A :Area de la cuenca

L :Longitud del cauce principal

Factor de forma (FF) =L

medioAncho..

Ancho medio =

S S S S

Un F menor : menos tendencia de concentracin de intensidadesde lluvias en la cuenca


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Factor de formapara dos cuencas

Si : F2 es mayor que F1 : Existe mayor posibilidad de tener una tormenta

intensa simultnea, sobre toda la extensin de la

cuenca.


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Ejemplo:

Caso : Cuenca del ro ChillnA = 2353.53 krn2

L = 126.1 km

FF = 0.148

CaractersticaCuenca

Jequetepeque Chancay Zaa

A = Km2. 4,194.09 5,819.75 2,090.50

L = Km 167.10 176 121.60

Am = Km 25.10 3.24 17.19

Ff = 0.15 0.189 0.14



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PENDIENTE DE CUENCA


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PENDIENTE DE CUENCA

Parmetro muy importante en el estudio de la cuenca.

Controla el tiempo de escurrimiento y concentracinde la lluvia.Importancia directa con la magnitud de las crecidas.Relacin importante y compleja con:

La infiltracin, la escorrenta, la humedad del suelo yla contribucin del agua subterrnea a la escorrenta

Criterios para evaluar la pendiente de una cuencaCriterio de AlvordCriterio de HortonCriterio d NashCriterio del rectngulo equivalente


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PENDIENTE DE CUENCA

CRITERIO DE J.W.Alvord Mapa de curvas de nivel

S = DL /A

L = L1+ L2+ L3+Ln

L= Longitud total de las curvas denivel dentro de la cuenca en km.

S = pendiente de la cuenca

D= desnivel constante entre curvas

de nivel, en kmA= rea de la cuenca, en km2



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DIVISORIA O PARTE AGUAS



FACTOR DE FORMA

PENDIENTE DE CUENCA

COEFICIENTE DE MASIVIDAD




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Sc : Pendiente media de la cuenca

A : rea de la cuenca.

R t l E i l t


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Rectngulo Equivalente

Es un a transformacingeomtrica, que permiterepresentar a la cuenca, de suforma heterognea, con laforma de un rectngulo

El rectngulo tiene la mismasuperficie y permetro de lacuencaEl mismo coeficiente decompacidad

Idntica curva hipsomtricaLas curvas de nivel sonrectas, paralelas al lado menor.

R tn l Eq i l nt


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Rectngulo EquivalenteLos lados del rectngulose calculan con :

L= longitud del lado mayordel rectngulo.

l = longitud del lado menordel rectngulo.

K = ndice de Gravelious

A= rea de la cuenca


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Perfil longitudinal del curso de agua

Si se plotea la proyeccin horizontal de la longitudde un cauce versus su altitud, se obtiene el perfillongitudinal del curso de agua.


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Perfil longitudinal del curso de agua

Idea de pendientes quetiene el cauce endiferentes tramos de surecorrido.

Control de las aguas

Puntos de captacin

Ubicacin de centraleshidroeltricas.Puntos de cruce con

infraestructura vial.


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Pendiente del cauce principalImportante en el estudio delcomportamiento hdrico.

Determinacin de las

caractersticas ptimas de suaprovechamiento hidroelctrico.

Solucin de problemas de

inundaciones.Definir tipo de estructuras de

drenaje vial.


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Pendiente del cauce principalMtodo : Pendiente Uniforme.

S = H / L

S= pendiente

H= diferencia de cotas entrelos extremos del cauce,

en kmL= longitud del cauce, en km

Puede usarse en tramos

cortos.


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Pendiente del cauce principalMtodo :Ecuacin de Taylor y Schwarz

n = nmero de tramos iguales, enlos cuales se subdivide el

perfil.S1,S2,,Sn = pendiente de cada

tramo, segn S = H/L

S= pendiente media del cauce

2

21

1.....11

n

SSS

nS=


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Pendiente del cauce principalMtodo : Ecuacin de Taylor y Schwarz

Li= longitud del tramo i

Si=pendiente del tramo i

S= pendiente media del cauce

Para tramos de diferentes longitudes


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DRENAJE

El drenaje de una cuenca en sntesis es laforma como es evacuada el agua cada dentrode los limites de esta cuenca


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RED DE DRENAJE

Es el sistema de cauces por el que fluyen los escurrimientossuperficiales, Sub-superficiales y subterrneos, de manera

temporal o permanente, de esta red depende la rapidez deevacuacin.

Importancia:

La formacin y rapidez de drenado de los escurrimientos

Proporciona indicios sobre las condiciones fsicas del suelo yde la superficie de la cuenca


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MODELOS DE DRENAJE


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Se clasifican en:perennes, intermitentes y efmeros, en base a la constanciade su escurrimiento o flujo.

Perennes conducen agua todo el tiempo excepto durantesequas extremas.

Intermitente lleva agua la mayor parte del tiempo pero

principalmente en pocas de lluvias .

Efimeras slo conducen agua durante las lluvias oinmediatamente despus de stas.

CORRIENTES DE UNA CUENCA


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Segn su ramificacin, Horton se clasifican en:

ORDEN DE CORRIENTES

Orden 1: las ms pequeas,

es decir no estn ramificadasOrden 2: a las corrientes queslo tienen ramificaciones otributarios de primer orden

Orden 3: aquellos con dos oms tributarlos de orden 2 omenor etc


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MAPA DECUENCAS

HIDROGRAFICAS


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EVALUACIN HIDROLGICA

Se ha determinado las zonas vulnerables en nuestroterritorio, para lo cual ha subdividido el pas en sietezonas para el estudio de las principales cuencas

Pacfico Norte


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Jequetepeque

Motupe - La Leche - Chancay

Piura

Chira

Tumbes

Pacfico CentralHuaura

Rmac

Chilln

Pacfico SurCamanaQuilca

Atlntico NorteHuallaga

Amazonas

Atlntico CentralMantaroUcayali

Atlntico SurUrubamba

TiticacaTiticaca


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GRACIAS

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