Leccin 1. Definicin e historia de la hidrologaLa hidrologa proviene de las races hidro y loga que pueden expresarse como el estudio del agua o de las aguas. Sin embargo una de las definiciones ms completas ha sido la suministrada por el ingeniero Chino Ven Te Chow fundador y editor en jefe de Handbook of Applied Hidrology (1964), quien dijo que la hidrologa es la ciencia que estudia el agua en cuanto a su origen, distribucin y circulacin sobre la superficie terrestre, teniendo en cuenta sus propiedades, fsicas, qumicas y su relacin con el medio ambiente.La hidrologa como ciencia es relativamente antigua. Civilizaciones tan antiguas comola Griega, con su pensadores trataron de explicar el por que de la lluvia, por que los ros fluan. Fue el filosofo griego Anaxgoras quien dio una explicacin al proceso, donde intuyo que las lluvias provenan de la evaporacin del agua de mar por parte del sol. Posteriormente Teofrasto y el romano Marco Vitruvio basados en las ideas de Anaxgoras, definieron lo que hoy conocemos como ciclo hidrolgico.Las civilizaciones asiticas, generaron una aproximacin ms de medicin, para lo cual llevaron registros sistemticos de precipitaciones, cada de nieve y viento, llegando a una teora sobre el ciclo hidrolgico tal como la conocemos hoy, alrededor del 900 400 A.C., sin embargo por su poca comunicacin con occidente, sus teoras no impactaron significativamente el conocimiento del resto del mundo.Durante la edad media y el renacimiento el concepto de hidrologa no avanz en gran medida, hasta que Leonardo da Vinci realiz mediciones sistemticas de velocidades en diferentes cauces, con lo que lleg a la conclusin que el agua es ms rpida en la superficie que en el fondo.En la era moderna varios cientficos aportaron sus teoras para la consolidacin de lo que hoy conocemos como hidrologa. Entre ellos tenemos: Dalton en 1802 describi un principio para la evaporacin; Hagen y Poiseuille en 1839, describieron una teora para el flujo laminar; Darcy en 1856 presento su ecuacin para el flujo en medios porosos; Manning (1891) present su ecuacin para el flujo en canales abiertos; Hazen en 1914 introdujo el anlisis de frecuencia para los mximos de una creciente; Horton en 1933 desarrollo una aproximacin a la infiltracin y en 1945 present su descripcin de las cuencas de drenaje (ndices de Horton) y finalmente en 1941 Gumbel propuso la ley de valor extremo para estudios hidrolgicos. Todas estas teoras independientes ayudaron a consolidar la naciente ciencia de la hidrologa hasta que a mediados del siglo XX (70s) alcanz un reconocimiento definitivo como disciplina.La distribucin del agua en la naturaleza, ya sea en las capas superiores de las atmsfera, en la superficie de la tierra o en los horizontes subterrneos del suelo es estudiada por la ciencia dela Hidrologa, lo mismo que los mtodos o sistemas disponibles para valorar en forma cualitativa o cuantitativa la magnitud de los fenmenos fsicos asociados con el movimiento y distribucin de estas aguas.La Hidrologaen su conjunto depende del clima que es la resultante de la influencia que ejercen los factores humedad, temperatura, luz solar, viento, presin atmosfrica y cuya manifestacin diaria constituye el tiempo.En cualquier lugar las variables atmosfricas o factores del clima varan, de acuerdo, con la regin geogrfica, la topografa, la proximidad a las cordilleras, los mares, los suelos, la vegetacin, el hombre y el tiempo. De lo anterior surgen los macro y los microclimas.El primero incluye variables atmosfricas en la masa del aire libre, encima de la superficie de la tierra y se miden a unos cuantos metros sobre el nivel del mar registradas en las estaciones meteorolgicas y que se refieren a temperatura, precipitacin, humedad relativa, vientos, presin atmosfrica, luz solar y evaporacin.En cuanto al microclima se refiere al clima del espacio cercano al suelo donde crecen los cultivos, y depende de la actividad fotosinttica, la transpiracin, el sombreado mutuo de las plantas, cubierta del suelo, humedad, aireacin y otros factores que lo diferencian del macroclima, hacindolo mas importante para el agricultor y el ganadero.En conclusinla Hidrologaest influenciada por es parte del medio ambiente que denominamos clima, tiene una naturaleza muy compleja y depende de variables atmosfricas, entre las cuales las mayores son la humedad, la temperatura y la luz solar.El ciclo hidrolgico, representa el concepto fundamental en hidrologa, ya que explica como es el comportamiento del agua a lo largo de la superficie terrestre. Enla Tierrael agua, se mueve en el espacio llamado hidrsfera, que es la zona definida por la capa inferior de la atmsfera y la capa superior de la litsfera (Corteza terrestre).El ciclo hidrolgico es un ciclo cerrado, es decir se repite indefinidamente, en el cual el agua contenida en los ocanos y en la superficie terrestre es evaporada por la accin del sol y la respiracin de las plantas y convertida en vapor de agua.Este vapor viaja por la atmsfera (en forma de nubes) hasta que se eleva lo suficiente para condensarse. En este punto retorna a la superficie terrestre en forma de lluvia o nieve. El agua que cae en la superficie terrestre puede tomar varios caminos: Puede ser interceptada por la vegetacin (Hojas y tallos, plantas epifitas), convertirse en flujosuperficial sobre el suelo (escorrenta) hasta llegar a un cuerpo de agua (Ro, quebrada, lago o laguna) o puede infiltrarse hasta llegar a los acuferos (agua subterrnea). Es importante anotar que parte de esta agua, sobre todo la retenida en la vegetacin y la de escorrenta se puede evaporar directamente por accin del sol, con lo que no regresa al mar. Enla Figura1, se presenta un esquema del ciclo hidrolgico.El agua en la superficie terrestre presenta aproximadamente la siguiente distribucin.

En trminos hidrolgicos es importante cuantificar o hacer un balance de agua que pasa por un sistema dado. El balance tiene en cuenta las entradas, las salidas y la variacin en el almacenamiento del sistema.Las entradas estn definidas por: Precipitacin (P) en forma de Lluvia y/o nieve,agua de escorrenta (Qgin), agua superficial (Qin) y aguas subterrneas entrantes (Gin). Las salidas estn definidas por: Evaporacin (Es), transpiracin (Ts), agua de escorrenta (Qgout), agua superficial (Qout), infiltracin (I) y aguas subterrneas salientes (Gout). Ver Figura 2.

La variacin en el almacenamiento est definida como la diferencia entre lo que entra y lo que sale y est definido por la ecuacin (1), definido para un volumen de control, que se define como la porcin de corteza terrestre a la cual se le va a determinar la variacin en el almacenamiento.

Sumando y reagrupando trminos tenemos:

El balance hdrico, como se observa en la ecuacin anterior retoma toda el agua que atraviesa las barreras del volumen de control, o sea que tiene en cuenta tanto el agua superficial como la subterrnea. Sin embargo, en trminos prcticos lo que se hace normalmente es determinar el balance del agua superficial, es decir obtener valores de precipitacin, evaporacin, transpiracin, escorrenta y de aguas superficiales para una zona dada.ESUMENHISTORIA DE LA HIDROLOGIA

El agua es el requisito primordial para la existencia de la vida y por lo tanto ha sido el empeo del hombre desde tiempos inmemoriales para utilizar los recursos hdricos disponibles. La hidrologa ha sido un tema de la investigacin y de la ingeniera por milenios. Por ejemplo, en cerca de 4000 B.C. el Nilo fue contenido para mejorar productividad agrcola de tierras previamente estriles. Los pioneros de la ciencia moderna de la hidrologa incluyen a Pierre Perrault, Edme Mariotte y Edmund Halley. Midiendo la precipitacin, la salida, y el rea del drenaje, Perrault demostr que la precipitacin era suficiente explicar el flujo de la jbega. Velocidad combinada Marriotte y medidas seccionadas transversalmente del ro para obtener descarga, otra vez en la jbega. Halley demostr que la evaporacin del mar mediterrneo era suficiente explicar la salida de los ros que fluan en el mar. Los avances en el dcimo octavo siglo incluyeron Bernoulli piezmetro y ecuacin de Bernoulli, por Daniel Bernoulli, Tubo Pitot. El diecinueveavo siglo consider el desarrollo en hidrologa de la agua subterrnea, incluyendo la ley de Darcy, el frmula bien de Dupuit-Thiem, y Hagen Poiseuille ecuacin capilar del flujo.Desde los aos 50, la hidrologa se ha acercado con una base ms terica que en el pasado, facilitadapor avances en la comprensin fsica de procesos hidrolgicos y a la visin que ocupan los niveles de decisin poltica y de gestin hidrolgica. En la hidrologa venezolana llama la atencin la ausencia de una referencia histrica especifica. Por ello se ha reunido y ordenado mucha informacin dispersa en numerosos artculos, informes tcnicos y textos, dando el mayor nfasis a la presentacin objetiva y resumida de los hechos y sus protagonistas, sin comentar el contexto histrico en que se circunscriben (G. Silva Len 1999)

Hidrologa

Lahidrologaes el estudio del movimiento, distribucin y calidad del agua en todas las zonas de la Tierra, y se dedica tanto al ciclo hidrolgico como a los recursos de agua. Los hidrlogos trabajan en ciencias ambientales o geolgicas, geografa fsica, e ingeniera civil y ambiental.

Los dominios de la hidrologa incluyen la hidrometeorologa, la hidrologa superficial, la hidrogeologa, la administracin del drenaje y la calidad del agua. La oceanografa y la meteorologa no estn incluidas porque en ellas el agua es slo uno de muchos aspectos importantes.

La investigacin hidrolgica es til en cuanto que nos permite entender mejor el mundo en el que vivimos, y tambin proporciona conocimientos para la ingeniera ambiental, poltica y planificacin.

Historia de la hidrologa

La hidrologa ha sido objeto de investigacin e ingeniera desde hace milenios. Por ejemplo, sobre el ao 4000 a.C. el Nilo fue represado para mejorar la productividad agrcola de las tierras, que antes eran estriles. Las ciudades de Mesopotamia fueron protegidas de los desbordamientos con altas paredes de tierra. Los acueductos fueron construidos por los antiguos griegos y romanos, mientras que en China se construyeron obras para controlar las inundaciones y la irrigacin. Los cingaleses usaron la hidrologa para construir las complejas obras de irrigacin de Sri Lanka, e inventaron vlvulas que permitieron la construccin de grandes embalses, presas y canales que todava funcionan.

Marcus Vitruvius, en el siglo I d.C., describi una teora filosfica del ciclo hidrolgico, en la cual se deca que la precipitacin que cae en las montaas se infiltra en la superficie de la tierra y provoca corrientes y brotes en las tierras bajas. Con la adopcin de un acercamiento ms cientfico, Leonardo da Vinci y Bernard Palissy alcanzaron de forma independiente una representacin exacta del ciclo hidrolgico. Hasta el siglo XVII no empezaron a cuantificarse las variables hidrolgicas.

Los pioneros de la ciencia moderna de la hidrologa fueron Pierre Perrault, Edme Mariotte y Edmund Halley. Midiendo laprecipitacin, laescorrentay el rea de drenaje, Perrault demostr que la precipitacin era suficiente para explicar el flujo del Sena. Marriotte combin la velocidad y las medidas de corte transversal del ro para obtener la descarga, de nuevo en el Sena. Halley demostr que la evaporacin del Mar Mediterrneo era suficiente para explicar la efusin de los ros que fluyen al mar.

Los avances durante el siglo XVIII incluyeron el piezmetro de Bernoulli y la ecuacin de Bernoulli (obtenidos por Daniel Bernoulli), as como el tubo de Pitot. En el siglo XIX se desarroll la hidrologa de agua subterrnea, con la ley de Darcy, la frmula de Dupuit-Thiem y la ecuacin del flujo capilar de Hagen-Poiseuille.

Los anlisis racionales comenzaron a sustituir al empirismo en el siglo XX, mientras que las agencias gubernamentales comenzaban sus propios programas de investigacin hidrolgicos. De particular importancia fue la unidad hidrogrfica de Leroy Sherman, la teora de lainfiltracinde Robert E. Horton y la prueba/ecuacin de los acuferos de C.V. Theis.

Desde los aos 1950, el estudio de la hidrologa ha tenido una base ms terica que en el pasado, gracias a los avances en el entendimiento fsico de los procesos hidrolgicos y por el uso de ordenadores y sistemas de informacin, sobre todo geogrficos.

Ramas de la hidrologa

* Hidrologa qumica: estudio de las caractersticas qumicas del agua.* Ecohidrologa: estudio de las interacciones entre los organismos vivos y el ciclo hidrolgico.* Hidrogeologa: estudio de la presencia y movimiento del agua en acuferos.* Hidroinformtica: adaptacin de la tecnologa de la informacin a la hidrologa y sus aplicaciones a los recursos de agua.* Hidrometeorologa: estudio de la transferencia de agua y energa entre las superficies de tierra y agua y la atmsfera inferior.* Hidrologa de istopos: estudio de las firmas isotpicas del agua.* Hidrologa superficial: estudio de los procesos hidrolgicos que tienen lugar en la superficie de la Tierra o cerca de ella.

Campos relacionados

* Qumica acutica* Ingeniera civil* Climatologa* Ingeniera ambiental* Geomorfologa* Hidrografa* Ingeniera hidrulica* Limnologa* Oceanografa* Geografa fsica

Medidas hidrolgicas

El movimiento del agua por la Tierra puede ser medido de varias formas. Esta informacin es importante tanto para la evaluacin de los recursos de agua como para el entendimiento de los procesos implicados en el ciclo hidrolgico. Lo siguiente es una lista de dispositivos usados por los hidrlogos y lo que miden:

* Disdrmetro - caractersticas de precipitacin.* Olla de evaporacin de Symon - evaporacin.* Infiltrmetro - infiltracin.* Piezmetro - presin de agua subterrnea y, por inferencia, profundidad del agua subterrnea.* Radar - propiedades de las nubes, estimacin de la tasa de lluvia, y deteccin de nieve y granizo.* Pluvimetro - lluvia y nevada.* Satlite - identificacin de reas lluviosas, estimacin de la tasa de lluvia, uso y cobertura de la tierra, humedad del suelo.* Higrmetro - humedad.* Corrientmetro - flujo de corriente.* Tensimetro - humedad de suelo.* Reflectmetro de dominio temporal - humedad de suelo.* Sonda de capacitancia - humedad del suelo.

Prediccin hidrolgica

Las observaciones de los procesos hidrolgicos se usan para hacer predicciones sobre el futuro comportamiento de los sistemas hidrolgicos (flujo de agua y calidad del agua). Uno de los principales intereses actuales en la investigacin hidrolgica es la Prediccin en Cuencas No calibradas (BAR), es decir, en cuencas donde existen muy pocos datos o ninguno.

Hidrologa estadstica

Analizando las propiedades estadsticas de los archivos hidrolgicos, como la precipitacin o el flujo de un ro, los hidrlogos pueden estimar los futuros fenmenos hidrolgicos. Esto, sin embargo, asume que las caractersticas de los procesos permanecen sin alterar.

Estas estimaciones son importantes para ingenieros y economistas, de modo que pueda hacerse un anlisis de riesgo apropiado para influir en las decisiones sobre inversin en la futura infraestructura y determinar las caractersticas de fiabilidad de la produccin de sistemas de abastecimiento de agua. La informacin estadstica se utiliza para formular reglas de operaciones para presas grandes que forman parte de sistemas que incluyen demandas agrcolas, industriales y residenciales.

Modelos hidrolgicos

Los modelos hidrolgicos son representaciones conceptuales simplificadas de una parte del ciclo hidrolgico. Se usan principalmente para la prediccin hidrolgica y para entender los procesos hidrolgicos. Hay dos tipos principales de modelos hidrolgicos:

* Modelos basados en datos. Estos modelos son sistemas de caja negra, que usan conceptos matemticos y estadsticos para asociar una determinada entrada (por ejemplo, precipitacin) con un modelo de salida (por ejemplo, escorrenta). Las tcnicas que suelen usarse son la regresin, funciones de transferencia, redes neurales e identificacin de sistema. Estos modelos son conocidos como modelos de hidrologa estocsticos.

* Modelos basados en descripciones del proceso. Estos modelos tratan de representar los procesos fsicos observados en el mundo real. Contienen representaciones de escorrenta superficial, flujo subsuperficial, evapotranspiracin y flujo de canal, pero pueden ser mucho ms complicados. Estos modelos son conocidos como modelos hidrolgicos deterministas. Pueden subdividirse en modelos de un solo evento y modelos de simulacin continua.

La investigacin reciente sobre modelos hidrolgicos trata de tener un acercamiento ms global para entender el comportamiento de los sistemas hidrolgicos, de manera que se puedan obtener mejores predicciones y afrontar los principales desafos en la administracin de los recursos de agua.

Transporte hidrolgico

El movimiento del agua es un medio significativo por el cual otros materiales, como el suelo o los contaminantes, son transportados de un lugar a otro. Desde los aos 60, se han desarrollado modelos matemticos bastante complejos, facilitados por la disponibilidad de ordenadores de alta velocidad. Las clases de contaminantes ms comunes que se analizan son nutrientes, pesticidas, y slidos y sedimentos disueltos.

Reservorios de agua y tiempos de residencia

Reservorios de agua

Reservorio de aguaVolumen de agua(106km)Porcentaje del total de agua

Ocanos137097.25

Casquetes polares y glaciares292.05

Agua del suelo9.50.68

Lagos0.1250.01

Humedad del suelo0.0650.005

Atmsfera0.0130.001

Ros y corrientes0.00170.0001

Biosfera0.00060.00004

En el contexto del ciclo hidrolgico, unreservoriorepresenta el agua contenida en las diferentes etapas dentro del ciclo. El reservorio ms grande lo constituyen los ocanos, que contienen el 97% del agua de la Tierra. La siguiente cantidad ms grande (el 2%) se almacena en forma slida en los casquetes polares y glaciares. El agua contenida dentro de todos los organismos vivos representa el reservorio ms pequeo.

El volumen de agua en los reservorios de agua dulce, en particular aquellos que estn disponibles para uso humano, son importantes recursos acuferos.

Tiempos de residencia del agua

Eltiempo de residenciade un reservorio dentro del ciclo hidrolgico es el tiempo medio que una molcula de agua pasar en esa reserva (ver la tabla). Es una medida de la edad media del agua en ese reservorio, aunque parte del agua pase mucho menos tiempo que el promedio y otra parte mucho ms tiempo.

Reservorio de aguaTiempo de residencia promedio

Ocanos3200 aos

Glaciares20 a 100 aos

Cubierta de nieve estacional2 a 6 meses

Humedad del suelo1 a 2 meses

Agua del suelo: superficial100 a 200 aos

Agua del suelo: profunda10000 aos

Lagos50 a 100 aos

Ros2 a 6 meses

Atmsfera9 das

El agua subterrnea puede pasar ms de 10000 aos bajo la superficie de la Tierra antes de salir. Al agua subterrnea ms antigua se le llama agua fsil. Sin embargo, el agua almacenada en el suelo permanece all muy brevemente, porque se extiende poco a travs de la tierra y se pierde fcilmente porevaporacin, transpiracin, corrientes o recarga de agua subterrnea. Despus de la evaporacin, el agua permanece en la atmsfera durante aproximadamente 9 das antes decondensarsey caer a la Tierra comoprecipitacin.

Enhidrologa, los tiempos de residencia pueden estimarse de dos formas. El mtodo ms comn se basa en el principio de conservacin de la masa y asume que la cantidad de agua en un reservorio dado es aproximadamente constante. Con este mtodo, los tiempos de residencia se estiman dividiendo el volumen del reservorio por la tasa a la cual el agua entra o sale del mismo. Conceptualmente, esto es equivalente al cronometraje de cunto tiempo tardara el reservorio vaco para llenarse si no saliera nada de agua (o cunto tiempo tardara el reservorio lleno en vaciarse si no entrara nada de agua).

Un mtodo alternativo consiste en estimar los tiempos de residencia usando tcnicas isotpicas. Este mtodo est ganando popularidad, en particular para datar aguas subterrneas.Efectos sobre la civilizacin humana

La civilizacin ha prosperado histricamente alrededor de los principales ros y canales. Mesopotamia, llamada "cuna de la civilizacin", estuvo situada entre los ros principales Tigris y Eufrates. La sociedad antigua de los egipcios dependa completamente del Nilo. Las metrpolis grandes como Rotterdam, Londres, Montreal, Pars, Ciudad de Nueva York, Shanghai, Tokio, Chicago y Hong Kong deben su xito en parte a su accesibilidad al agua y la extensin consiguiente del comercio. Las islas con puertos de agua seguros, como Singapur, han prosperado por la misma razn. En sitios como frica del Norte y el Oriente Medio, donde el agua es ms escasa, el acceso al agua potable era y es un factor fundamental en el desarrollo humano.

Salud y contaminacin

El agua adecuada para el consumo humano se llama agua potable. El agua que no es potable puede hacerse potable por destilacin (calentndose hasta que se convierta en vapor de agua, y luego capturando el vapor sin las impurezas), o por otros mtodos (sustancias qumicas o tratamiento por calor que matan las bacterias). A veces se le llama agua segura al agua potable con un umbral de calidad inferior (es decir, eficaz para la nutricin de personas que tienen poco acceso al agua). El agua que no es adecuada para la bebida, pero no es daina para las personas cuando se usa para nadar o baarse, suele llenarse agua segura para el bao. El cloro es un irritante de la piel y las membranas mucosas que se usa para hacer segura el agua para el bao o la bebida. Su uso es supervisado por regulaciones estatales (tpicamente 1 parte por milln (ppm) para el agua potable, y 1-2 ppm para el agua de bao).

El agua cada vez es ms escasa en ciertos sitios, y su disponibilidad es de gran inters social y econmico. Actualmente, casi un billn de personas alrededor del mundo beben agua no potable de forma habitual. La mayor parte de los pases aceptaron, en la cumbre del G8 de 2003, el objetivo para 2015 de reducir a la mitad el nmero de personas en el mundo que no tienen acceso a agua segura y saneada. Incluso si se alcanza este difcil objetivo, quedarn aproximadamente quinientos millones de personas sin acceso a agua potable segura, y ms de un billn sin acceso a agua potabilizada. La pobre calidad del agua y una potabilizacin ineficaz son potencialmente mortales, provocando 5 millones de muertes por ao a causa del agua contaminada. El agua, sin embargo, no es un recurso finito (como el petrleo), ya que se pone en circulacin continuamente como agua potable con las precipitaciones en cantidades mucho ms altas que el consumo humano. Por lo tanto, el agua que no es renovable es la cantidad relativamente pequea de agua que est en reserva en la Tierra (aproximadamente el 1% de nuestro suministro de agua potable, que se rellena en los acuferos alrededor de entre 1 a 10 aos). Lo que escasea es la distribucin de agua potable y de irrigacin, ms que la cantidad actual que existe en la Tierra. Los pases pobres en agua usan la importacin como mtodo primario para obtener el agua (lo suficiente para el consumo humano local).

En los pases en vas de desarrollo, el 90% de toda el agua residual todava llega sin tratar a los ros y corrientes locales. Alrededor de 50 pases, con un tercio de la poblacin mundial, tambin sufren de problemas por agua, y 17 de ellos extraen ms agua anualmente de la que es recargada por sus ciclos de agua naturales. El problema no slo afecta a las fuentes de agua dulce superficiales, como los ros y lagos, sino que tambin degrada el agua subterrnea.HISTORIA DE LA HIDROLOGIAINTRODUCCIN

La Hidrologa se plantea como la ciencia que permite estudiar el agua sobre la superficie terrestre, teniendo en cuenta sus interacciones. Para los profesionales del sector agropecuario, este conocimiento se est volviendo cada da ms necesario debido a los cambios que est sufriendo el clima global debido al calentamiento. Es imprescindible pronosticar y predecir la oferta de recursos hdricos para el presente y futuro, para as poder tomar las previsiones necesarias mediante la planeacin de las explotaciones asesoradas.

Este trabajo data de los sucesos histricos que han revolucionado la hidrologa, en el cual se detallan etapa por etapa cada uno de los hechos de mayor nfasis hasta la actualidad. Entre los cuales podemos citar; los periodos de la antigedad, especulacin, observacin, medicin, experimentacin, empirismo, racionalizacin, teorizacin y modernizacin.

HISTORIA DE LA HIDROLOGA

La 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 de agua. Los hidrlogos juegan un papel importante en la bsqueda de soluciones a los problemas del agua y, para los que estudien hidrologa, los retos son interesantes.

La hidrologa proviene de las races hidro y loga que pueden expresarse como el estudio del agua o de las aguas. Sin embargo una de las definiciones ms completas ha sido la suministrada por el ingeniero Chino Ven Te Chow fundador y editor en jefe de Handbook of Applied Hidrology (1964), quien dijo que la hidrologa es la ciencia que estudia el agua en cuanto a su origen, distribucin y circulacin sobre la superficie terrestre, teniendo en cuenta sus propiedades, fsicas, qumicas y su relacin con el medio ambiente.

La hidrologa como ciencia es relativamente antigua. Civilizaciones tan antiguas como la griega, con sus pensadores trataron de explicar el porqu de la lluvia, porque los ros fluan. Fue el filsofo griego Anaxgoras quien dio una explicacin al proceso, donde intuyo que las lluvias provenan de la evaporacin del agua de mar por parte del sol. Posteriormente Teofrasto y el romano Marco Vitruvio basados en las ideas de Anaxgoras, definieron lo que hoy conocemos como ciclo hidrolgico.

Las civilizaciones asiticas, generaron una aproximacin ms de medicin, para lo cual llevaron registros sistemticos de precipitaciones, cada de nieve y viento, llegando a una teora sobre el ciclo hidrolgico tal como la conocemos hoy, alrededor del 900 400 A.C., sin embargo por su poca comunicacin con occidente, sus teoras no impactaron significativamente el conocimiento del resto del mundo.

Durante la edad media y el renacimiento el concepto de hidrologa no avanz en gran medida, hasta que Leonardo da Vinci realiz mediciones sistemticas de velocidades en diferentes cauces, con lo que lleg a la conclusin que el agua es ms rpida en la superficie que en el fondo.

En la era moderna varios cientficos aportaron sus teoras para la consolidacin de lo que hoy conocemos como hidrologa. Entre ellos tenemos: Dalton en 1802 describi un principio para la evaporacin; Hagen y Poiseuille en 1839, describieron una teora para el flujo laminar; Darcy en 1856 presento su ecuacin para el flujo en medios porosos; Manning (1891) present su ecuacin para el flujo en canales abiertos; Hazen en 1914 introdujo el anlisis de frecuencia para los mximos de una creciente; Horton en 1933 desarrollo una aproximacin a la infiltracin y en 1945 present su descripcin de las cuencas de drenaje (ndices de Horton) y finalmente en 1941 Gumbel propuso la ley de valor extremo para estudios hidrolgicos. Todas estas teoras independientes ayudaron a consolidar la naciente ciencia de la hidrologa hasta que a mediados del siglo XX (70s) alcanz un reconocimiento definitivo como disciplina.

ELEMENTOS BSICOS DE HIDROLOGALa distribucin del agua en la naturaleza, ya sea en las capas superiores de las atmsfera, en la superficie de la tierra o en los horizontes subterrneos del suelo es estudiada por la ciencia de la Hidrologa, lo mismo que los mtodos o sistemas disponibles para valorar en forma cualitativa o cuantitativa la magnitud de los fenmenos fsicos asociados con el movimiento y distribucin de estas aguas.

La Hidrologa en su conjunto depende del clima que es la resultante de la influencia que ejercen los factores humedad, temperatura, luz solar, viento, presin atmosfrica y cuya manifestacin diaria constituye el tiempo. En cualquier lugar las variables atmosfricas o factores del clima varan, de acuerdo, con la regin geogrfica, la topografa, la proximidad a las cordilleras, los mares, los suelos, la vegetacin, el hombre y el tiempo. De lo anterior surgen los macro y los microclimas.

El primero incluye variables atmosfricas en la masa del aire libre, encima de la superficie de la tierra y se miden a unos cuantos metros sobre el nivel del mar registrado en las estaciones meteorolgicas y que se refieren a temperatura, precipitacin, humedad relativa, vientos, presin atmosfrica, luz solar y evaporacin.

En cuanto al microclima se refiere al clima del espacio cercano al suelo donde crecen los cultivos, y depende de la actividad fotosinttica, la transpiracin, el sombreado mutuo de las plantas, cubierta del suelo, humedad, aireacin y otros factores que lo diferencian del macroclima, hacindolo ms importante para el agricultor y el ganadero.

En conclusin la Hidrologa est influenciada por es parte del medio ambiente que denominamos clima, tiene una naturaleza muy compleja y depende de variables atmosfricas, entre las cuales las mayores son la humedad, la temperatura y la luz solar.

EVOLUCIN HISTORIA DE LA HIDROLOGA

AntigedadUna presa sobre el ro Nilo en Egipto, 3200 A.C.Los ros Tigris y Eufrates en Mesopotamia, 3000 A.C.El ro Yellow en China, 3000 A.C.El ro Indus en India 2500 A.C.Mxico (centro del pas) 800 A.C

PERIODO DE ESPECULACINAntiguedad a 1400 d.c.

Griegos y Romanos (Homero, Tales, Platn, Aristotoles; Seneca y Plinio) especularon sobre la concepcin del ciclo hidrolgico. Sin embargo alrededor de 100 a.c. quien se acerc ms al concepto fue un Ingeniero Romano Marcus Vitruvius Pollio que relacion los conceptos de lluvia y nieve con agua subterrnea.

PERIODO DE OBSERVACIN-1400 a 1600 d.c.Etapa del renacimiento. Leonardo de Vinci y Etapa del renacimiento. Leonardo de Vinci y Bernard Palissy ampliaron la concepcin del ciclo hidrolgico (an por mera observacin y anlisis) relacionando lluvia-infiltracin-manantiales. La ingeniera de ros avanza.

PERIODO DE MEDICIN(1600-1700).El ciclo hidrolgico y sus procesos inicia un ciclo hidrolgico y sus procesos inicia un proceso de cuantificacin. Pierre Perrault mide caudales en el R. Sena en Paris. Inician estudios sobre los pozos artesianos.

PERIODO DE EXPERIMENTACIN1700 a 1800 d.c.Coincide con el desarrollo de la experimentacin en Hidrulica (piezometro, teorema de Bernoulli, frmula de Chezy, tubos de pitot). Se desarrolla la hidrologa cuantitativa.

PERIODO DE EMPIRISMO(1800-1930)Grandes aportaciones: aforos de aguas superficiales, instrumentacin para aforos, vertedores, Manning, Francis, desarrollos en el campo de la evaporacin, se de la evaporacin, se relaciona precipitacin con altitud. Inicia el empirismo. Se desarrolla el mtodo racional.

PERIODO DE RACIONALIZACIN(1930 A 1950)La hidrologa es ms analtica que emprica. Sherman desarrolla elSherman desarrolla el concepto de hidrograma unitario. Horton inicia estudios de infiltracin. Theis trabaja en Hidrulica de pozos.Nace la hidrometeorologa. Eistein trabaja sobre Eistein trabaja sobre arrastre de sedimentos. Se establecen muchos laboratorios hidrulicos e hidrolgicos.

PERIODO DE TEORIZACIN1950 a 1990Computadoras, anlisis matemtico, instrumentos sofisticados, tcnicas de investigacin de sofisticados, tcnicas de investigacin de operaciones, hidrologa estocstica.

PERIODO DE MODERNIZACIN:La tecnologa revoluciona a la hidrologa Cartografa Digital Sistemas de Informacin Geogrfica (GIS) Grandes bases de datos meteorolgicas e hidrolgicas: en Mxico ERICIII, CLICOM, BANDAS Imgenes de satlite: LANDSAT y SPOT para interpretar uso de suelo. RADAR para pronsticos de lluvia (NEXRAD) RADAR para pronsticos de lluvia (NEXRAD) Sistemas de alerta de inundaciones en tiempo real (sensores) Software: HEC-HMS, SWAT, HEC-RAS.