guia a la ing. civil

1. CURSO : HIDROLOGIA
FIDEL GERMAN SAGASTEGUI PLASENCIA
INGENIERO CIVIL COLEGIADO
MAGISTER EN GESTION AMBIENTAL
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

2. HIDROLOGIAOGIA
• Es la ciencia natural que estudia al
agua, su ocurrencia, circulación y
distribución en la superficie terrestre,
sus propiedades químicas y físicas y
su relación con el medio ambiente,
incluyendo a los seres vivos.

3. • Aceptando, esta definición ,es
necesario limitar la parte de la
Hidrología que se estudia en la
Ingeniería a una rama que
comunmente se denomina Hidrología
Aplicada, que incluye el diseño y
operación de proyectos de Ingeniería
para el control y aprovechamiento del
agua.

4. • EL INGENIERO CIVIL QUE SE OCUPA
DE PROYECTAR, CONSTRUIR O
SUPERVISAR EL FUNCIONAMIENTO
DE INSTALACIONES HIDRÁULICAS
DEBE RESOLVER PROBLEMAS COMO
DISEÑAR PUENTES, ESTRUCTURAS
PARA EL CONTROL DE AVENIDAS,
PRESAS, VERTEDEROS, SISTEMAS DE
ABASTECIMIENTO DE AGUA.

6. • Las ciencias, en que se apoya la
Investigación Hidrológica son
básicamente la geografía física, la
meteorología, la geología, la
hidráulica, las matemáticas y la
estadística, aunque también es fácil
encontrar relaciones de la hidrología
con disciplinas como la física,
química, biología, investigación de
operaciones y otras.

7. CICLO HIDROLOGICO
Es el conjunto de cambios que
experimenta el agua en la naturaleza,
tanto en su estado ( sólido, liquido
y gaseoso) como en su forma (agua
superficial, agua subterránea, etc).
Es frecuente definir la Hidrología como
la ciencia que se ocupa del Estudio
del Ciclo Hidrológico.

10. • Como todo ciclo, el Hidrológico no tiene ni
principio ni fin, y su descripción puede
comenzar en cualquier punto. El agua que
se encuentra sobre la superficie terrestre o
muy cerca de ella se evapora bajo el efecto
de la radiación solar y el viento. El vapor
de agua que así se forma, se eleva y se
transporta por la atmósfera en forma de
nubes hasta que se condensa y cae hacia
la tierra en forma de precipitación.

13. LA ATMOSFERA
• El Interés de su estudio en Hidrología,
radica en que ella, tiene lugar parte del
Ciclo Hidrológico. Se define como
aquella capa de aire que rodea a la
tierra y donde se realiza parte del Ciclo
Hidrológico. Su composición
Nitrógeno (78%); Oxigeno(21%); Argón
(0.94%) ; Otros gases ( 0.06). ( hasta
20Km).

14. CAPAS DE LA ATMOSFERA
• TROPOSFERA: Capa inferior desde nivel del
mar hasta unos 6 Km.( Polos ) y hasta 17 Km (
en el Ecuador). La temperatura disminuye a
razón de 0.6 ºC por cada 100 mts de ascenso.
Zona de perturbaciones atmosféricas. En ella se
forman las nubes, tiene lugar los vientos, las
lluvias.
• ESTRATOSFERA: se extiende por encima de la
troposfera hasta 30 á 40 km.la temperatura
permanece constante en todo su espesor.

15. • La superficie que separa la tropósfera de la
estratósfera es la TROPOPAUSA . Marca el
Limite de la Atmosfera meteorológica.
• IONOSFERA : Se ubica encima de la
estratosfera y se desvanece gradualmente
en el espacio .La temperatura aumenta con
la altura.

16. LA TEMPERATURA
• Es un factor importante del ciclo
hidrológico, pues interviene en todas sus
etapas. Desde el punto de vista practico, la
temperatura interviene como parámetro en
las formulas para calcular la evaporación y
en las formulas para calcular las
necesidades de agua de riego de las
plantas.

17. GRADIENTE VERTICAL DE
TEMPERATURA
• La temperatura disminuye en la
tropósfera,en una cantidad que varía,
según las condiciones locales, pero
que en promedio es de alrededor de 0.6
ºC por cada 100 mts. De ascenso. Esto
es lo que constituye el gradiente
vertical de temperatura.

18. INVERSION DE TEMPERATURA
• Se llama así al fenómeno que se presenta
bajo ciertas condiciones locales y que
consiste en lo siguiente. En las primeras
horas del dia, la tierra se encuentra a baja
temperatura debido a que en la noche ha
perdido gran cantidad de calor; en
ausencia de vientos y con el cielo
despejado, las capas inferiores de la
tropósfera son mas frías que las
inmediatas superiores.

19. RADIACION SOLAR
• Es la fuente de energía del ciclo
hidrológico. Es el factor mas importante
del ciclo Hidrológico. produce variaciones
de calor que se traducen en una mayor o
menor evaporación.
• La tendencia actual en Hidrología es que la
radiación solar vaya sustituyendo a la
temperatura como parámetro en el cálculo
de la evaporación y de la transpiración.

20. HUMEDAD ATMOSFERICA
• Expresa el contenido de vapor de agua de
la atmósfera, vapor de agua que proviene
de la evaporación que tiene lugar en los
espejos de agua, en los suelos húmedos o
a través de las plantas.
• La humedad Atmosférica, interesa a la
Hidrología por dos motivos: Precipitación y
por que determina la velocidad de la
Evaporación.

21. TENSION DE VAPOR
• Es la Presión parcial que ejerce el vapor de
agua, Su formula :
• ea = p – p’
• Donde :
ea = Tensión de vapor
p = Presión de aire húmedo.
p’ = Presión de aire seco

22. TENSION DE VAPOR DE SATURACION (es)
Es la Tensión de vapor en un volumen de aire
saturado.
Es decir que, a una temperatura t del aire
corresponde un par de valores ea , es. El
primero es la tensión de valor actual y el
segundo es la tensión de vapor de
saturación.
Los valores de la tensión de vapor de
saturación dependen pues de la
temperatura.

23. • En Meteorología la unidad elemental
de presión es la baria, que equivale a
una dina por centímetro cuadrado. El
milibar es igual a mil barias y el bar es
igual a mil milibares.
• 1 bar = 1,000 milibares.
• 1 milibar = 1,000 barias
• 1 baria = 1 dina / cm2

24. CONDENSACION
• Es el proceso mediante el cual el
vapor de agua pasa al estado líquido.
Por enfriamiento, una masa de aire
disminuye su capacidad para contener
vapor de agua. Todo exceso de vapor
de agua se condensa en pequeñas
gotitas (neblinas y nubes ).

26. HUMEDAD ABSOLUTA Y HUMEDAD
RELATIVA
• Humedad absoluta es la masa de vapor de
agua medida en gramos, contenida en 1m3
de aire.

27. La humedad relativa es la relación entre
la tensión de valor actual y la tensión de
vapor de saturación a la misma
temperatura.
Se expresa en porcentaje.

28. LOS VIENTOS
• Es el aire en movimiento. Es un factor
importante del ciclo hidrológico porque
influye en el transporte del calor y de la
humedad y en el proceso de la
evaporación.
• El viento es muy susceptible a la influencia
del relieve y de la vegetación.(1 nudo
=0.514 m/seg = 1.85 Km/h)

29. VELOCIDAD DE LOS VIENTOS
• Escala de Beaufort (consta de 13 grados)

30. EL CLIMA
La palabra Clima deriva de una voz
griega que significa inclinación,
aludiendo seguramente a la
inclinación del eje terrestre. como se
sabe las estaciones tienen lugar
debido al movimiento de traslación de
la tierra alrededor del sol, con su eje
de rotación inclinado con respecto al
plano de traslación.

31. ELEMENTOS
• Los elementos que permiten distinguir
un clima de otro son: la temperatura,
la precipitación, la presión, el viento y
la radiación solar. Los dos primeros
son los principales.

32. FACTORES QUE CONDICIONAN AL CLIMA
• Los factores que condicionan el clima
son: la latitud, la altitud, y la
continentalidad. La latitud determina
la intensidad de radiación solár, la
altitud determina la temperatura. La
continentalidad se refiere a la mayor o
menor proximidad de un lugar a los
mares.

33. CLASIFICACION DE LOS CLIMAS
• c Tomando en cuenta sólo la precipitación:
• a) Climas cálidos de clima intertropical
• 1. Régimen ecuatorial. Llueve todo el año, presentando dos
máximos al año.
• 2. Régimen sub-ecuatorial. Presenta dos períodos secos al año.
• 3. Régimen tropical. Presenta un solo período de lluvia.
• b) Climas templados
• 1. Régimen de climas templados. Presenta lluvia todo el año,
casi uniformemente repartida.
• 2. Régimen mediterráneo. Presenta un período fríó y otro
caluroso y seco.
• c) Clima frío y polar. Corresponde a las altas latitudes.
• d) Régimen de zonas desérticas. Las zonas desérticas se
encuentran re partidas en casi todas las latitudes y su presencia
se explica generalmente por causas locales que determinan la
ausencia de lluvias.-

34. LOS CLIMAS EN EL PERU
• El Perú, por su posición geográfica, debió tener
en toda su amplitud un clima cálido,
extremadamente lluvioso. Sin embargo esta
característica climática corresponde sólo a
nuestra Amazonía. En el resto del país hay una
gran diversidad de climas, cuyo origen está en :
• La Cordillera de los Andes
• La Corriente Marina de Humboldt
• El Anticiclón del Pacífico Sur

35. REGION DE LA COSTA
• Abarca hasta los 500 m. s. n. m. Está
conformada por desiertos, tablazos, lomas
y valles. Los desiertos ocupan la porción
más extensa, son de una aridez completa y
se hallan interrumpidos por las pampas
(relleno aluviónico sobre el cual se
deslizan las arenas, pero que con agua de
riego se convierten en terrenos fértiles).

36. REGION DE LA SIERRA
• Presenta, en general, un clima de régimen
tropical, es decir un solo periodo de lluvia
al año. Pero no es tan simple. Según
Javier Pulgar Vidal, se pueden distinguir
hasta cinco zonas a1titudinales.
• Entre los 500 y los 2,500 m.s.n.m
• La zona entre los 2,500 y los 3,500 m.s.n.m.
• La zona entre los 3,500 y los 4,100 m.s.n.m.
• La zona entre los 4,100 y los 4,800 m.s.n.m.
• La quinta zona, la Cordillera

37. REGION DE LA SELVA
• Es la región más lluviosa del país.
Presenta un régimen ecuatorial con dos
períodos de máxima precipitación al año:
Febrero y Noviembre. Es importante
todavía distinguir dos regiones selváticas:
selva alta y selva baja.
• La región de la selva alta se extiende entre
los 500 y los 1,500 ó 2,000 m.s.n.m. en la
vertiente oriental de los Andes.

38. LA PRECIPITACION
• Se define precipitación a toda forma de
humedad, que, originándose en las nubes, llega
hasta la superficie terrestre. De acuerdo a esta
definición, las lluvias, las granizadas, las garúas
y las nevadas son formas distintas del mismo
fenómeno de la precipitación. En Estados
Unidos, la lluvia se identifica según su
intensidad, en:
- Ligera, para tasas de caída de hasta 2.5 mm/h
- Moderada, desde 2.5 hasta 7.6 mm/h
- Fuerte, por encima de 7.6 mm/h

39. TIPOS DE PRECIPITACIONES
1.-CONVECTIVAS: Son causadas por el ascenso
de aire cálido mas liviano que el aire frio de los
alrededores.
2.-OROGRAFICOS: Resultan del ascenso del aire
cálido hacia una cadena de montañas.
3.-CICLONICAS: Se producen cuando hay un
encuentro de nubes de diferentes
temperaturas: Las mas calientes son
impulsadas a las partes mas altas donde
precipitan.

41. MEDICION DE LA PRECIPITACION
1.- Pluviómetros simples.
2.- Pluviómetros registradores (Fluviógrafo)
3.- Pluviómetros totalizadores

43. CURVA MASA DE PRECIPITACION EN UNA
ESTACION
La curva masa es la representación de la
precipitación acumulada Vs el tiempo.
Se extrae directamente del pluviograma.

44. ANALISIS DE LOS DATOS
PLUVIOMÉTRICOS
Las precipitaciones en altura de agua
medidas con pluviómetros varían de un
lugar a otro y en un mismo lugar, de un
tiempo a otro. Se recurre por ello a la
estadística, escogiendo un modelo
matemático que represente el
comportamiento de la lluvia en el lugar de
estudio.

46. VALOR CENTRAL DOMINANTE
• Es la precipitacion anual media o módulo
pluviométrico anual, que es 571.7 mm.
• Este valor da una idea de la magnitud de
las lluvias en Sibayo.
RANGO
Es la diferencia entre los valores extremos
de las precipitaciones anuales .Ejem:
795.7 – 248.5 = 547.2 mm

47. DESVIACION ESTANDAR DE LAS
PRECIPITACIONES ANUALES
Sx = 159 mm

48. COEFIC IENTE DE VARIABILIDAD

49. ESTIMACION DE DATOS FALTANTES
1.- Método del U.S. Weather Bureau

51. METODO DE LOS PROMEDIOS

53. METODO DE LA RECTA DE REGRESION

56. ANALISIS DE CONSISTENCIA
Cualquier cambio en la ubicación como en la
exposición de un pluviómetro puede
conllevar un cambio relativo en la cantidad
de lluvia captada por el pluviómetro. El
registro completo publicado representará
condiciones inexistentes. Un registro de
este tipo se dice que es inconsistente. Una
forma de detectar las inconsistencias es
mediante las curvas doble másicas.

58. ESTUDIO DE LA CUENCA