UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA
Facultad de Ingeniería
Departamento de Hidráulica
H513 – Hidrología I
Bolilla I
Introducción.
Ciclo Hidrológico, Variables en Hidrología
y principios básicos
Contenido
1. El ciclo hidrológico como un sistema.
2. Ecuación de Transporte de Reynolds.
3. Aplicaciones a los principios básicos.
4. Ejemplos en Hidrología.
5. Bibliografía.
PGR / 08-III-2013
Introducción
1
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1. El Ciclo Hidrológico como un sistema
Movimiento
Hidrología
Distribución
Agua
Almacenamiento
Precipitación
Atmósfera
Continentes
Océanos
Evaporación
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1. El Ciclo Hidrológico como un sistema
Evapotranspiración
Precipitación
Sistema Superficial
Infiltración
Sistema Subsuperficial
Percolación
+
Q total
(Recarga)
Sistema Subterráneo
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2. Ecuación de Transporte de Reynolds
dB d
= ∫ ∫ ∫ β ρ d∀ +
dt dt v.c.
∫ ∫ β ρ V⋅ dA
s .c .
“La variación total en el tiempo de una propiedad extensiva de un fluido en movimiento”
=
“variación temporal de la propiedad extensiva almacenada en el volumen de control”
+
“flujo neto de la propiedad extensiva a través de la superficie de control”
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2. Ecuación de Transporte de Reynolds
B : propiedad extensiva del fluido (masa, energía o cantidad de movimiento)
dB
β : propiedad intensiva =
⇒ dB = β dm
dm
m masa m
ρ : masa específica del fluido =
= 3
∀ Volumen L
L
V : velocidad del fluido
T
[ ]
dA : vector diferencial de superficie L2
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3. Aplicaciones a principios básicos
a) Ecuación de continuidad (conservación de la masa)
⇒
⇒
( ρ = cte)
b) Segunda Ley de Newton (conservación de la cantidad de movimiento)
⇒
( ρ = cte)
d
( = 0)
dt
⇒
c) Ecuación de Bernoulli (conservación de la energía)
⇒
PGR / 08-III-2013
⇒
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4. Ejemplos en Hidrología
a) La relación precipitación - escorrentía
Evaporación directa (Ev)
Precipitación (R)
Infiltración (I) + Transpiración (T)
Escurrimiento superficial (Q)
{ Qj } = F
{ Rej }
PGR / 08-III-2013
F
{ Rj – Pérdidas } + { dj }
{ Qj }
{ dj }
+
Introducción
{ Qj }
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4. Ejemplos de Aplicación
b) Balance hídrico a escala mensual
Evaporación potencial (Ep)
Precipitación (R)
Variación en almacenamiento (S)
Escurrimiento (Q)
{ Qj } = F
{ Epj }
{ Rej }
PGR / 08-III-2013
F
{ Rj – Ep }
{ Qj }
+ { dj }
{ dj }
+
Introducción
{ Qj }
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4. Ejemplos de Aplicación
c) Tránsito de crecidas
Condiciones iniciales (h, Qo)
Escurrimiento (Q)
Condiciones de borde
Geometría de la conducción
{ Qj } = F
{ Qj }
PGR / 08-III-2013
F
{ hj ; Qoj } + { dj }
{ Qj+1 }
{ dj }
+
Introducción
{ Qj+1 }
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4. Ejemplos de Aplicación
d) Ley Altura – Caudal (H-Q)
Altura del pelo libre (Hj)
Escurrimiento (Q)
Condiciones de borde (remanso)
Geometría de la conducción
{ Qj } = F
{ Hj }
PGR / 08-III-2013
F
{ Hj } + { dj }
{ Qj+1 }
{ dj }
+
Introducción
{ Qj+1 }
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4. Ejemplos de Aplicación
d) Ley Altura – Caudal (H-Q) (cont.)
10
9
8
( con a, b y Ho como parámetros)
7
H (m IGM)
Q = a (H-Ho)
b
6
5
1980-1993
1994-1998
Ejemplo de
CORRELACIÓN
PGR / 08-III-2013
1999-2004
4
3
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Q (m³/s)
Introducción
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1600
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5. Bibliografía
[1]
Chin, D. A. ; “Water Resources Engineering”, Prentice Hall, New Jersey, 2000.
[2]
Chow, V. T. (editor); “Handbook of Applied Hydrology”, Mc Graw Hill, New York, 1964.
[3]
Chow, Maidment y Mays; “Hidrología Aplicada”, Mc Graw Hill, Bogotá, 1994.
[4]
Custodio, E. y Llamas, M. R.; “Hidrología Subterránea”, Omega, 2ª ed. , Barcelona, 1983.
[5]
Dingman, S. L.; “Physical Hydrology”, Prentice Hall, 2a Ed., New Jersey, 2002.
[6]
Llamas, J.; “Hidrología General”, Ed. Universidad del País Vasco, Bilbao, 1993.
[7]
Monsalve Saénz, G.; “Hidrología en la Ingeniería”, Ed. Alfaomega, México, 1999.
[8]
Orsolini, Zimmermann y Basile.; “Hidrología, Procesos y Métodos”, Ed. UNR, Rosario, 2000.
[9]
Shaw, E.; “Hydrology in Practice”, Chapman & Hall, 3ª edición, Londres, 1994.
[10]
Singh, V. P.; “Hydrologic Systems: Vol. I – Rainfall – Runoff Modeling” , Prentice Hall, New Jersey, 1988.
[11]
Singh, V. P.; “Hydrologic Systems: Vol. II -Watershed Modeling” , Prentice Hall, New Jersey, 1989.
[12]
Viessman, W. y Lewis, G; “Introduction to Hydrology”, Prentice Hall, 5ª edición, New York, 2003.
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