FIC
Hidrología
IC 4425
Introducción Walter La Madrid UNI - LNH
Presentación Datos Generales •
Curso
:
Hidrología
•
Semestre
:
2012 – I
•
Departamento
:
Ingeniería Civil
•
Créditos
:
04 créditos
•
Condición
: :
Obligatorio
•
Docente
Ing°. MSc, Walter La Madrid
Presentación Datos Generales •
Curso
:
Hidrología
•
Semestre
:
2012 – I
•
Departamento
:
Ingeniería Civil
•
Créditos
:
04 créditos
•
Condición
: :
Obligatorio
•
Docente
Ing°. MSc, Walter La Madrid
Objetivo Principal de Curso
•
Conocimiento de técnicas de Hidrología para la determinación de caudales de diseño que permita el manejo optimo y sostenible de los recursos hídricos en Prooyec Pr yectos tos de Inge Ingeni nier ería ía..
Objetivoss Específicos Objetivo •
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Los participantes: Al Al término del curso el alumno será capaz de explicar los conceptos básicos relativos a la ocurrencia del agua en la superficie de la Tierra, conceptualizando los procesos a los que este recur ecurso so queda queda so some meti tido do y las las inte interr rrel elac acio ione ness de dell agua con el medio. Se Será capaz paz de cuan uantificar la disponibi ibilidad del recurso y variables asociadas, con el fin de definir los parámetros de diseño de obras de ingeniería.
Programa
FIC
Ciclo hidrológico
Cuenca hidrográfica
Balance hídrico
Precipitación
Escurrimiento superficial
Caudales médios, mínimos y máximos
Capacidad de infiltración de suelos Nociones de águas subterrâneas
Evapotranspiraçión
Curva de permanência de caudales
Técnicas de medición de variábles hidrológicas
Regularización Reg ularización de caudales
Laminación de reservorios
Impactos
de la urbanización en una cuenca hidrográfica
Metodología Exposiciones
Desarrollo de trabajos de investigación grupales
Desarrollo de trabajos de investigación individuales
Exposiciones para presentación de trabajos de investigación individuales
Exposiciones
y plenaria para presentación de trabajos de investigación grupales
Evaluación permanente del curso
Prácticas y Exámenes PC 1 Examen parcial (25%)
PC 2 PC 3 PC 4
Examen Final (40%)
PC 5
* No se permite apuntes físicos ni digitales
Evaluación La evaluación se hará en base a los siguientes aspectos: •
Prácticas Calificadas
20%
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Trabajos y Exposición
15%
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Examen Parcial
25%
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Examen Final
40%
FIC
Introducción Algunos titulares con algo en común •
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¡Conga vá. Si o Si! ¿Habrá suficiente agua para Espinar, que ya vive escasez de este recurso vital, si Majes-Siguas II se ejecuta? Sequía australiana agrava crisis global de producción de maíz Fundación investiga mortandad de peces en Lago Algarrobos: árboles con sed
FIC Glaciares peruanos serán pintados de blanco para evitar su derretimiento
FIC
Ciclo Hidrológico
Qué es la Hidrología?
FIC
Hidrologia es una ciencia que estudia el agua sobre la Tierra; sus cantidades, distribucion, circulacion, características químicas y físicas, y su relacion con el medio ambiente y con los seres vivos. Ven Te Chow •
Es una “ciencia de la Tierra”.
De manera sencilla se puede decir que la hidrología trata de responder a la pregunta : •
Qué
pasa con el agua de lluvia ?
FIC
Hidrologia E Ingenieria Hidrológica
Qué es la Ingeniería Hidrológica?
FIC
CONCEPTO: •
Es una ciencia aplicada.
Utiliza princípios hidrológicos para solucionar problemas de Ingenieria relacionados a exploracion de recursos hídricos. •
Subdivisiones: Hidrogeologia, Hidrologia de Superfície, Hidrologia Estadística etc. •
FIC
Ingenieria Hidrológica
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Relacionada a los usos del agua • • • • • • • • •
Abastecimiento Navegacion Irrigacion Dilución de contaminantes Mantenimiento de los ecosistemas Pesca Turismo Recreacion Generacion de energia eléctrica
Usos del agua en el mundo
FIC
En el 2012 el mundo utiliza cinco veces más agua que en 1960. El volumen de agua dulce en la superficie de la tierra es relativamente fija. En cierto modo, mientras la población crece y las aspiraciones de los individuos aumenta, hay una mayor posibilidad de escasez de agua en el mundo. Perú es uno de los países más ricos en agua? •
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FIC
Abastecimiento de agua
Captación
Transporte
Superficial Subterránea
Conducción Impulsión
Tratamiento de agua cruda
Transporte Conducción Impulsión
Almacenamiento
Redes de distribución
Usuarios
Primarias Secundarias
Se estima en 200 litros por habitante por
FIC
Irrigación Irrigación: Un mayor uso en todo el mundo. Mejora de la productividad. Mayores riesgos climáticos.
Irrigacion: algunas dificultades El uso del agua en las regiones secas. De transferencia de agua. Conflictos con otros usos.
EL AGUA VIRTUAL EN EL MUNDO DEL SIGLO XXI Dr.- Ing. Arturo Rocha Felices Balance Comercial Hídrico AGUA UTILIZADA = AGUAPRODUCIDA + AGUA VIRTUAL IMPORTADA - AGUA VIRTUAL EXPORTADA
IMPLICANCIAS DEL AGUA VIRTUAL
Es muy grave que un país tenga una fuerte dependencia de la importación de Agua Virtual. Esto no es social ni políticamente aceptable; cada país debería tener “autonomía hídrica” (“independencia hidrológica“) y “soberanía alimentaria” (“autosuficiencia alimentaria”).
FIC
Irrigacion – agua en la agricultura
Estimativos de consumo de agua para diferentes productos.
FIC
Generacion de energia
FIC
Irrigacion: transporte de agua en sistemas de canales transposición
Ejemplos
Irrigação (métodos): inundação (arroz) aspersão (pivôs centrais) gotejamento
FIC
Uso industrial
Refrigeración Vapor Procesos Producto Limpieza
FIC
emisiones y tratamiento de aguas residuales
FIC
Pesca
Pesca subsistencia Artesanal comunidades nativas
turismo recreacion Pesca deportiva
FIC
Navegacion
Navegacion: ventajas mayor capacidad de carga mas economico para determinadas cargas ($ por Kg relativamente bajo)
FIC
Navegacion
FIC
Recreacion
SE CAEN, SE CAEN...
FIC
Control de inundaciones
Diques de proteccion contra inundaciones
FIC
Control de Inundaciones
Diques de proteção contra cheias
Ingenieria Hidrológica
FIC •
Relacionada al manejo del agua • • • • • • •
Control de lluvias Protección contra las inundaciones Drenage urbano Protección / restauración de recursos biológicos Erosión y sedimentación Tratamiento de aguas residuales Gestión del Agua
FIC
Sedimentos
FIC
Mantenimiento de los ecosistemas
FIC
Algunas preguntas típicas: 1) Cuál es el caudal máximo probable en un sitio propuesto para una presa?
2) Cuál es la disponibilidad de agua de un río y cómo pueden variar entre las estaciones y de un año a otro ?
3) Cuál es el caudal mínimo de un río que es igualado o superado el 90% del tiempo ?
FIC
Algunas preguntas típicas: 4) Cuál es el volumen de un reservorio necesario para garantizar un cierto caudal aguas abajo ? 5) Cuál es el tamaño adecuado de un vaso de almacenamiento para limitar las inundaciones aguas abajo a un nivel fijo ? 6) Cuál debe ser la capacidad de un canal o una alcantarilla para evitar inundaciones en determinadas zonas ?
FIC
Algunas preguntas nuevas: 7) Cual es el flujo necesario para mantener una determinada especie o ecosistema en un río ?
8) Como los cambios en el régimen hidrológico como resultado de las actividades humanas pueden afectar a las variables físicas que dependen de los ecosistemas ?
FIC
Algunas preguntas de Energia: 9) Cuál será la disponibilidad de agua para la generación de energía durante la próxima temporada seca ?
10) Considerando que no habrá suficiente agua para generar energía durante el próximo año, cuando deberían estar vinculados las plantas de energía?
11) Cuál debe ser el generador de energía y de la turbina que se instalará en una nueva hidroeléctrica ?
FIC
Algunas preguntas más 12) Considerando que la cantidad de agua en una cuenca es muy baja, cual debería ser la prioridad de los usos ? 13) Cómo el cambio climático podría afectar a la hidrología ? 14) Como la urbanización afecta a los caudales máximos ? 15) Cuál es el efecto de la deforestación sobre el flujo de los ríos ? 16) Cuál es el efecto de las plantaciones de orilleros en el cauce de un río ?
Usos consuntivos y no consuntivos
FIC
Uso consuntivo Abastecimiento urbano Abastecimiento industrial Irrigacion Abrevaderos para animales •
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Uso no consuntivo Geracion de energia eléctrica Navegacion Recreacion •
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Manejo ambiental Recojo, eliminación y transformación de contaminantes Gestión de la Calidad Ambiental Protección / restauración de recursos biológicos •
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FIC
Variabilidad de caudales:
FIC
Bibliografia • • •
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CHOW, V. T. Handbook of Applied Hydrology. McGraw-Hill. New York, 1964. n.p. DINGMAN, S. L. 2002 Physical Hydrology. Prentice Hall, Upper Saddle River, 646pp. HORNBERGER, G. M.; Raffensperger, J. P.; Wiberg, P. L.; Eshleman, K. N. 1998 Elements of Physical Hydrology . Johns Hopkins University Press. Baltimore. LINSLEY, R. K.; KOHLER, M. A.; PAULHUS, J. L. H. 1975 Hydrology for Engineers. McGraw-Hill. MAIDMENT, D. 1993 Handbook of hydrology. McGraw-Hill New York MANNING, J. C. 1997 Apllied principles of hydrology . Prentice Hall. New Jersey. McCUEN, R. H. 1989 Hydrologic analysis and Design. Prentice Hall, New Jersey. 867pp. PONCE, V. M. 1989 Engineering Hydrology: Principles and practices. Prentice Hall. New Jersey. WARD, A. D.; TRIMBLE, S. W. 2003 Environmental Hydrology . Lewis, Boca Raton. 475pp. WISLER, C. O. e BRATTER, E.F. Hidrologia. Ao Livro Técnico. Rio de Janeiro, 1964. 484p. WURBS, R. A.; JAMES, W. P. 2001 Water Resources Engineering. Prentice Hall, Upper Saddle River. 828pp. BRUTSAERT, W. 2005 Hydrology: An Introduction . Cambridge, New York, 605pp. DAVIE, T. 2003 Fundamentals of Hydrology . Routledge, New York, 169pp.
