hidrologia aplicada - clase 1- ejercicicos.pdf

hidrologia aplicada clase 1

1. Docente:WalterPacherresSerquen
HIDROLOGÍA
APLICADA
ESCUELA DE INGENIERÍA
CIVIL

2. Hidrología
Aplicada
SEMANA I
12/08/2025
2025 -201

3. LOGRO DE LA SESIÓN |Ciclo hidrológico
y sus componentes
Identificalasetapasdelciclohidrológico,analizando
surelaciónconlahidrologíaydestacandosu
importanciaenlaplanificaciónygestiónsostenible
delosrecursoshídricos
Al finalizar la sesión de aprendizaje, el estudiante

4. REFLEXIONES
PREVIAS

5. 01
esla
la
02
esel
ccl
lc
03
ssse
leaal
aa

6. UTILIDAD

7. El ciclo del agua
Paraeldimensionamientodeunaobrahidráulicaun
datofundamentaleselcaudal;peroenlamayoríade
casosestedatonoseconoceporloquetenemosque
recurriralempleodetécnicashidrológicas.
Paraeldiseñodelasobrashidráulicas,emplearemos
lahidrologíaenlosestudiosdeaportacionesdeuna
cuenca,dondeobtendremosloscaudalesmáximosde
evacuaciónendrenajeysaneamiento,yeseldatos
fundamentalparalosestudiosdehidráulicafluvial.
SWAT(Herramientaparalaevaluacióndelsueloyaguaparauna
cuencahidrográfica)fuedesarrolladoparapredecirelimpactodelas
prácticasdemanejodelsueloenlageneracióndeagua,sedimentosy
produccióndesustanciasagrícolasquímicas,encuencasgrandesy
complejasconvariedaddesuelo,usosdetierraycondicionesde
manejosobreuntiempoprolongado.

8. EL AGUA

9. Químicamente
01
eslaunióndedos
átomosdehidrógenoy
unodeoxígeno.Se
puedeencontraren
estadosólido(hielo),
gaseoso(vapor)y
líquido(agua).
Factor
04claveenlaclimatización
denuestroplanetapara
laexistenciahumanay
enlainfluenciaenel
progreso de la
civilización.
másabundanteenla
Tierra,esunafuerza
importante que
constantemente está
cambiandolasuperficie
terrestre.
Sustancia
02
Esencial
03
paraelsostenimiento
delavidaenelplaneta;
constituyegranparte
delabiomasadelos
organismos.
El agua es…

10. 71%
DEL PLANETA
CUBIERTA POR AGUA
2,5% AGUA DULCE
69,7%
GLACIARES
30%
ACUÍFEROS
0,3%
RÍOS Y
ARROYOS
Elaguaesunrecursoúnico
einsustituiblecuyacantidad
eslimitada.Alser
fundamentalparalavida,las
sociedadesylaseconomías,
presentamúltiplesvaloresy
beneficios,pero,alcontrario
queconlamayoríadelos
recursosvaliosos,seha
comprobadoquesuvalor
“real”resultamuydifícilde
determinar.(UNESCO)
El agua en el mundo
Solo el 0,007% del agua está disponible para el consumo humano
Se evidencian la
importanciadelaguadulce
paraelfundamentodela
vidadetodoslosseres
vivos,perotambiénsu
escasadisponibilidadenel
planetaylaclaranecesidad
deprotegerestevalioso
recurso.
97,5% AGUA SALADA
Los mares y océanos son solo el 0,023% de la masa total del planeta

11. Existeunestréssinprecedentesalosrecursoshídricosdelmundo.SegúnlosdatosdelaFAO,actualmente300millonesde
personashabitanenpaísesquesufrenescasezdeagua,ymásde733millones(aproximadamenteel10%delapoblaciónmundial)
vivenenpaísesafectadosporunelevadoygraveestréshídrico.Enlosúltimosañoshemosobservadolasrepercusionesdelclima
enelagua,conlageneracióndeinundacionesysequíasnuncavistasenmuchospaísesyregiones.
Cambio climático
El agua se puede clasificar:
El uso consuntivo y no consuntivo
Ecológicamente según su
localización (superficial,
profunda,freática,defuente,de
pozos,fluvial,lacustreymarina).
Segúnsuutilización(potable,
industrial,doméstica,residual).
Segúnsucomposición(dulce,
salada,salobre,destilada,
mineral,dura,blanda).
Enelusonoconsuntivoelvolumendeaguaasignadonoseconsume
aldesarrollarlaactividadparalacualseotorgóelusodelagua.Las
aguasdeberánserdevueltas,sinafectarlacalidadenquefueron
otorgadas
Actividadenergética:dondeluegodelaprovechamiento
porlashidroeléctricas,puedeestaraptaparaotrosfines.
Agricultura:derivaaguaporelriegoquedespuésse
pierdeporlaevapotranspiración,noseincorporade
formalíquidaalciclodelagua,sinoenformadevapor
alaatmósfera.
Enelusoconsuntivoelvolumendeaguaasignadoseconsumeal
desarrollarlaactividadparalacualseotorgó.

12. Uso y disponibilidad a nivel nacional
Uso No consuntivoUso Consuntivo
¤Sector Agricultura
¤Sector Vivienda
¤Sector Minería
¤Sector Industria
¤Otros
¤Sector Energía
¤Sector Producción
(Pesquería)
¤Otros
41
ACUÍFEROS
ESTUDIADOS
1 007
RÍOS
12 201
LAGUNAS
13
Vertiente del
Titicaca
159
CUENCAS
71%
de los glaciares
tropicales del
mundo están en el
Perú
81%
de La energía
eléctrica producida
en el Perú es de
origen hidráulico
84
Vertiente del
Amazonas
62
Vertiente del
Pacífico
1,89%
del agua dulce
mundial
65% vive en la Costa donde
solo se dispone del 2% de los
recursos hídricos.
El agua en el Perú
3 044
GLACIARES
743
REPRESAS
+13 000
MANANTIALES
+4 600
bocatomas para
riego y agua
potable
Comobien(LRH29338–Art.2°):“Elaguaconstituyepatrimoniodela
Nación.Eldominiosobreellaesinalienable(enajenable)e
imprescriptible.
Esunbiendeusopúblicoysuadministraciónsolopuedeserotorgada
yejercidaenarmoníaconelbiencomún,laprotecciónambientalyel
interésdelaNación.Nohaypropiedadprivadasobreelagua.
Fuente: Autoridad Nacional del agua (ANA) –Anuario de Estadísticas Ambientales 2020-INEIENERGÉTICO ACUICOLA MEDICINAL RECREATIVO TURÍSTICO TRANSPORTE OTROS TOTAL
Pacífico 10286.84 280.39 1.24 0.83 93.76 12.5 10675.56
Amazonas 18748.37 471.27 10.22 19.57 0.38 9.3 19259.11
Titicaca 27.73 0.02 0.43 0.02 28.2
TOTAL 29,035.21 779.39 0.02 11.89 20.40 94.14 21.82 29,962.87
REGIÓN
HIDROGRÁFICA
USO NO CONSUNTIVO DE AGUA SUPERFICIAL SEGÚN VERTIENTE Y ADMINISTRACION LOCAL, 2018 (hm3) AGRARIO INDUSTRIAL POBLACIONAL MINERO TOTAL
Pacífico 11070.16 50.35 984.62 60.88 12166.01
Amazonas 3499.1 45.04 547.39 98.82 4190.35
Titicaca 406.31 0.08 49.42 5.74 461.55
TOTAL 14,975.57 95.47 1,581.43 165.44 16,817.91
REGIÓN
HIDROGRÁFICA
USO CONSUNTIVO DE AGUA SUPERFICIAL SEGÚN VERTIENTE Y ADMINISTRACION LOCAL, 2018 (hm3)

13. HIDROLOGÍA

14. Bosquejo histórico
Grandes construcciones
hidráulicas: Acueductos de
Roma, Zonas de riego en
Egipto.
Conocimiento hidrológico
práctico.
Primeros conceptos del ciclo
hidrológico (Platón,
Aristóteles).
1
PERÍODODE
ESPECULACIÓN
Antigüedada
1400
2
PERÍODO DE
OBSERVACIÓN
1400 a 1600
3
PERÍODO DE
MEDIDA
1600 a 1700
4
PERÍODO DE
EXPERIMENTACIÓN
1700 a 1800
5
PERÍODO DE
MODERNIZACIÓN
1800 a 1900
6
PERÍODO DE
EMPIRISMO
1900 a 1930
7
PERÍODO DE
RACIONALIZACIÓN
1930 a 1950
8
PERÍODO DE
TEORIZACIÓN
1950 a la
fecha
Cambio gradual de los
conceptos.
Leonardo de Vinci y
Bernard Palissy logran
una comprensión del
ciclo hidrológico.
Inicio de la moderna
ciencia de la hidrología.
Mediciones para
comprender los
fenómenos hidrológicos
(Perrault en el Sena,
Halley en el
Mediterráneo).
Primeros estudios de
pozos artesianos.
Estudios experimentales
hidráulicos.
Teorema y piezómetro de
Bernoulli, fórmula de Chezy,
tubos de Pitot.
Inicio de trabajos
cuantitativos hidrológicos.
Hidrología experimental.
Ecuación de Hagen –
Poiseuille del flujo capilar,
Ley de Darcy.
Desarrollo de fórmulas del
flujo e instrumentos de
medida, aforo sistemático de
corrientes.
Base física para varias
determinación hidrológicas
no era bien conocida.
Muchas fórmulas empíricas
fueron propuestas según
juicio y experiencia.
Análisis racional para
resolver problemas
hidrológicos.
Diagrama unitario
(Sherman), teoría de la
infiltración de la lluvia
(Horton), distribución de
probabilidades de valores
extremos (Gumbel).
Laboratorios hidráulicos e
hidrológicos.
Principios racionales propuestos
se someten a análisis
matemático.
Uso de computadoras para
estudiar los fenómenos
hidrológicos.
Análisis lineal y no lineal de
sistemas hidrológicos, adopción
de conceptos estadísticos.

15. Lahidrologíasesubdivideenmuchasotrasciencias,
entreellaslaHidrogeología,Hidrologíasuperficial,
HidrologíaEstadística,HidrologíaDeterminista,
Hidrologíaforestal,Ecohidrología,Hidrología
cualitativa,Hidrologíahidrométrica,Hidrología
cuantitativa,etc.
Definición
EtimológicamentelaHidrologíaesel
estudiodelagua.Estudialacirculación
delaguaenlanaturaleza(ciclo
hidrológico)ysurelaciónconlosseres
vivos.
Estudiaelaguasobrelasuperficiedela
Tierra,enelsuelo,enlasrocas
subyacentesyenlaatmósferacon
referenciaalaevaporaciónyala
precipitación.
División
Hidrología Superficial
Estudialosfenómenosy
procesoshidrológicosque
ocurrenenlasuperficie
terrestre.
Hidrología Estadística
Losfenómenoshidrológicos
sonaleatoriosy aún
quedanpordesarrollar
modelos matemáticos
deterministasconfiables.
Ecohidrología
Esunacienciainterdisciplinariaentrelahidrologíayla
ecología,quesehadesarrolladorápidamentedurantelos
últimos30años.
Hidrogeología
Tratadelestudiointegraldelaguasubterránea,su
distribuciónyevoluciónentiempoyespacioenelmarcodela
geologíaregional.

16. Objetivos
Eventos
referidoscon
losrecursos
hídricos.
Determinar
Estimar
Analizar
Interrelación con otras ciencias
Hidrología
Meteorología
(origen del agua)
Hidráulica
(agua en proceso
de movimiento)
Climatología
Geología
Oceanografía
Estadística
Cálculo de
probabilidades
La hidrología en la ingeniería
Losproyectosingenieriles(hidrología,hidráulicose
hidroenegéticos)surgendelanecesidaddelusoy
explotacióndelosrecursoshídricos,asícomodela
proteccióncontradañosocasionadosporéste.
Poresarazón,lahidrologíaaplicadamodernaexige
conocimientos avanzados de matemáticas,
planteamientosyresolucionesanalíticasdel
comportamientocomplejodelciclohidrológico.
Paralasseguridaddepresassebuscaladeterminaciónde
tormentasdediseñoysuconversiónaunaavenidageneradaen
sucuenca.
Paralaestabilidaddemurosyterraplenesserequierendefinir
losnivelesprobablesdeagua,asícomosuduraciónycambios.
Lahidrologíaestárelacionadaconmuchasotrascienciaspara
elestudiodelcomportamientodelaguaenlanaturaleza.

17. Cambio de almacenamiento (∆??????):
¤Almacenamientodeaguas
subterráneas
¤Almacenamientoporcambiode
humedaddelsuelo
¤Almacenamientosuperficialde
embalses,encanalesyenlapropia
escorrentíasuperficial
¤Escorrentía superficial desde otras cuencas
¤Aguas subterráneas desde otras cuencas
Importancia
??????−??????=
∆??????
∆??????
“Loqueentramenosloquesaleesigualalcambiode
almacenamiento”.Laecuaciónsecalculaparaun
determinadoperíododetiempoyparaunvolumende
control.
Ecuación fundamental de la hidrologíaIncluyelosmétodosparadeterminarel
caudalcomoelementodediseñodelas
obrasquetienenrelaciónconelusoy
proteccióndelagua.
Elingenierodesarrollametodologías
basadasenanálisisymedicionesque
permitencuantificarciertafaseofasesdel
ciclohidrológicocomoprecipitación,
escorrentía,infiltración,etc.
Considerandounacuencahidrográfica:
Entradas (I):
¤Precipitación
¤Importaciones de agua
Salidas (O):
¤Evaporación
¤Transpiración
¤Escorrentíasuperficialhaciaotras
cuencas
Escorrentía
superficial
Escorrentía
subterránea
¤Exportacionesdeagua
¤Aguassubterráneashacia
otrascuencas
¤Infiltración
Escorrentía
superficial
Escorrentía
subterránea
Precipitación
Evapotranspiración
Volumen de control
Radicaensuaplicacióndirectaenel
diseñoyoperacióndeproyectosde
ingenieríaparaelcontrolyusodel
agua(abastecimientodeagua,
capacidaddediseñodeobras).
Losdiseñosrequierendelanálisis
hidrológicocuantitativoparala
seleccióndeleventodediseño
necesario.

18. Drenaje
Estudio y construcción de obras
hidráulicas
Aplicaciones de la hidrología
Irrigación
Regulación de cursos de agua y control
de inundaciones
Aprovechamiento hidroeléctrico
Abastecimiento/Navegación/
Recreación
¤Fijacióndedimensiones
hidráulicasdeobrasdeingeniería.
¤Proyectosdepresas.
¤Establecimientodemétodosde
construcción.
Presas
¤Drenajeurbano(fluviales,
evacuacióndedesechos).
¤Drenajevial(dimensionamiento
depuentes).
¤Drenajeagrícola(eliminaciónde
aguassuperficialesqueperjudiquen
alaagricultura).
Drenaje urbano
¤Riegotecnificadoyriegopor
inundación.
¤Estudiodeevaporacióne
infiltración.
Riego tecnificado
¤Estudiodevariacionesdecaudaly
previsióndecrecientesmáximas.
¤Examendelasoscilacionesdel
niveldelaguaydelasáreasde
inundación.
Defensa ribereña
¤Caudalesmáximos,mínimosy
promediodeloscursosdeaguapara
eldimensionamientodeinstalaciones.
Centrales hidroeléctricas
¤Estudiodesedimentospara
determinacióndeembalsemuerto.
¤Fuentesdeabastecimientodeagua
parausodomésticooindustrial.
Abastecimiento de agua
potable
¤Obtencióndedatosyestudiossobre
construcciónymantenimientode
canalesnavegables.
¤Recreaciónypreservacióndel
medioambiente.

19. CICLO
HIDROLÓGICO

20. Sedenominaciclohidrológicoelconjuntodecambiosque
experimentaelaguaenlaNaturaleza,tantoensuestado
(sólido,líquidoygaseoso)comoensuforma(agua
superficial,aguasubterránea,etc.).Estáanimadopordos
causas:Laenergíasolarylagravedad.
Escorrentía superficial
Infiltración
Flujo superficial
Evaporación y
evapotranspiración
Evaporación oceánica
Condensación
Transpiración de seres vivos
Aguas subterráneas
Todoslosestadossepresentanenlanaturalezaytodas
ellassonimportantesdecaraalosrecursoshumanos.Lo
másimportanteestenerencuentalainterrelacióndel
hombreconlanaturalezaysuinfluenciaenelciclodel
agua.
Precipitación

21. Evaporación:Eselprocesoporelcualelagua
pasadeestadolíquidoaestadogaseoso,
transfiriéndosealaatmósfera.
Procesos del ciclo
Infiltración:Esunprocesoporelcual
elaguasetransfieredesdela
superficiedelterrenohacialas
profundidades.Dependedela
morfologíaycomposicióndelterreno.
Lapercolacióneselmovimientodel
aguadentrodelsuelo
Evaporación
Percolación
Transpiración:Eselresultado
delarespiracióndelas
plantasopasodelaguaa
travésdelasraíceshacialas
hojasylaatmósfera.La
cantidaddeaguacontenidaen
lavegetaciónesmínimaen
comparaciónconlaque
consume.
Escurrimiento:Eselproceso
superficialporelcualelaguafluyepor
lasuperficiedelterrenohacialos
caucesyelmar.
Evapotranspiración:Eslacombinacióndelaevaporacióny
transpiración.
Condensación:Eselpasodelaguadel
estadogaseosoalestadolíquido.
Precipitación:Escualquiertipode
aguaquecaesobrelasuperficiedela
tierra,incluye,llovizna,lluvia,granizo,
nieve,etc.
Flujobaseoescorrentíabase
SegúnSmakhtin(2001)sondescargasdeaguaprovenientesdeaguasubterráneayformanpartedelhidrogramadeescorrentía.
Parasuanálisisserequieredeinformacióndecaudalescontinuos.Sinembargo,Aparicio(1992),indicaqueelescurrimientobase
oflujobaseestáconstituidoporaguasmeteóricasdediversosaños,porende,esmuydifícilconocersuorigen.

22. Precipitación Evaporación
Interceptación
Transpiración
Flujo sobre el
suelo
??????
Escorrentía
superficial
Infiltración
Flujo
subsuperficial
Flujo
subterráneo
Escorrentía a
caudales y
mares
??????
Percolación
profunda
+
+
+
+
+
+
+
Agua
atmosférica
Agua
superficial
Agua
subterránea
Ciclo hidrológico global como un sistema
Elciclohidrológicopuede
considerarsecomoun
sistemaconcomponentes
queserían:precipitación,
evaporación,escorrentíay
losotroscomponentesdel
ciclo.
Estos componentes
puedenseragrupadosasu
vezensubsistemasypara
analizartodoelsistema,
lossubsistemaspueden
sertratadosporseparado
y los resultados
combinadosdeacuerdoa
lasinteraccionesentre
ellos.

23. PRÁCTICA

24. Analizarcómodiferentesfactoresambientalesafectanelciclohidrológico,identificandosucesosrealesocurridosenelPerú.
1)Formargruposdetrabajo.
2)Cadagruporecibiráuntemarelacionadoconfactoresambientalesysuimpactoenelagua:
●Cambioclimático
●Deforestación
●Urbanización
●Contaminacióndelagua
●Sobreexplotaciónderecursoshídricos
●Mineríaydrenajeácido
●Pérdidadeglaciares
●Incendiosforestales
●Pérdidadehumedales
3)InvestigarunsucesorealocurridoenelPerúqueestérelacionadoconsutema.
4)Analizarelcasoidentificando:
●Descripciónycontextodelcaso(3puntos)
●¿Cómoafectóelciclohidrológico?(4puntos)
●¿Quéconsecuenciastuvo?(4puntos)
●¿Quésolucionessehanimplementadoopodríanimplementarse?(5puntos)
●Realizarunesquemaquerelacionelostemasysusimpactosenelagua(4puntos)
SubirpresentaciónpptoenlaceCanva.

25. PREGUNTAS
FINALES

26. 02
01
leslamptancaelecsaapaaelesalle
nestasactvaes
lessnlasetapaselccllc
03lessnlasaplcacneselalaenlanenea
04
factesambentalesafectanelccllc

27. •Lassesionessonparticipativas,manteniendoelorden
yelrespetoentrelosparticipantes.
•EstaratentosalosanunciosyforosenUtp+Class.
Recuerda :
Correo institucional:[email protected]
Recomendaciones:
CONTACTO
•Asistirpuntualaclases.
•Tenalamanotusapuntesymaterialde
estudio.
•Realizaanotacionesyformulapreguntaspara
responderposiblesdudas.

28. IR AL DRIVE
ARCHIVOS

29. Objetivos
Martes 12
Prioridades
Notas
SEMANA I
20:15 –22:30
AGOSTO
HORARIO

30. Objetivos
Martes 19
Prioridades
Notas
SEMANA II
20:15 –22:30
AGOSTO
HORARIO

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A TENER EN CUENTA
APTITUDES
INTELECTUALES
Tus capacidades para
aprender.
CONOCIMIENTOS
PREVIOS
Tus saberes, creencias y
actitudes sobre un tema
o situación.
Tu energía necesaria para
comenzar a estudiar y la fuerza
de voluntad para mantenerte en
dicha actividad hasta conseguir
un propósito.
MOTIVACIÓN AL
ESTUDIO
TÉCNICAS Y HÁBITOS DE
ESTUDIO
Las herramientas que te ayudan
a aprehender y mejorar tu
rendimiento académico y la
forma en que te enfrentas a tus
actividades académicas.
EL ÉXITO EN LA VIDA UNIVERSITARIA DEPENDE DE: