¿Qué es la Hidrología?

La hidrología es una rama de las ciencias de la tierra que estudia las propiedades físicas, químicas y mecánicas del agua continental y marítima, su distribución y circulación en la superficie de la Tierra, en la corteza terrestre y en la atmósfera.

Esto incluye las precipitaciones, la escorrentía, la humedad del suelo, la evapotranspiración y el equilibrio de las masas glaciares. Por otra parte, el estudio de las aguas subterráneas corresponde a la hidrogeología.

La Hidrología estudia asimismo las propiedades del agua y sus interrelaciones naturales.

En el concepto anterior se debe entender que el concepto “agua” comprende el conjunto de fases en las que ésta se encuentra en la naturaleza (sólida, líquida o gaseosa), según se esquematiza en la siguiente figura:

Desde el punto de vista de la Ingeniería Civil, veremos que la Hidrología incluye los métodos para determinar el caudal como elemento de diseño de las obras que tienen relación con el uso y protección del agua, como es el caso de represas, canales, acueductos y drenaje pluvial, entre otros.

Importancia de la Hidrología

En la actualidad la hidrología tiene un papel muy importante en el planeamiento del uso de los Recursos Hidráulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniería que tienen que ver con suministro de agua, disposición de aguas servidas, drenaje, protección contra la acción de ríos y recreación.

De otro lado, la integración de la hidrología con la Geografía Matemática en especial a través de los sistemas de información geográfica ha conducido al uso imprescindible del computador en el procesamiento de información existente y en la simulación de ocurrencia de eventos futuros.

Las inundaciones son eventos hidrológicos extremos que pueden prevenirse mediante

el estudio de la hidrología

Objetivos de la Hidrología Los objetivos de la Hidrología son:

Entender los mecanismos y procesos del ciclo hidrológico (reservorios y flujos) y su interacción con la litósfera, atmósfera y biosfera.

Profundizar nuestro conocimiento sobre el rol desempeñado por el AGUA dentro del SISTEMA TIERRA (Interacción Hidrósfera - Biosfera; Hidrósfera - Litósfera; Hidrósfera -Atmósfera).

Cuantificar el impacto humano o antrópico pasado, presente y futuro sobre los recursos hídricos.

Proveer elementos para desarrollar estrategias para el uso racional y protección del recurso agua, de los sistemas hidrológicos y de las condiciones ambientales asociadas.

Aplicación en la Ing. Civil El uso de la Hidrología en la Ingeniería Civil, es fundamental para el planeamiento, diseño y operación de los proyectos hidráulicos, pues estos son los que se orientan hacia los parámetros hidrológicos de diseño.

Sin embargo, dada la dependencia de esta ciencia de los aspectos meteorológicos y ambientales, los resultados deberán ser considerados como estimados en muchos casos y por lo tanto será necesario complementar las incertidumbres con métodos probabilísticos.

Si el diseño en Ingeniería Civil se orienta al uso del agua con fines de Aprovechamiento, la Hidrología es empleada, por ejemplo, para estimar la posibilidad o no de realizar el abastecimiento de demandas de agua en una población, desde fuentes superficiales (Ríos, lagos) o Subterráneas.

Entre los usos más comunes del agua con fines de Aprovechamiento se destacan:

Abastecimiento Urbano.

Riego Agrícola.

Hidroelectricidad.

Control de Crecidas.

Control de Erosión

Con las obras de Protección, la Hidrología da a la Ingeniería Civil los métodos que analizan los regímenes de caudales medios y extremos (máximos) de las corrientes de agua en los tramos de influencia de las obras viales, en las zonas que requieren de alcantarillados de aguas lluvias, y en las zonas inundables adyacentes a los cauces.

Finalmente, sean Obras de Aprovechamiento o de Protección, podremos pensar que los métodos de la Hidrología recolectan y procesan información histórica, programan y ejecutan actividades de campo en topografía, batimetrías, aforos líquidos y sólidos, toma y análisis de muestras de sedimentos, entre otros

Los resultados de éstos producen información sobre los siguientes aspectos:

Características climatológicas y morfométricas de las

zonas que tienen influencia sobre el área del proyecto Civil.

Selección y capacidad de la fuente que suministrará el caudal que se entregará a los beneficiarios del proyecto.

Magnitud de los eventos extremos (Crecientes y Sequías), que pueden poner en peligro la estabilidad de las obras civiles, o a los procesos de navegación o el suministro confiable de agua a los usuarios.

Transporte de sedimentos hacia las obras de captación y almacenamiento, o erosión de cauces naturales.

HIDROLOGÍA COMO CIENCIA El agua es un elemento indispensable para el

desarrollo de la vida sobre la Tierra. El hombre siempre se ha preocupado por ella para satisfacer tanto sus necesidades básicas y secundarias, como otras que se iban generando a medida que, con la evolución, sus prioridades se modificaron y vio en el agua un medio para satisfacer las demandas de consumo que crecían cada vez más, a diferencia de los recursos hidrológicos que eran permanentes.

Esta situación dio lugar a la creación de la hidrología como ciencia, con objeto de estudiar el agua en sus diversos aspectos y lograr su mejor aprovechamiento.

La hidrología es una ciencia nueva que apareció como tal a fines del siglo XIX, pero sólo en su aspecto cualitativo, ya que desde el punto de vista cuantitativo se empezó a considerar a partir de la tercera década del siglo XX, cuando ya no sólo se preocupaba de las propiedades del agua, sino que trataba de medirlas y analizarlas después de reunir los datos estadísticos correspondientes; sin embargo, se podría decir que la hidrología es tan antigua como el ser humano, porque trata del aprovechamiento del agua por el hombre y para la supervivencia la reserva más grande con que se cuenta es el océano, contiene la mayor del mismo.

En el sentido amplio del término, la hidrología tiene como objeto de estudio toda el agua de la Tierra, sin embargo, por razones prácticas, su campo ha sido limitado en varios aspectos.

Así por ejemplo parte del agua que abastece a la Tierra, y la ciencia que lo estudia es la oceanografía; ésta no está incluida en la hidrología que se enfoca sólo a los aspectos relacionados con las aguas continentales. Los estudios del agua que se forma en el interior de la Tierra se hacen principalmente con la participación de la vulcanología y de otras ramas de la geología.

Una parte muy importante del agua, aunque pequeña en cantidad (0.001% del volumen total de agua sólida, líquida o gaseosa; Bethemont, 1980)), se presenta en la atmósfera en estado gaseoso, como constituyente de ella, o como partículas líquidas o sólidas suspendidas en ella.

Del estudio de la atmósfera terrestre se ocupa principalmente la meteorología, aunque la hidrología, a su vez, se interesa esencialmente por el agua de origen atmosférico. De aquí que tenga que ver con la distribución geográfica del agua precipitada, ya sea en forma de lluvia, granizo o nieve, con las cantidades precipitadas en cada lugar, con la intensidad de la precipitación o con todo lo relacionado a las variaciones en cantidad e intensidad.

También se ocupa de las fuentes de agua atmosférica, ya sea en el mar o en la tierra, y de los movimientos desde los puntos de origen a los puntos de precipitación, así como del retorno del agua a la atmósfera, es decir, por la evaporación ya sea desde el agua libre, de la superficie terrestre o por transpiración. La Hidrología se define como la ciencia que estudia la disponibilidad y la distribución del agua sobre la Tierra.

LA DIVISION DE LA HIDROLOGIA

La hidrología puede catalogarse, de acuerdo con la forma de análisis, y el uso que se dará de los resultados puede clasificarse, aun sabiendo de la limitación de cualquier clasificación en:

Hidrología cualitativa

En la hidrología cualitativa el énfasis está dado en la descripción de los procesos. Por ejemplo en la determinación de las formas y causas que provocan la formación de un banco de arena en un río, estudio asociado al transporte sólido de los cursos de agua; o al análisis de la ocurrencia de condensaciones en determinados puntos de una carretera, que afectan la visibilidad y por lo tanto pueden aconsejar a cambiar el trazado de la misma.

Hidrología hidrométrica

La hidrología hidrométrica, o hidrometría, se centra en la medición de las variables hidrológicas, se trata básicamente de trabajos de campo, donde el uso adecuado de los instrumentos de medición, la selección adecuada de los locales en los cuales las medidas son efectuadas y la correcta interpretación de los resultados es fundamental para la calidad de la información recabada, ayudando en su totalidad a poder calcular aspectos relacionados con cauces y tas dependencias hidrológicas.

Hidrología cuantitativa

El énfasis de la hidrología cuantitativa esta en el estudio de la distribución temporal de los recursos hídricos en una determinada cuenca hidrográfica. Los instrumentos más utilizados en esta rama de la hidrología son los instrumentos matemáticos, modelos estadísticos y modelos conceptuales.

Hidrología en tiempo real

Es la rama más nueva de la hidrología, y se populariza a partir de los años 1960 - 70, con el auge de las redes telemétricas, donde sensores ubicados en varios puntos de una cuenca transmiten, en tiempo real los datos a una central operativa donde son analizados inmediatamente para utilizarlos en auxilio de la toma de decisiones de carácter operativo, como abrir o cerrar compuertas de una determinada obra hidráulica.

Hidrología forestal

Es el estudio del ciclo hidrológico, es decir, la circulación del agua entre la Tierra y la atmósfera en los montes, bosques o demás áreas naturales.

LOS ESTUDIOS DE LA HIDROLOGIA

Los estudios de campo deben efectuarse con el propósito de identificar, obtener y evaluar la información referida: al estado actual de las obras de drenaje existentes, condiciones topográficas e hidrológicas del área de su emplazamiento. Asimismo el estudio de reconocimiento de campo permite identificar y evaluar los sectores críticos actuales y potenciales, de origen hídrico como deslizamientos, derrumbes, erosiones, huaycos, áreas inundables, asentamientos, etc. que inciden negativamente en la conservación y permanencia de la estructura vial (carreteras y/o puentes).

Se debe evaluar las condiciones de las estaciones pluviométricas e hidrométricas, así como la consistencia de los datos registrados. Por otro lado, el estudio de reconocimiento de campo permite localizar y hacer el estudio correspondiente de todas las cuencas y/o micro-cuencas hidrográficas, cuyos cursos naturales de drenaje principal interceptan el eje vial en estudio.

Para la elaboración de un estudio o informe de Hidrología, la actividad de estudio de campo a lo largo del proyecto vial, es de carácter obligatorio, por parte del o los especialista (s) a cargo de los estudios hidrológicos e hidráulicos.