21/08/2020

📚 Libro: Hidrología Aplicada - Abel Mejía Marcacuzco

Hidrología Aplicada

 HIDROLOGÍA APLICADA [PDF]

Autor: Dr. Jesús Abel Mejía Marcacuzco
Universidad Nacional Agraria La Molina - Facultad de Ingeniería Agrícola - Lima Perú 2006

PRESENTACIÓN

La creciente necesidad del hombre de utilizar, controlar y preservar los recursos naturales y principalmente los escasos recursos hídricos del que dispone ha hecho de la hidrología una ciencia fundamental de modo que su conocimiento y aplicación sean imprescindibles para el ingeniero agrícola, civil, ambiental, agrónomo, geógrafo y muchas otras profesiones.

En nuestro país, los recursos hídricos disponibles son abundantes pero no siempre bien distribuidos. Se trata entonces de distribuirlos mejor en el tiempo y en el espacio, y principalmente de preservarlos planeando y proyectando la optimización de nuestros sistemas de aprovechamiento de recursos hídricos. Para esto, se debe conocer y observar los fenómenos hidrológicos de la cuenca en estudio y a partir de los datos observados, elaborar estudios comprensivos para caracterizar y prever su comportamiento con el objetivo de conllevar a su mejor utilización.

No se puede escribir sobre hidrología en el Perú sin mencionar a los profesores José D. Salas, Medardo Molina Gutiérrez, Pedro Guerrero Salazar, José de Pierola Canales, José Tejada G. y muchos otros que han contribuído para la evolución de esta ciencia en el país. Fuera del Perú, el autor tuvo la oportunidad de compartir experiencias y recibir clases de los profesores Van Der Beken, J. J. Peters, Simonovic, Podalyro Amaral de Souza, Kokey Uehara, entre otros, cuyos aportes y experiencias transmitidas se incluyen en el texto.

El libro presenta, en algunos casos, avances modernos del conocimiento y deja de lado, entre otros, descripciones de equipos por considerar menos importantes que los problemas de procesamiento de datos de campo, por lo que el libro está proyectado para el estudiante y profesional, que en el Perú, tiene más oportunidad de usar que de obtener datos hidrológicos. Del mismo modo el libro puede ser de alguna utilidad para los profesionales que se encuentran trabajando en esta área del conocimiento ya que su objetivo principal es la aplicación de la Hidrología a la solución de problemas de ingeniería. El autor espera que el libro sea de utilidad a todos aquellos que esté comprometidos con el planeamiento y diseño de obras hidráulicas.

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

    1.1 Generalidades
    1.2 Visión Histórica de la Hidrología
    1.3 Definición y dominio de la Hidrología
    1.4 La Hidrología en la Ingeniería
    1.5 Aspectos climáticos e hidrográficos del Perú
    1.6 El Ciclo Hidrológico
    1.7 El Sistema Hidrológico
    1.8 Modelo Hidrológico
    1.9 El balance hídrico
    1.10 Bibliografía

2. HIDROMETEOROLOGÍA

    2.1 Generalidades
    2.2 La Atmósfera
          2.2.1 La presión atmosférica y la densidad
          2.2.2 Composición química
    2.3 Circulación general de la atmósfera y vientos
    2.4 Humedad Atmosférica
          2.4.1 Presión del vapor
          2.4.2 Saturación
          2.4.3 Punto de rocío
          2.4.4 Déficit de saturación
          2.4.5 Humedad relativa
          2.4.6 Humedad Absoluta
          2.4.7 Densidad del aire húmedo
          2.4.8 Humedad específica
          2.4.9 Vapor de agua en una columna atmosférica estática
          2.4.10 Agua precipitable
    2.5 Procesos de transporte
    2.6 Radiación Solar
    2.7 Temperatura
          2.7.1 Gradiente vertical de temperatura
          2.7.2 Distribución geográfica de la temperatura
          2.7.3 Variación de la temperatura con el tiempo
    2.8 Vientos
    2.9 Bibliografía

3.  CUENCA HIDROGRÁFICA

    3.1 Generalidades
    3.2 Características físicas de la cuenca
          3.2.1 Límite de la cuenca
          3.2.2 Área de la cuenca
          3.2.3 Forma de la cuenca
          3.2.4 Sistema de drenaje
          3.2.5 Características de relieve
          3.2.6 Cuenca representativa y cuenca experimental
          3.2.7 Tipo de suelos
          3.2.8 Uso y ocupación del suelo
    3.3 Factores climáticos
    3.4 Impactos causados por la construcción de obras hidráulicas
          3.4.1 Impacto climático
          3.4.2 Efectos hidrológicos
    3.5 Bibliografía

4. RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS HIDROLÓGICOS
    4.1 Redes Hidrométricas Convencionales
          4.1.1 Generalidades
          4.1.2 Redes óptimas
          4.1.3 Red mínima
          4.1.4 Densidad mínima de las redes
          4.1.5 Costos
    4.2 Adquisición de Datos en tiempo real
          4.2.1 Telemetría
          4.2.2 Sistemas de transmisión
    4.3 Uso de Satélites en hidrología
          4.3.1 Generalidades
          4.3.2 Tipos de satélites operativos disponibles
          4.3.3 Evaluación de precipitación
          4.3.4 Plataforma de colecta de datos
    4.4 Difusión de la información hidrológica
    4.5 Análisis de información hidrológica
          4.5.1 Generalidades
          4.5.2 Detección de errores
          4.5.3 Análisis de consistencia de datos
    4.6 Análisis de saltos
          4.6.1 Procedimiento de análisis 
          4.6.2 Identificación de salto
          4.6.3 Corrección de la información
    4.7 Completación de datos hidrológicos
          4.7.1 Completación de datos mediante un promedio siemple
          4.7.2 Completación mediante el método de razones normales
          4.7.3 Completación de datos mediante regresión simple
          4.7.4 Completación de datos mediante generación aleatoria
    4.8 Bibliografía

5. PRECIPITACIÓN

    5.1 Generalidades
    5.2 Mecanismos de formación de las precipitaciones
    5.3 Tipos de precipitación
          5.3.1 Precipitaciones convectivas
          5.3.2 Precipitaciones orográficas
          5.3.3 Precipitaciones frontales o ciclónicas
    5.4 Medición de la precipitación
          5.4.1 Pluviómetros
          5.4.2 Pluviógrafos
          5.4.3 Cuantificación de la lluvia con radar
    5.5 Variación geográfica de la precipitación
          5.5.1 Variación Altitudinal
          5.5.2 Variación de la precipitación con el área
    5.6 Distribución temporal de la precipitación
    5.7 Precipitación media sobre un área
          5.7.1 Método aritmético
          5.7.2 Método de los polígonos de Thiessen
          5.7.3 Método de las isoyetas
          5.7.4 Método angular
          5.7.5 Método Isoporcentual
          5.7.6 Método de Thiessen Asociada a técnicas de montecarlo
    5.8 Análisis de frecuencias de valores anuales de precipitación
    5.9 Análisis de lluvias intensas
          5.9.1 Variación de la intensidad con la duración
          5.9.2 Relaciones entre la intensidad, duración y frecuencia
    5.10 Precipitación Máxima Probable (PMP)
          5.10.1 Generalidades
          5.10.2 Procedimientos de Cálculo
    5.11 Bibliografía

6. EVAPORACIÓN Y EVAPOTRANSPIRACIÓN

    6.1 Introducción
    6.2 Conceptos generales
    6.3 Factores que afectan la evaporación
    6.4 Medición de la Evaporación
    6.5 Fórmula general de la evaporación
    6.6 Evaporación a partir de superficies libres de agua
          6.6.1 Método del balance de energía
          6.6.2 Método del balance de masa o método aerodinámico
          6.6.3 Método combinado
          6.6.4    Método del balance hídrico
    6.7 Reducción y control de la evaporación
    6.8 Evaporación a partir del suelo
    6.9 Determinación de la evapotranspiración
          6.9.1 Instrumentos de medición
          6.9.2 Fórmula de Penman (1961)
          6.9.3 Fórmula de Van Bavel (1966)
          6.9.4 Fórmula de Thornwaite
          6.9.5 Fórmula de Blaney y Criddle
          6.9.6 Fórmula de Hargreaves
          6.9.7 Fórmula de Turc
          6.9.8 Resumen de las fórmulas de evapotranspiración
    6.10 Bibliografía

7. INTERCEPCIÓN, RETENCIÓN SUPERFICIAL E INFILTRACIÓN

    7.1 Introducción
    7.2 Intercepción
    7.3 Retención superficial
    7.4 Afua subsuperficial
          7.4.1 Flujo no saturado
          7.4.2 Porosidad
          7.4.3 Contenido de humedad del suelo
          7.4.4 Ecuación de continuidad
          7.4.5 Ecuación de momentum
    7.5 Infiltración
          7.5.1 Generalidades
          7.5.2 Parámetros que controlan la infiltración
          7.5.3 Movimiento del agua en el suelo
          7.5.4 Evaluación de la capacidad de infiltración
          7.5.5 Variación temporal de la tasa de infiltración
          7.5.6 Ecuación de Horton
          7.5.7 Ecuación de Philip
          7.5.8 Método de Green-Ampt
          7.5.9 Tiempo de encharcamiento
          7.5.10 Resumen de las ecuaciones de infiltración
    7.6 Bibliografía

8. ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

    8.1 Introducción
    8.2 El hidrograma
          8.2.1 Componentes de hidrograma
          8.2.2 La curva de recesión
          8.2.3 Separación del caudal base
          8.2.4 Parámetros característicos del Hidrograma
    8.3 Relaciones elementales entre lluvia y descarga
          8.3.1 Operaciones lluvia-descarga
          8.3.2 Correlaciones simples
          8.3.3 Indice de precipitaciones antecedentes
    8.4 Introducción a los sistemas lineales
          8.4.1 Conceptos básicos
          8.4.2 Clasificación de los sistemas hidrológicos
          8.4.3 La cuenca como un sistema lineal invariable en el tiempo
    8.5 El hidrograma unitario (HU)
          8.5.1 Generalidades
          8.5.2 Determinación del hidrograma unitario
          8.5.3 Aplicaciones del Hidrograma Unitario
          8.5.4 Hidrograma unitario para diferentes duraciones (Curva S)
          8.5.5 Hidrograma Unitario Sintético
    8.6 Bibliografía

9. ANÁLISIS DE MÁXIMAS AVENIDAS

    9.1 Aspectos generales
    9.2 Periodo de retorno y riesgo
    9.3 Métodos estadísticos
          9.3.1 Generalidades
          9.3.2 Series parciales y anuales
          9.3.3 La curva de frecuencia
          9.3.4 Distribución Log Normal de dos parámetros
          9.3.5 Distribución Log Normal de tres parámetros
          9.3.6 Distribución de Gumbel y Log Gumbel
          9.3.7 Distribución Pearson III
          9.3.8 Distribución Log Pearson III
          9.3.9 Método de Fuller
    9.4 Uso de factores de frecuencias en el análisis de máximas avenidas
           9.4.1 Factor de frecuencia para la distribución Normal y Log Normal
          9.4.2 Factor de frecuencia para la distribución Gumbel y Log Gumbel
          9.4.3 Factor de frecuencia para la distribución Pearson III
    9.5 Límites de confianza para las distribuciones de valores extremos
    9.6 Ejemplo de análisis de máximas avenidas
    9.7 Bibliografía

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Atentamente,
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