CURSO BÁSICO DE HIDROMETRÍA Ing. Javier C. Mendoza Rodríguez jmendoza@senamhi.gov.bo

TEMARIO 1.- EL CICLO HIDROLÓGICO 2.- HIDROMETRÍA 3.- ESTACIONES HIDROMÉTRICAS 4.- CONCEPTO DE GASTO O CAUDAL 5.- AFOROS LÍQUIDOS 6.- CURVAS DE CALIBRACIÓN 7.- TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN HIDROMÉTRICA

EL CICLO HIDROLÓGICO

Las aguas superficiales: Ríos Las aguas que discurren por la superficie de las tierras emergidas son muy importantes para los seres vivos, a pesar de que suponen una ínfima parte del total de agua que hay en el planeta. Su importancia reside en la proporción de sales que llevan disueltas, muy pequeña en comparación con las aguas marinas. Por eso decimos que se trata de agua dulce. En general proceden directamente de las precipitaciones que caen desde las nubes o de los depósitos que estas forman. Siguiendo la fuerza de la gravedad, los ríos discurren hasta desembocar en el mar o en zonas sin salida que llamamos lagos. El curso de los ríos Los ríos nacen en manantiales a partir de aguas subterráneas que salen a la superficie o en lugares en los que se funden los glaciares. A partir de su nacimiento siguen la pendiente del terreno hasta llegar al mar. Un río con sus afluentes drena una zona llamada "cuenca hidrográfica". Desde su nacimiento en una zona montañosa y alta hasta su desembocadura en el mar, el río suele ir disminuyendo su pendiente. Normalmente la pendiente es fuerte en el primer tramo del río (curso alto), y muy suave cuando se acerca a la desembocadura (curso bajo). Entre las dos suele haber una pendiente moderada (curso medio). Los ríos sufren variaciones en su caudal, que aumenta en las estaciones lluviosas o de deshielo y disminuye en las secas. Las crecidas pueden ser graduales o muy bruscas, dando lugar a inundaciones catastróficas.

Régimen Hidrológico Las variaciones de caudal definen el régimen hidrológico de un río. Las variaciones temporales se dan durante o después de las tormentas. En casos extremos se puede producir la crecida cuando el aporte de agua es mayor que la capacidad del río para evacuarla, desbordándose y cubriendo las zonas llanas próximas. El agua que circula bajo tierra (caudal basal) tarda mucho más en alimentar el caudal del río y puede llegar a él días, semanas o meses después de la lluvia que generó la escorrentía. Si no llueve en absoluto o la media de las precipitaciones es inferior a lo normal durante largos periodos de tiempo, el río puede llegar a secarse cuando el aporte de agua de lluvia acumulada en el suelo y el subsuelo reduzca el caudal basal a cero. Esto puede tener consecuencias desastrosas para la vida del río y sus riberas y para la gente que dependa de éste para su suministro de agua. La variación espacial se da porque el caudal del río aumenta aguas abajo, a medida que se van recogiendo las aguas de la cuenca de drenaje y los aportes de las cuencas de otros ríos que se unen a él como afluentes. Debido a esto, el río suele ser pequeño en las montañas, cerca de su nacimiento, y mucho mayor en las tierras bajas, próximas a su desembocadura. La excepción son los desiertos, en los que la cantidad de agua que se pierde por la filtración o evaporación en la atmósfera supera la cantidad que aportan las corrientes superficiales. Por ejemplo, el caudal del Nilo, que es el río más largo del mundo, disminuye notablemente cuando desciende desde las montañas del Sudán y Etiopía, a través del desierto de Nubia y de Sahara, hasta el mar Mediterráneo.

CUENCA HIDROGRÁFICA Se entiende por cuenca hidrográfica la porción de territorio drenada por un único sistema de DRENAJE natural. Una cuenca hidrográfica se define por la sección del RÍO al cual se hace referencia y es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada «DIVISOR DE AGUAS» Las principales características de una cuenca son: La curva cota–superficie: esta característica da una indicación del POTENCIAL HIDROELÉCTRICO de la cuenca. El coeficiente de forma: da indicaciones preliminares de la ONDA DE AVENIDA que es capaz de generar. El coeficiente de ramificación: también da indicaciones preliminares respecto al tipo de onda de avenida.

Balance Hídrico Superficial P + Qsi + Qui – E – ET – Qso – Quo – ΔS – η = 0 Donde: P: precipitación Qsi: entrada de agua superficial a la cuenca o cuerpo de agua Qui: entrada de agua subterránea a la cuenca o cuerpo de agua E: evaporación ET: evapotranspiración Qso: salida de agua superficial Quo: salida de agua subterránea ΔS: variación del almacenamiento de agua en la cuenca η: error de medición o estimación Guía metodológica para la elaboración del balance hídrico de América del Sur UNESCO, 1982

HIDROMETRÍA La palabra hidrometría proviene del griego hydro = ‘agua’ y metría = ‘medición’. Entonces, hidrometría significa “medición del agua” Importancia de la HIDROMETRÍA: Medir el agua es importante porque permite: - Conocer de cuanta agua disponemos para los diferentes usos. - Determinar las eficiencias de conducción y distribución. - Operar y controlar la distribución del agua en un sistema de riego.

ESTACIONES HIDROMÉTRICAS

CONCEPTO DE GASTO O CAUDAL Cuando se mide el agua que pasa por un riachuelo o río, por una tubería, por una sección normal de una corriente de agua, o cuando se mide el volumen del agua que produce un pozo o una mina o la que entra a (o sale de) una planta de tratamiento, en una unidad de tiempo, se conoce el caudal. Q = V * A unidades: [m3/s], [l/s]

Thompson Cipolleti Vertederos sin contracción lateral y Vertederos con contracción lateral: H L H L Para = 90° Thompson Cipolleti

AFOROS LÍQUIDOS

Dist. Pto. al origen mt Profundidad 0.00 10 0.85 20 0.80 30 40 50 60 0.95 70 1.00 80 0.65 90.0 0.55 94.3 10 10 10 10 10 10 10 10 10 4.3 0.85 0.80 0.80 0.80 0.80 0.95 1.00 0.65 0.55

V = 0.677 n/t + 0.003 V = 0.671 n/t + 0.009 Prof. Total m Prof. Observada No de vueltas n Tiempo en segundos t Vel. en el Punto m/seg Vel. en el Tramo m/seg. Area m2 0.00 0.284 4.25 0.85 0.65 25 30 0.567 0.653 8.25 0.80 0.60 23 0.739 0.841 8.00 18 0.943 0.858 0.20 22 0.772 1.234 10 1.696 1.619 8.75 0.95 11 1.542 1.270 9.75 1.00 17 0.999 0.783 0.45 0.624 6.00 0.55 0.15 15 0.680 0.340 1.18 70.43

CURVAS DE CALIBRACIÓN

TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Caudales Instantáneos Caudales medios diarios Caudales medios mensuales Caudales medios anuales Curva de duración de caudales