Hidrología en la ingeniería / Germán Monsalve Sáenz.

CONTENIDO
HIDROLOGIA
1.1 Definición
1.2 Ciclo hidrológico
1.2.1 Definiciones
1.2.2 Esquema del ciclohidrológico
1.3 Distribución del agua total en la Tierra de acuerdo con su naturaleza
1.4 Ecuación fundamental de la hidrología
1.5 . Historia de la hidrología
1.6 Aplicaciones de la hidrología
1.7 Varios
CUENCAS HIDROGRAFICAS
2.1 Generalidades
2.2 Regiones hidrológicas
2.2.1Hoya hidrográfica
2.2.2 Divisorias
2.2.3 Clasificación de los cursos de agua
2.3 Características físicas de una hoya hidrográfica
2.3.1 Area de drenaje (A)
2.3.2 Forma de la hoya
2.3.2.1 Indice de Gravelius o coeficiente de compacidad (Kc)
2.3.2.2 Factor de forma (Kf)
2.3.3 Sistema de drenaje
2.3.3.1 Orden de las corrientes de agua
2.3.3.2 Densidad de drenaje (Dd)
2.3.3.3 Extensión media de la escorrentía superficial
2.3.3.4 Sinuosidad de las corrientes de agua
2.3.4 Características del relieve de una hoya
2.3.4.1 Pendiente de la hoya
2.3.4.2 Curva hipsométrica
2.3.4.3 Elevación media de la hoya
2.3.4.4 Pendiente de la corriente principal
2.3.4.5 Rectángulo equivalente
2.3.5 Suelos
2.3.6 Hoyas representativa y experimental
2.3.6.1 Hoya representativa
2.3.6.2 Hoya experimenta
PRECIPITACION
3.1 Generalidades
3.2 Factores climáticos
3.2.1 Atmósfera
3.2.2 Circulación general de la atmósfera y vientos
3.2.3 Humedad atmosférica
3.2.3.1 Distribución geográfica de la humedad
3.2.3.2 Variación de la humedad en el tiempo
3.2.4 Temperatura y transporte de energía en la atmósfera
3.2.4.1 Distribución vertical de la temperatura
3.2.4.2 Distribución geográfica de la temperatura
3.2.4.3 Variación de la temperatura con el tiempo
3.2.5 Viento
3.3. Precipitación, formación y tipos
3.3.1 Formación de las precipitaciones
3.3.2 Tipos de precipitaciones
3.3.2.1 Precipitaciones convectivas
3.3.2.2 Precipitaciones orográficas
3.3.2.3 Precipitación por convergencia
3.3.3 Distribución geográfica de la precipitación
3.4 Medidas pluviométricas
3.4.1 Datos faltantes
3.4.2 Análisis de dobles masas
3.5 Análisis estadístico de datos hidrológicos
3.5.1 Presentación y análisis de datos
3.5.2 Distribuciones de probabilidad de interés en hidrológia
3.5.2.1 Normal o Gauss
3.5.2.2 Log-normal
3.5.2.3 Gumbel o de valores extremos
3.5.2.4 Log-Gumbel
3.5.2.5 Distribución log-Pearson tipo III
3.5.2.6 Distribución Pearson tipo III
3.5.3.1Frecuencia de lluvias
3.5.3.2 Frecuencia de lluvias máximas anuales
3.5.4 Frecuencia de ocurrencia y riesgo
3.6. Variación de la precipitación
3.6.1 Variación geográfica
3.6.2 Variación temporal
3.7. Precipitación media sobre una hoya
3.7.1 Método aritmético
3.7.2 Método de polígonos de Thiessen
3.7.3 Método de isoyetas
3.8. Análisis de lluvias intensas
3.8.1 Variación de la intensidad con la duración
3.8.2 Variación de la intensidad con la frecuencia
3.8.2.1 Series anuales y series parciales
3.8.2.2 Relación intensidad-frecuencia
3.8.3 Relación intensidad-duración-frecuencia
3.8.4 Estudio de intensidades
3.8.4.1 Hietogramas
3.8.4.2 Estudio de intensidades de lluvia en una cuenca
ANEXO
CAPITULO 3. ANALISIS DE FRECUENCIAS HIDROLOGICAS
I Introducción
II Distribución normal
III Distribución logarítmico-normal (log-normal)
IV Distribución Pearson tipo III
V Distribución log-Pearson tipo III
VI Distribución Gumbel
CAPITULO 4. INFILTRACION
4.1 Generalidades
4.2 Distribución de la precipitación en el suelo
4.3 Parámetros característicos de la infiltración
4.3.1 Capacidad de infiltración o tasa de infiltración
4.3.2 Velocidad de infiltración
4.4 Métodos de medición de la capacidad de infiltración
4.4.1 Infiltrómetros
4.4.2 Medida de la capacidad de infiltración en una hoya por medio de la separación de las componentes del hidrograma
4.5. Factores que intervienen en la capacidad de infiltracion
4.6. Ecuación de la curva de capacidad de infiltración contra tiempo
4.7. Indice de infiltración
CAPITULO 5. EVAPORACION Y EVAPOTRANSPIRACION
5.1 Introducción
5.2 Definición y factores físicos
5.2.3 Definición
5.2.2 Interpretación del fenómeno
5.2.3 Explicación del fenómeno
5.2.4 Condiciones básicas para la ocurrencia del mecanismo de evaporación
5.3 Influencias meteorológicas
5.3.1 Temperatura de la superficie
5.3.2 Temperatura y humedad del aire
5.3.3 Viento
5.3.4 Otros
5.4 Definiciones básicas
5.4.1 Evaporación potencial
5.4.2 Transpiración
5.4.3 Evapotranspiración
5.4.3.1 Evapotranspiración potencial
5.4.3.2 Evapotranspiración real
5.5 Fórmula general de evaporación
5.6 Determinación de evaporación y evapotranspiración
5.6.1 Métodos de estimación
5.6.1.1 Método aerodinámico
5.6.1.2 Método de balance energético
5.6.1.3 Método de Penman
5.6.1.4 Método de Thorntwaite
5.6.1.5 Método de Blaney y Criddle
5.6.1.6 Fórmula de Turc
5.6.2 Métodos de medida
5.6.2.1 Aparatos
5.6.2.2 Método de balance hídrico
ESCORRENTIA SUPERFICIAL
6.1 Generalidades
6.1.1 Factores que influyen en la escorrentía superficial
6.1.1.1 Factores climáticos
6.1.1.2 Factores fisiográficos
6.1.1.3 Factores humanos
6.1.2 Variables que caracterizan la escorrentía superficial
6.1.2.1 Caudal, Q
6.1.2.2 Coeficiente de escorrentía superficial, C
6.1.2.3 Tiempo de concentración, tc
6.1.2.4 Período de retorno, T
6.1.2.5 Nivel de agua, h
6.2 Hidrogramas
6.2.1 Análisis de hidrogramas de creciente
6.2.2 Separación de las componentes del hidrograma
6.2.2.1 Forma del hidrograma de agua subterránea
6.2.2.2 Métodos más utilizados para la separación de las componentes del hidrograma
6.2.2.3 Determinación del punto E de inicio de la curva de agotamiento
6.2.3 Curva de agotamiento de agua de un acuífero
6.2.4 Clasificación de crecientes
6.3 Medidas de caudales
6.3.1 Vertederos
6.3.2 Molinetes
6.3.3 Curva de calibración de caudales líquidos
6.3.4 Establecimiento de estaciones hidrométricas
6.4 Estimación de la escorrentía superficial a través de los datos de lluvia
6.4.1 Fórmula racional
6.4.2 Fórmulas empíricas
6.4.3 Hidrograma unitario de una hoya
6.4.3.1 Definición
6.4.3.2 Generalidades
6.4.3.2.1 Teoría clásica de linearidad
6.4.3.2.2 Hidrogramas unitarios producidos por una lluvia neta de 1 mm de altura
6.4.3.3 Duración de la lluvia neta
6.4.3.4 Tiempo de retardo de la hoya
6.4.3.5 Duración crítica de la lluvia neta adoptada en la definición del hidrograma unitario
6.4.3.6 Curvas S y la transformación de hidrogramas
6.4.3.6.1 Definición
6.4.3.6.2 Procedimiento
6.4.3.6.3 Determinación de la duración crítica de la lluvia neta por medio de la utilización de las curvas S
6.4.3.7 Ejemplos de cálculos analíticos de curvas S
6.4.3.7.1 Caso en que la duración de la lluvia neta t1 es igual al intervalo de tiempo para descripción del hidrograma unitario (caso 1)
6.4.3.7.2 Caso en que la duración de la lluvia neta t1 es diferente y mayor del intervalo de tiempo para descripción del hidrograma unitario (caso 2)
6.4.3.8 Ejemplos de cálculos analíticos de hidrogramas unitarios
6.4.3.8.1 Ejemplo 1
6.4.3.8.2 Ejemplo 2
6.4.3.9 Hidrograma unitario sintético-Método de Snyder
6.4.3.10 Gráfica de distribución
ESTIMACION DE CRECIENTES
7.1 Crecientes e inundaciones
7. 1. 1 Cálculo de una creciente
7.1.2 Pronóstico de crecientes
7.2 Período de retorno, T
7.3. Análisis de la naturaleza de los datos de caudal
7.3.1 Diversos métodos de distribución de caudales máximos
7.3.2 Método de Fuller
7.4. Métodos de pronóstico de crecientes basados en datos de lluvia
7.4.1 Hidrograma unitario
7.4.2 Fórmula racional
7.4.2.1 General
7.4.2.2 Lluvia total crítica media sobre una hoya
7.4.2.3 Métodos para el cálculo del tiempo de concentración
7.5 Fórmulas empíricas para cálculo de caudales de creciente
7.5.1 Fórmula de Burkli - Ziegler
7.5.2 Fórmula de Kresnik
7.5.3 Fórmula de Creager
7.5.4 Fórmula de Baird y McIllwrsith
7.6 Control de las crecientes e inundaciones
7.6.1 Introducción
7.6.2 Causas de las crecientes
7.6.3 Métodos de combate contra las crecientes
7.6.3,1 Construcción de embalses
7.6.3.2 Mejoramiento de canales
7.6.3.3 Desviación hacia otra hoya
7.6.4 Legislación adecuada en el control de crecientes
7.6.5 Sistema de alarma en el control de crecientes
PROPAGACION DE CRECIENTES
8.1 Generalidades
8.2 Propagación de crecientes a través de embalses
8.2.1 Consideraciones teóricas
8.2.2 Consideraciones prácticas
8.2.2.1 Análisis teórico
8.2.2.2 Análisis práctico
8.2.2.3 Rebosadero con compuertas
8.3 Propagación de crecientes en ríos y canales
8.3.1 Consideraciones teóricas
8.3.2 Método de Muskingum
8.3.2.1 Descripción
8.3.2.2 Formulación de la forma de trabajo de la ecuación de tránsito de Muskingum
8.3.2.3 Estimaciones de k y X
8.3.2.4 Guías generales
8.3.2.5 Ejemplo de procedimiento de cálculo método de Muskingum
REGIMEN DE CORRIENTES DE AGUA
9.1 Generalidades
9.1.1 factores geológicos
9.1.2 Factores pluviométricos
9.1.3 Otros factores
9.1.3.1 Humedad del suelo
9.1.3.2 Temperatura
9.1.3.3 Topografía
9.1.3.4 Tipo de vegetación
9.1.3.5 Forma de la hoya
9.1.3.6 Dirección de la lluvia asociada a la forma de la hoya, cadenas de montañas, vientos predominantes,etc
9.2 Diagrama de frecuencias
9.3 Curva de duración o permanencia de caudales
9.3.1 Definición
9.3.2 Utilización de curvas de duración de caudales para deducción de características de cuencas hidrográficas
9.3.3 Extensión de curva de duración de caudales de período de registro corto a período de registro largo
9.3.4 Determinación de una curva de duración de caudales en una hoya hidrográfica en caso de inexistencia de datos de caudal
9.4 Curva de utilización
9.5 Caudales y volúmenes perdidos y deficitarios
9.5.1 Caudal y volumen perdido promedio
9.5.2 Caudal y volumen deficitario promedio
9.5.3 Relaciones caudal derivable contra caudal medio utilizable, caudal medio perdido y caudal medio deficitario
CAPITULO 10. REGULACION DE CAUDALES Y CONTROL DE SEQUIAS
10.1 Generalidades
10.2 Cálculo del volumen de un embalse para atender a una ley de regulación
10.2.1 Método analítico
10.2.2 Diagrama de masas
10.3. Volúmenes actuales de embalse
10.3.1 Método analítico
10.3.2 Diagrama de masas
10.4. Regulación máxima
10.5. Control de sequías
CAPITULO 11. GENERACION SINTETICA DE CAUDALES
11.1. Generalidades
11.2. Procedimiento de Monte-Carlo
11.3. Fenómeno de persistencia
11.4. Modelo de Thomas-Fiering
11.5. Otros modelos
11.6. Generación de números aleatorios
11.6.1 Números distribuido uniformemente
11.6.2 Números normalmente distribuidos
11.7 Ejemplo de generación sintética de caudales anuales
CAPITULO 12. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
12.1 Introducción
12.2 Hidráulica de canales erosionables
12.3 Transporte sólido
12.3 .1 Transporte de sedimentos en suspensión
12.3.2 Transporte de sedimentos de fondo
12.3.3 Clasificación del transporte de sedimentos según mecanismo y según origen
12.3.4 Tasa de abastecimiento de sedimento y capacidad de flujo para transportarlo
12.3.5 Fórmulas de transporte de material de fondo
12.3.6 Fórmula de Laursen para transporte total
12.3.7 Conclusiones
12.4 Medidas de concentración de sedimentos
12.4.1 Muestreadores de sedimentos en suspensión
12.4.2 Muestreadores de sedimento depositado en el lecho de los ríos
12.4.3 Medida de la carga total de sedimento por eliminación del sedimento del lecho
12.5. Colmatación de embalses
CAPITULO 13. AGUAS SUBTERRANEAS
13.1 Generalidades
13.2 Modos de ocurrencia de aguas subterráneas
13.2.1 Acuífero freático
13.2.2 Acuífero artesiano
13.3 Coeficientes que definen un acuífero
13.3.1 Coeficiente de transmisibilidad (T)
13.3.2 Coeficiente de almacenamiento (S)
13.4 Determinación de los coeficientes de Almacenamiento (S) y transmisibilidad (T)
13.4.1 Lineamientos teóricos
13.4.2 Ejemplo
CAPITULO 14. HIDROMETRIA E INSTRUMENTACION
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS