Hidrología: Procesos y Métodos

HUGO ORSOLINI,; ZIMMERMANN, ERIK DANIEL; PEDRO BASILE,

UNR Editora

Lugar: Rosario; Año: 2009 p. 247

978-950-673-700-9

En el diseño de una obra hidráulica, el cálculo hidrológico previo ha sido, con frecuencia, sujeto a gruesas simplificaciones. Este hecho, motivado en gran medida por el desconocimiento de los procesos que rigen los fenómenos hidrológicos y, también, por los métodos empleados para estimar las respuestas de éstos procesos, ha provocado numerosos problemas de diseño en las estructuras hidráulicas. Se pretende, en este sentido, desarraigar la idea de que la hidrología es meramente un número: el caudal de diseño. Por otro lado, se ha pretendido incorporar las nuevas concepciones de la hidrología, tales como la descripción del ciclo hidrológico como un todo, inseparable, como herramienta de gestión del recurso hídrico y fuertemente relacionado con la calidad del medio ambiente. El carácter transdisciplinario de los proyectos de gestión exige, hoy día, una formación cada vez más generalista y humanista del ingeniero y es competencia de los educadores dar su contribución en ese sentido. En este texto no se espera agotar la discusión sobre los temas abordados, sino por el contrario, iniciarla y promoverla, dado que la complejidad intrínseca de cada uno de los procesos desarrollados no permite, en determinadas situaciones, efectuar una única interpretación del producto resultante de la interacción entre cada uno de dichos procesos. Se brindan aquí elementos básicos, conceptuales, que el lector podrá elaborar, desarrollar y eventualmente adecuar a sus necesidades. Se ha realizado un esfuerzo para ejemplificar los conceptos generales con componentes de la Hidrología de Llanuras, porque nuestro ámbito regional de referencia presenta esta morfología característica. En este contexto la hidrología merece un tratamiento específico, el cual hemos tratado de precisar con las herramientas tecnológicas actuales. Hidrología: Procesos y Métodos tiene por origen, los apuntes de la Cátedra de Hidrología e Hidráulica Aplicada, perteneciente al plan de estudios de la carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario. En el contexto del nuevo diseño curricular de la carrera, los mismos fueron reelaborados, actualizados y, finalmente, incorporados al presente texto, el cual se utiliza para el dictado de la asignatura Recursos Hídricos II. No obstante, pensamos que este material didáctico podrá emplearse también en el desarrollo de cursos de post-grado, dado que se describen técnicas que normalmente no conforman los contenidos de las asignaturas de grado. Se presenta aquí, una Segunda Edición del libro, que se considera mejorada respecto a la primera versión, tanto en aspectos como en contenidos. Algunos capítulos se han reordenado y en otros se han incorporado nuevas metodologías de cálculo, algunas recientes desarrolladas en tesis doctorales locales. Las nuevas incorporaciones se han ejemplificado con ejercicios de aplicación. A otros capítulos se les ha adicionado información específica de nuestra región, ya que como se dijo arriba el contexto utilizado para ejemplificar han sido los paisajes de la llanura pampeana. El Capítulo I del libro describe el ciclo hidrológico, las ecuaciones de balance empleadas, sus particularidades en las áreas de llanura y su relación con el medio ambiente, describiendo problemáticas urbanas y rurales típicas de la región, sobre las que se ha recabado experiencias. Las mediciones hidrológicas representan un aspecto decisivo para la modelación de los procesos y la gestión de recursos hídricos, este tema se ha desarrollado en el Capítulo II, donde se reseñan los instrumentos que actualmente se utilizan junto a procedimientos de depuración de la información. En el Capítulo III se describe el lugar físico donde ocurren los procesos hidrológicos: el sistema hidrológico, como un concepto generalizador del enfoque clásico de cuenca, el cual no puede ser extrapolado a las morfologías de llanura. Los procesos de intercambios de humedad entre suelo, vegetación y atmósfera se analizan en el Capítulo IV, donde se presentan un conjunto de metodologías para evaluar la evapotranspiración. Los procesos que se verifican bajo la superficie, tales como la infiltración, redistribución de humedad en el perfil de suelo y recarga freática, son desarrollados en el Capítulo V. Allí se describen metodologías para evaluar los flujos de humedad y vapor en el medio permeable subsuperficial. Las técnicas de transformación lluvia-escorrentía son detalladas en los Capítulos VI y VII. Se analizan funciones de transformación lineales, deducidas a partir de aforos líquidos y de características morfológicas de los sistemas de estudio. En el Capítulo VIII, se detallan las ecuaciones y las técnicas numéricas empleadas para realizar la propagación de caudales en forma físicamente basada y espacialmente distribuida en cuencas y cursos de agua. Asimismo, se presentan métodos de propagación hidrológicos aplicables en cursos de agua y embalses. Los Capítulos precedentes han analizado el sistema bajo estudio y los procesos asociados al ciclo hidrológico que se dan en él. El Capítulo IX aborda las técnicas estadísticas que se utilizan para estudiar la aleatoriedad que presentan las variables de entrada al sistema, principalmente la precipitación. La estadística representa un abordaje válido para el tratamiento de variables climáticas, para las cuales los complejos mecanismos que rigen su comportamiento, aún no han sido interpretados correctamente. En el terreno del diseño hidrológico, en este Capítulo se analizan diferentes criterios para construir la tormenta de proyecto y el hidrograma de diseño correspondiente. Los procesos hidrológicos circunscriptos en el ámbito urbano han sido abordados en el Capítulo X, donde se reseñan métodos de cálculo específicos para el diseño de colectores pluviales. Finalmente, en el Capítulo XI, se han abordado aspectos de la hidrología subterránea debido a la importancia que revisten estos procesos en el ciclo hidrológico y como fuente de abastecimiento de recursos hídricos. El enfoque empleado tiene un carácter introductorio dado que su estudio detallado conforma una disciplina en sí dentro de la hidrología. En este Capítulo se analizan aspectos generales del flujo en medios porosos, de la hidráulica de pozos y del diseño de las captaciones subterráneas. También se ha incorporado una descripción de los principales acuíferos de la región.  Esperamos que este compendio de conceptos y métodos sea de utilidad para una mejor gestión de este recurso tan importante, fuente de vida, que es el agua.