FUNDAMENTOS DE HIDROLOG脥A DE SUPERFICIE [PDF]
Autor: Francisco Javier Aparicio Mijares
Primera Edici贸n
PRESENTACI脫N
El presente texto es resultado de la impartici贸n, durante cinco a帽os, del curso de hidrolog铆a en la Universidad Nacional Aut贸noma de M茅xico. Responde a la necesidad existente de un texto a nivel b谩sico sobre hidrolog铆a de superficie escrito en espa帽ol y adaptado a las particulares condiciones de M茅xico e Hispanoam茅rica.
El texto est谩 escrito a nivel b谩sico, de manera que sea accesible tanto a estudiantes como a profesionales interesados en la hidrolog铆a. Por ello, se han evitado deliberadamente los planteamientos te贸ricos y complejos y se ha procurado no perder de vista los aspectos globales de los problemas hidrol贸gicos pr谩cticos. El contenido de la obra es igual al que se imparte en el curso semestral a nivel profesional en carreras tales como ingeniero civil, ingeniero agr贸nomo o ingeniero hidr贸logo. Es 煤til como introducci贸n a cursos de posgrado y como obra de consulta para profesionales de ingenier铆a y geograf铆a.
A pesar del car谩cter fundamental del libro, se han incluido ciertos temas que usualmente no se imparten a nivel profesional, como el de nociones de hidrometeorolog铆a (apartado 6.1) y elementos de una teor铆a de la infiltraci贸n (apartado 7.3), que es necesario impulsar en nuestro medio. El libro supone un conocimiento previo en matem谩ticas elementales y fundamentos de estad铆stica. En este 煤ltimo aspecto, sin embargo, es com煤n que los cursos b谩sicos de estad铆stica en ingenier铆a tengan un enfoque ligeramente diferente al de la hidrolog铆a; en este sentido, la obra incluye los conceptos fundamentales de probabilidad y estad铆stica orientados a la hidrolog铆a, en el apartado 9.1, Y los de regresi贸n y correlaci贸n, en el ap茅ndice B.
El orden de los temas acaso parezca extra帽o a los profesores de hidrolog铆a que acostumbran impartir su curso describiendo en primer lugar cada uno de los componentes del ciclo hidrol贸gico por separado, y posteriormente sus relaciones y aplicaciones a problemas pr谩cticos. Mi experiencia docente me indica que esa manera de impartir el curso resulta tediosa para los estudiantes acostumbrados a imaginar obras y buscar aplicaciones casi inmediatas de los cursos te贸ricos. Por ello se ha elaborado la obra tomando el cap铆tulo cinco (almacenamiento y tr谩nsito en vasos y cauces), que es el de mayor inter茅s pr谩ctico, como centro de atenci贸n y rode谩ndolo del resto de los temas. El orden adoptado, adem谩s, permite que los estudiantes desarrollen todo un proyecto hidrol贸gico a lo largo del curso.
CONTENIDO
1. Introducci贸n
1.1 Definici贸n y objetivo de la hidrolog铆a
1.2 Breve rese帽a hist贸rica
1.3 El ciclo hidrol贸gico
2. LA CUENCA HIDROL脫GICA
2.1 Concepto de cuenca
2.2 Caracter铆sticas de la cuenca y los cauces
3. ESCURRIMIENTO
3.1 Fuentes de los diferentes tipos de escurrimiento
3.2 Hidrogramas y su an谩lisis
3.3 Aforo
3.3.1 Secci贸n de control
3.3.2 Relaci贸n secci贸n-pendiente
3.3.3 Relaci贸n secci贸n-velocidad
3.3.4 Otros m茅todos
3.3.5 Curvas elevaciones-gastos
3.3.6 Condiciones que debe reunir una estaci贸n hidrom茅trica
4. EVAPORACI脫N Y TRANSPIRACI脫N
4.1 Evaporaci贸n
4.1.1 F贸rmulas emp铆ricas
4.1.2 Balance de energ铆a
4.1.3 Balance de agua
4.1.4 Medici贸n de la evaporaci贸n
4.2 Evapotranspiraci贸n o uso consuntivo
4.2.1 M茅todo de Thorntwaite
4.2.2 M茅todo de Blaney-Criddle
4.2.3 Extracciones de un almacenamiento para riego
5. ALMACENAMIENTO Y TR脕NSITO EN VASOS Y CAUCES
5.1 Tipos de almacenamientos y sus caracter铆sticas
5.2 Estimaci贸n del volumen 煤til y el NAMO
5.3 Funcionamiento de vasos
5.3.1 Entradas al vaso
5.3.2 Salidas del vaso
5.3.3 Procedimiento de c谩lculo
5.3.4 Entradas
5.3.5 Salidas
5.4 Tr谩nsito de avenidas en vasos
5.4.1 M茅todo semigr谩fico
5.4.2 M茅todo num茅rico
5.5 Tr谩nsito de avenidas en cauces
5.5.1 M茅todo de Muskingum
6. PRECIPITACI脫N
6.1 Nociones de hidrometeorolog铆a
6.1.1 Definiciones
6.1.2 Contenido de vapor de la atm贸sfera. Agua precipitable
6.1.3 Vientos
6.1.4 Modelos de lluvia
6.2 Medici贸n de la precipitaci贸n
6.3 An谩lisis de los datos de precipitaci贸n
6.3.1 Lluvia media
6.3.2 Curva masa media
6.3.3 Deducci贸n de datos faltantes
6.3.4 Ajuste de registros de precipitaci贸n por cambios en las condiciones de medici贸n
6.3.5 Curvas altura de precipitaci贸n-谩rea-duraci贸n (hp-A-d)
6.3.6 Trasposici贸n de tormentas
6.3.7 Curvas intensidad-duraci贸n-periodo de retorno (i-d-T)
6.3.8 Comentario final
7. INFILTRACI脫N
7.1 Definici贸n y descripci贸n del proceso de infiltraci贸n
7.1.1 Conceptos generales
7.1.2 Descripci贸n del proceso de infiltraci贸n
7.1.3 Factores que afectan la capacidad de infiltraci贸n
7.2 M茅todos emp铆ricos
7.2.1 Criterio de la capacidad de infiltraci贸n media
7.2.2 Criterio del coeficiente de escurrimiento
7.2.3 Criterio del United States Soil Conservation Service (USSCS)
7.2.4 Criterio del 铆ndice de precipitaci贸n antecedente
7.2.5 M茅todo de los n煤meros de escurrimiento
7.2.6 Otros m茅todos
7.3 Elementos de una teor铆a de la infiltraci贸n
7.4 El concepto del potencial en el frente h煤medo
7.5 Medici贸n de la infiltraci贸n
8. RELACIONES LLUVIA-ESCURRIMIENTO
8.1 M茅todos de envolvente
8.2 La f贸rmula racional
8.3 Hidrograma unitario
8.3.1 Hidrograma unitario tradicional
8.3.2 Curva S
8.3.3 M茅todos matriciales. Hidrograma unitario instant谩neo
8.3.4 Hidrogramas unitarios sint茅ticos
9. PROBABILIDAD Y ESTAD脥STICA EN HIDROLOG脥A
9.1 Conceptos fundamentales de probabilidad y estad铆stica
9.1.1 Probabilidad y sus axiomas
9.1.2 Funciones de probabilidad
9.1.3 Periodo de retorno
9.2 Funciones de distribuci贸n de probabilidad usadas en hidrolog铆a
9.2.1 Distribuci贸n normal
9.2.2 Distribuci贸n lognormal
9.2.3 Distribuci贸n Pearson III o Garnma de tres par谩metros
9.2.4 Distribuci贸n Gumbel
9.2.5 Funciones de distribuci贸n para dos poblaciones
9.3 L铆mites de aplicabilidad y selecci贸n de la funci贸n de distribuci贸n de probabilidad
9.3.1 An谩lisis gr谩fico
9.3.2 M茅todo del error cuadr谩tico m铆nimo
9.3.3 Pruebas de bondad del ajuste
9.3.4 Selecci贸n de la funci贸n de distribuci贸n
9.3.5 L铆mites de aplicabilidad
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Atentamente,
Admin de Hidro SM
