RECURSOS HIDRÁULICOS
HIDROLOGÍA|HIDRÁULICA FLUVIAL|
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Muhammad Ali
HIDROLOGÍA
La hidrología es la disciplina científica dedicada al estudio de las aguas de la Tierra, incluyendo su presencia, distribución y circulación a través del ciclo hidrológico, y las interacciones con los seres vivos. También trata de las propiedades químicas y físicas del agua en todas sus fases.
El objetivo principal es el estudio de las interrelaciones entre el agua y su ambiente. Ya que la hidrología se interesa principalmente en el agua localizada cerca de la superficie del suelo, se interesa particularmente en aquellos componentes del ciclo hidrológico que se presentan ahí, esto es, precipitación, evapotranspiración, escorrentía y agua en el suelo. Los diferentes aspectos de estos fenómenos son estudiados en sus varias subdisciplinas. La hidrometeorología, por ejemplo, se concentra en el agua localizada en la capa fronteriza inferior de la atmósfera, mientras que la hidrometría se encarga de las mediciones del agua superficial, especialmente precipitación y flujo de las corrientes. La hidrografía involucra la descripción y la confección de mapas de los grandes cuerpos de agua, tales como lagos, mares interiores y océanos. Por el otro lado, la hidrología del suelo se centra en el agua que se encuentra en la zona saturada debajo de la superficie del suelo, y en la física suelo-agua en la zona no saturada.
El hidrólogo estudia los procesos fundamentales de transporte para poder describir la cantidad y calidad del agua que se desplaza por el ciclo (evaporación, evaporación, escorrentía, infiltración, flujo subterráneo, y otros componentes). El ingeniero hidrólogo, o ingeniero de recursos hídricos, se encarga de la planificación, diseño, construcción y operación de los proyectos para el control, uso y gestión de los recursos hídricos. Los problemas del recurso agua también son estudiados por los meteorólogos, oceanógrafos, geólogos, químicos, biólogos, economistas, politólogos, especialistas en matemáticas aplicadas e informática, e ingenieros de varios campos.
 Obras Hidroeléctrica ItuangoLa Hidroeléctrica de Pescadero-Ituango o Hidroituango es el nombre del proyecto hidroeléctrico más grande en la historia de Colombia, cuya construcción se inició en 2010 y entrará en funcionamiento en el 2018. |  MDTModelo Digital del Terreno (Colombia) |  Amanecer OrbitalSalida del Sol sobre el Limbo de la Tierra y presencia de una Tormenta Tropical. Tomado de NASA. |
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 Precipitación y RelampagosFuertes Lluvias en la Ciudad de Medellín 15 de Septiembre de 2014 |  PrecipitaciónPrecipitación Barrio El Poblado, Medellín 25 de Marzo de 2012 |  Cierre de las Cataratas del IguazúCierre de las Cataratas del Iguazú en el año 2013 por aumento del caudal. Este ha llegado a 45.700 metros cúbicos por segundo, cuando lo habitual es de 1.500. |
 Cuenca HidrográficaDeterminación de la cuenca hidrográfica a partir de un SIG |  Río MedellínCrecimiento del caudal del río Medellín con miras a desbordarse. Marzo de 2011 |  Aforo Estación Ancón SurAforo hidráulico realizado para la Red de Monitoreo Ambiental en la Cuenca Hidrográfica del Río Aburrá en Jurisdicción del Área Metropolitana. (2009) |
 Distribución PMMDistribución Espacial de la Precipitación Media Multianual en Colombia |  Inundación Quebrada La PicachaInundación de la quebrada La Picacha, en la Glorieta de Bulerías cerca al Centro Comercial Unicentro. (Imagen tomada de El Colombiano) (Diciembre de 2011) |
CIRCULACIÓN GENERAL DE LA ATMÓSFERA
La circulación general procura describir, de un modo sinóptico, el comportamiento del viento en la superficie y en altura de nuestro planeta. Han surgido dos modelos de circulación atmosférica.
El primer modelo es llamado “Modelo de la Célula única”, propuesto por el Meteorólogo inglés George Hadley y se describe bajo los siguientes supuestos:
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La tierra está uniformemente cubierta con agua.
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No hay diferencias de calentamiento entre zonas marítimas y continentales (consecuencia de lo anterior).
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El sol está siempre sobre el Ecuador.
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Los vientos no cambian estacionalmente (consecuencia de lo anterior).
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La tierra no gira.
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La única fuerza que mueve el aire es la fuerza del gradiente de presión (consecuencia de lo anterior) (no existe coriolis).
La figura muestra una enorme convección térmica en cada célula de cada hemisferio. Este modelo constituye la forma mas sencilla de cómo se movería el aire si se cumplieran los supuestos antedichos, el aire que asciende en el Ecuador, en lo alto diverge hacia cada Polo, donde desciende para emprender el regreso hacia el Ecuador en superficie.
El segundo modelo de descripción atmosférica se llama “Modelo Tricelular”.
En este modelo, la Tierra rota normalmente, la distribución de mares y continentes es la geográfica real y la simple convección anterior se transforma ahora en una serie de células, como se muestra en la figura.
Aunque este modelo difiere considerablemente del anterior, conserva ciertas similitudes.
Las regiones tropicales reciben un exceso de calor y los Polos un déficit. En ambos hemisferios se forman 3 células, en lugar de una sola, que cumplen la tarea de distribuir la energía calórica al resto del planeta. Un área de alta presión superficial se ubica en los Polos y un valle de baja presión existe en el Ecuador. Desde el Ecuador hasta 30° de latitud, la circulación similar a la anterior, llamada célula de HADLEY.
Sobre las zonas ecuatoriales el agua es cálida, el gradiente horizontal de presión es débil y los vientos son flojos, se forma ahí la zona de las “calmas Ecuatoriales” ocurre en esta zona un ascenso convectivo del aire, que a cierta altura diverge; parte al Sur y otra al Norte. Aproximadamente en latitud 30°, donde existe, en superficie, un cinturón de altas presiones, el aire desciende hasta la superficie, donde diverge; parte hacia el Norte y la otra hacia el Sur. Se completa aquí la 1ª c{célula de circulación tropical llamada célula de HADLEY. La otra parte que va hacia el sur converge con aire polar, aproximadamente en latitud 60°, formando ahí el Frente Polar. Se completa ahí la 2ª célula, llamada célula de Ferrel. Como resultado de esta convergencia, el aire asciende nuevamente, para divergir en altura, parte hacia el Polo cercano y otra hacia el Ecuador. El aire hacia el Polo encuentra un nuevo descenso en el Polo, donde se encuentra la Alta Polar y desde donde retoma la dirección de regreso al Ecuador por superficie se completa aquí la tercera “célula Polar”.
MORFOLOGÍA DE CUENCAS
Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan como las unidades de división funcionales con más coherencia, permitiendo una verdadera integración social y territorial por medio del agua. También recibe los nombres de hoya hidrográfica, cuenca de drenaje y cuenca imbrífera.
GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL
La geomorfología fluvial se ocupa del estudio de las geoformas que resultan de la acción de los cursos de agua superficiales. El accionar de los ríos está estrechamente relacionado con su régimen de alimentación, el cual depende del clima. Asimismo, el relieve imprime condiciones de mayor o menor energía cinética que es ocupada por los ríos para la erosión fluvial, el transporte de sedimentos y la depositación de los mismos.
Finalmente, cambios en el nivel de base de los ríos producen modificaciones conducentes a la generación de formas de acumulación o de formas de erosión.