hidraulica 2

2. SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO Y MANEJO DEL AGUA
Un sistema debe contar un diseño técnico adecuado y con las instalaciones necesarias para
obtener el máximo aprovechamiento de los recursos hidráulicos explotados. Es frecuente que el
objetivo de un proyecto sea doble o múltiple; por tanto, requiere de una gran cantidad de
conocimientos que determinan sus características de diseño. En unproyecto cada uno de los
elementos y su combinación deben estar justificados por su viabilidad, generalmente asociada a
la relación costo-beneficio.
La Hidrología estudia la disponibilidad espacial y temporal del agua, para utilizarla en diversos
fines, y la posibilidad de que se presente en exceso o de forma nula, para prevenir consecuencias
indeseables.
Para realizar el balance o contabilidaddel agua, se requiere conocer su ciclo hidrológico que
representa el movimiento del agua y es determinado por distintos fenómenos de la naturaleza. El
ciclo se inicia con la evaporación del agua de las grandes superficies de almacenamiento por la
acción de los rayos solares y el viento, emigrando hacia capas superiores de la atmósfera, creando
nubes que, al condensarse, forman la lluvia, lanieve o el granizo. Al precipitarse el agua sobre la
tierra, una parte queda momentáneamente retenida para volverse a evaporar, otra parte se infiltra
en el suelo y una parte reducida escurre, formando los cauces naturales por los que regresa a los
grandes almacenamientos, donde se reinicia el ciclo, figura 2.1. De la parte que se infiltra, una
parte puede ir a zonas muy profundas y solo despuésde mucho tiempo puede retornar a los
cauces, y otra regresará a los cauces naturales por diversos caminos pero sin llegar a los
almacenamientos profundos.

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Figura 2.1 Ciclo hidrológico

El escurrimiento natural de los cauces no es uniforme y se presentan condiciones extremas:



Épocas de escurrimiento muy reducido o mínimo, llamada de estiaje.
Épocas de avenidas o crecidas enlas que el escurrimiento excesivo eleva el nivel
significativamente por arriba del flujo o almacenamiento medio. Durante la crecida, el
caudal puede aumentar en tales proporciones que el lecho del río puede resultar
insuficiente para contenerlo; así, el agua desborda e invade un lecho mayor, llamado
llanura aluvial.

Ambos problemas se pueden mitigar con la construcción de un aprovechamientohidráulico que
altera el régimen del ciclo hidrológico y lo adecuan al de las demandas. Los aprovechamientos
hidráulico pueden ser:




De almacenamiento del agua en exceso. El aprovechamiento consiste en tener el agua
disponible y en forma regular. Los estudios están más relacionados con el volumen de
escurrimiento en intervalos de tiempos mayores (de un mes). El objetivo es modificarel
régimen de escurrimiento, mediante obras de almacenamiento, para que se adecue al
régimen de demanda del agua.
De control de avenidas y protección contra inundaciones. Corresponden generalmente a
fenómenos donde el gasto que escurre cambia bruscamente en intervalos de corta
duración (de horas), cuyo volumen es pequeño en comparación con el volumen anual
aprovechable; por tanto, es másimportante protegerse o manejar las avenidas, que
aprovecharlas para su uso.

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La figura 2.2 muestra un hidrógrama en el que pueden notarse ambos casos.

Figura 2.2 Hidrógrama

En muchos casos, los problemas de control y aprovechamiento se superponen, de manera que es
difícil separarlos en la práctica; sin embargo, es de interés para el presente texto los
aprovechamiento hidráulicos.Los estudios para el control de avenidas permiten definir su magnitud a ser maneja por las obras
de control, y proporcionan información para el diseño de sus políticas de operación. Los
intervalos de tiempo característicos de duración van desde unos minutos hasta varios días,
dependiendo del tamaño de la cuenca. La figura 2.3 muestra los pasos necesarios para la
realización de un estudio...