1a_ciclo hidrológico

7/17/2019 1a_Ciclo Hidrológico

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La Hidrología y elCiclo Hidrológico

Ing. Wi l f redo Baldeón

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Algo de Historia

La hidrología Moderna es una ciencia muy reciente (siglo XX).El conocimiento de tallado del ciclo hidrológico ha sido tardío.

•Grecia y Roma: Hipótesis del ascenso subterráneo del agua demar. Marco Vitrubio ya habla de infiltración (100 a.C.)

•Da Vinci y Palissi (finales XV y principios XVI) ya sugieren losmecanismos de evaporación y condensación)•Siglo XVII se producen importantes aportes: Perrault (1674)relaciona medidas de precipitación con el caudal del Río Senaconcluyendo que el volumen de la precipitación era 6 vecesmayor que el volumen del río. Marriotte obtiene el caudal apartir de la sección del río y las velocidades. Halley estudia laevaporación en el Mediterráneo.•En el siglo XIX se generaliza el aforo de los rios y lasmediciones de evaporación. Darcy estudia el flujo de aguasubterránea.

DefinicionesHIDROLOGIA: Ciencia que estudia el AGUA en la Tierra, su distribución,propiedades físicas y químicas, sumovimiento y transformación, así comosu relación con el medio ambiente y conlos seres vivos.

Hidrología Superficial: Estudia elcomportamiento del agua sobre lasuperficie terrestre.

Hidrogeología: Estudia el comportamientode las aguas subterráneas.

Hidrología Estocástica: Estudia los

fenómenos hidrológicos como fenómenosprobabilísticos (eliminadas las causas).Basado en datos experimentales y análisisestadístico.

La hidrología necesita el apoyo de otras cienciasbásicas tales como la física, la química, labiología, la geología, la mecánica de los fluidos,la matemática, la estadística.

Por otro lado, dado que el ciclo hidrológico sedesarrolla en la atmósfera, la hidrología atraviesael dominio de la meteorología y climatología.

Dentro de la hidrósfera, la hidrología cruza oforma parte de la potamología (caucessuperficiales), limnología (lagos), criología (nievey hielo), glaciología y oceanología.

En la litosfera, la hidrología se relaciona con laagronomía, hidrogeología (énfasis en aspectoshidrológicos), geohidrología (énfasis en aspectosgeológicos) y geomorfología.

Importancia de la Hidrología

• Determinar caudales deuna fuente (río,nacimiento, pozo) para:

– abastecimiento deagua potable a unapoblación

– abastecimiento deagua a una industria

– satisfacer la demandade un proyecto deirrigación

– satisfacer la demandade un proyecto degeneración de energíaeléctrica

– permitir la navegación

• Diseñar obras como: – alcantarillas – puentes – estructuras para el

control de avenidas – presas – vertedores – sistemas de drenaje

• agrícola• poblaciones• carreteras• Aeropuertos

Se diseñan para un evento determinado: precipitación-escorrentía



La Hidrología es muy útil para responder a cuestionescomo las siguientes:

• ¿Qué caudales máximos pueden llegar a circular por unvertedero o por un sistema de drenaje urbano?

•¿Qué volumen de embalse es necesario para asegurar elsuministro de agua para riego y uso urbano durante unperiodo de sequía?

•¿Qué efecto tienen los diques de control sobre una granavenida de agua?

•¿Dónde se sitúan las zonas de riesgo de inundación?

AGUA

•Componente importante de losseres vivos

•Factor limitante de la productividadde muchos ecosistemas

•Es vital para los seres vivos y otrassustancias que van disueltas

Características del Agua

•Polaridad: Buen disolvente desales y otras sustancias polares

•Calor especifico elevado: Buenalmacenador de calor, regula la Tºdel planeta y de los seres vivos

•Cohesividad: permite el ascensode la savia en las plantas

•Densidad: 1 kg/L varia con la Tºy sustancias disueltas

D i s t

r i b u c i ó n d e l A g u a

e n

e l P l a n e t a

Vínculos entre la Población y el Agua Dulce



Incremento del consumo de agua (Francia) Escasez de Agua y Tensión Hídrica (proyección para 2025)

“El ciclo hidrológico es la matrizen la cual los otros ciclosbiogeoquímicos funciona”

Agua y Energía solar

Ciclo hidrológico ciclo hidrológico

El ciclo Hidrológico o ciclo del Agua es el proceso de circulacióndel Agua entre los distintos compartimentos de la hidrósfera. Elciclo hidrológico se define como la secuencia de fenómenos pormedio de los cuales el agua pasa de la superf icie terrestre, en lafase de vapor, a la atmósfera y regresa en sus fases líquida ysólida. Se trata de un ciclo biogeoquím ico en el que hay unaintervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamentese traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico.

Se pudiera admitir que la cantidad total de agua que existe en laTierra, en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se hamantenido constante desde la aparición de la Humanidad. El aguade la Tierra - que constituye la hidrósfera - se distr ibuye en tresreservorios principales : los océanos, los continentes y laatmósfera, entre los cuales existe una circulación contínua - elciclo del agua o ciclo hidrológico. El movimiento del agua en elciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del sol y porla fuerza de la gravedad.

La mayor parte de la masa del agua se encuentra en formalíquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medidaen forma de agua subterránea o de agua superficia l (en ríos yarroyos). El segundo compartimento por su importancia es eldel agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetesglac iares antártico y groenlandés, con una participaciónpequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de laslatitudes altas y medias. Por último, una fracción menor estápresente en la atmósfera como vapor o, en estado líquido, comonubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muyimportante para el intercambio entre compartimentos y para lacirculación horizontal del agua, de manera que se asegura unsuministro permanente a las regiones de la superficiecontinental alejadas de los depósitos principales.

ciclo hidrológico



Procesos en el ciclo hidrológico

Evaporación. El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre elterreno y también por los organismos, en el fenómeno de latranspiración. Dado que no podemos distinguir claramente entre lacantidad de agua que se evapora y la cantidad que es transpirada porlos organismos, se suele utilizar el termino evapotranspiración. Los

seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% alagua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemossituar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, queocurre en la superficie helada de los glaciareso la banquisa.

Precipitación. La atmósfera pierde agua por condensación (lluvia yrocío) o sublimación inversa (nieve y escarcha) que pasan según elcasoal terreno, a la superficie del mar o a la banquisa. En el caso de lal luvia, la nieve y el granizo (cuando las gotas de agua de la l luvia secongelan en el aire) la gravedad determina la caída; mientras que en elrocío y la escarcha el cambio de estado se produce directamente sobrelas superficies que cubren.

Infiltración. El fenómeno ocurre cuando el agua que alcanza elsuelo penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. Laproporción de agua que se infi lt ra y la que circula en superficie(escorrentía) depende de la permeabi lidad del sustrato, de lapendiente (que la estorba) y de la cobertura vegetal. Parte del aguainfiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por latranspiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menosextensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos,niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del aguasubterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por lascircunstanciastopográficas, interceptan la superficiedel terreno.

Escorrentía. Este término se refiere a los diversos medios por losque el agua l íquida se desliza cuesta abajo por la superficie delterreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos lamayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principalagentegeológico de erosióny transporte.

Circulación subterránea. Se produce a favor de la gravedad,como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar unaversión. Se presenta en dos modalidades: primero, la que se da enla zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son amenudo las cal izas, la cual es una circulación siempre cuestaabajo; en segundo lugar, la que ocurre en los acuíferos en formade agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, lacual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienenla presión y la capilaridad.

Balance Hídrico

Entradas = Salida ± Δ Almacenamiento

Balance Hídrico en laSuperficie

P r e c i p i t a c i ó n

E s c o r r e n t í a

s u p e r f i c i a l n e t a

e n t r a n t e

E s c o r r e n t í a

d e l s u b s u e l o

E v a p o r a c i ó n

s u p e r f i c i a l

T r a n s p i r a c i ó n

s u p e r f i c i a l

I n f i l t r a c i ó n

Almacenamientosuperficial por

unidad de tiempo



Balance HídricoSubterráneo

Almacenamiento

subterráneo por

unidad de tiempo

Balance HídricoGlobal

Almacenamiento

global por unidad

de tiempo

•Tanques de almacenamiento de gasolina

•Tanques sépticos sin mantenimiento

• Vertederos

• Agricultura

•Desechos mineros

•Desechos radioactivos

Contaminación de aguas subterráneas

•Cambio en el uso de la tierra = cambio climático regional yglobal

•Calentamiento por emisión de otros gases de efectoinvernadero aumenta la cantidad de vapor de agua en laatmosfera

Perturbación antropogénica

Aceleración del ciclo hidrológico

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