ciclohidrologico
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Ciclo hidrológico Fenómeno global de circulación del agua entre
superficie terrestre y atmósfera, impulsado por energía solar, asociada a gravedad y a rotación de Tierra.
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Ciclo del agua
Agua, desarrolla un ciclo en naturaleza, denominado ciclo del agua, que consiste en:
Circulación del agua del océano, a través de atmósfera, hacia continente; su retorno al océano en varias formas después de su detención ocasional: por escurrimiento superficial o subterráneo.
3
4
Evapotranspiración
Evaporación
Formación de nubes Lluvia
Escorrentía
Infiltración al agua
subterránea
Usada por las
plantas
Bombeo de agua subterránea a través de un pozo
Ciclo del agua
5
o Circulación del agua en cualquiera de sus estados físicos (líquido, sólido o gaseoso).
o Conjunto de procesos que ocurren en forma continua, no tiene principio ni fin.
o Sol es fuente de energía.
o Ciclo funciona a escala universal.
Ciclo hidrológico
Ecuación del ciclo hidrológico:
Precipitación = escurrimiento +
infiltración + evaporación + transpiración +
almacenaje
Ciclo del agua6
o Generalmente es descrito en términos de sus componentes: precipitación, infiltración, evaporación, transpiración, escorrentía y flujo
subterráneo.
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Precipitación
Infiltración
Flujo superficial
Flujo subterráneo
Divisoria de aguas
Intercepción
Ciclo hidrológico en cuenca
Evapotranspiración
Interflujo
Nivel freático
Divisoria de aguas
Río
Agua subterráneaAgua subterránea
Nivel freático
Interflujo
Ciclo hidrológico
Superficieoceánica
Precipitación
Escurrimientoy almacenamiento
Infiltración Evapotranspiración
EvaporaciónPrecipitación
Precipitación
¿Ciclo del agua puede ser modificado por hombre?10
Hombre intenta adaptar o modificar ciclo hidrológico para hacerlo más útil a sus necesidades. Ejemplos: Lluvia artificial, desalinización del agua de mar o construcción de embalses para controlar flujo de ríos.
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Agua subterránea
Extracción
ErosiónContaminaciónTransportada
por aire
Almacenamiento en
represasOcéano
Lluvia
Evaporación
Irrigación
Salinización
Intrusión Salina
Enfermedades infectocontagiosasDeslizamientos de tierra
Inundaciones
Contaminación del agua
Presiones impuestas al agua por hombre
12Hombre y ciclo hidrológico
Océano
Evaporación Evapo-transpiración
Escorrentía
Agua potabl
e
Descarga aguas tratadas
Intrusión marinaAcuifero
InfiltraciónRecarga
Evaporación
Extracción
Precipitación
Humedad suelo
Humedad suelo
Ciclo del agua y riego16
Escorrentía
Humedad del suelo
Lluvia
Drenaje
Riego
Evapotranspiración
Planta toma agua
Ciclo hidrológico
y cultivos
17 transpiración
evaporación
infiltración
PercolaciónprofundaAscenso
capilar
Absorción por raíces
Drenaje
Tabla de agua
Ciclo del agua: fases aéreas18
Transpiración: movimiento por
plantas Condensación: formación de
nubes
Evaporación: elevación de
vapor
Precipitación: caída de
lluvia
Precipitación
Principal abastecimiento de agua para mayoría de ecosistemas terrestres.
Toda forma de humedad que, originándose en nubes, alcanza superficie del suelo: lluvia, granizo, nieve, neblina, rocío.
Precipitación se mide en lámina de agua que alcanzaría a formarse sobre una superficie impermeable.
Equipos de medida son pluviómetro y pluviógrafo.
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Intercepción
Parte de precipitación que cae encima de plantas y que se evapora sin llegar al suelo.
Primero, gotas de lluvia pueden ser interceptadas por follaje de plantas.
El resto, se distribuye como escorrentía o es evaporada hacia atmósfera.
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Intercepción
Precipitación
Escurrimiento fustal
Precipitacióndirecta
Escorrentía
Agua que cae como lluvia o nieve se puede evaporar, escurrir o infiltrar, dependiendo de: Tasa de precipitación
Contenido hídrico del suelo
Pendiente y vegetación
Escorrentía: flujo de agua sobre superficie del terreno con pendiente y cuando precipitación excede infiltración.
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Transpiración
Proceso por el que plantas pierden agua por estomas;
Proceso pasivo, controlado por humedad atmosférica y contenido hídrico del suelo.
También transporta nutrientes desde suelo a raíces y los conduce a células de planta.
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Ciclo del agua: fases subterráneas
Del agua caída por precipitación, parte se infiltra y recorre sus distintas capas, verticalmente hacia abajo (percolación), dando origen al agua subterránea, que a través del flujo subterráneo, vuelve a ríos, lagos y océanos.
Movimiento del agua a través del suelo, disuelve sales solubles y las arrastra consigo, produciendo lavado.
Si movimiento vertical es hacia arriba, se denomina ascenso capilar.
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Ascenso capilar
Lavado
Percolación
Agua subterránea
Infiltración
Infiltración/percolación
Absorción y entrada del agua hacia interior del suelo
25
Humedad del suelo
Agua subterránea
Percolación
Infiltración
Percolación26
Una vez que agua penetra al suelo, se mueve hacia abajo a través del perfil del suelo.
En percolación, agua puede moverse como un frente saturado – por efecto de gravedad.
O, puede moverse como un flujo no saturado debido a fuerzas de capilaridad.
Aguas subterráneas en ciclo hidrológico27
Agua subterránea es una fase del ciclo hidrológico y se encuentra en movimiento (flujo subterráneo).
Aguas subterráneas
Agua almacenada en suelo y capas rocosas (acuíferos).
Depende de porosidad y permeabilidad del acuífero.
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Nivel freático
Agua subterránea
29
Flujo del aguasobre superficie
Lago
Infiltración
Agua subterránea
EvaporaciónTranspiración
Precipitación
Relación entre agua subterránea y superficial
En naturaleza existe cantidad enorme de agua: 1386 millones de km3.
Sin embargo, 97,5% de esa cantidad es agua salada y sólo 2,5% es agua dulce.
Mayor proporción del agua dulce (77,6%) está en forma de hielo y nieves perpetuas; otro 21,8% del agua dulce se encuentra como agua subterránea.
Sólo 0,26% del total de agua dulce en Tierra se concentra en lagos, embalses y sistemas fluviales, que son fuentes de agua más accesibles para necesidades económicas y muy importantes para ecosistemas hídricos.
32
Cuánta agua hay en la Tierra?
33
Cuánta agua hay en la Tierra?
En naturaleza existe 1386x106 km3 de agua: pero 97% es agua salada, no utilizable directamente
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Agua dulce2.5%34.65 millones km3
Agua salada97.5%
1’351.35 millones km3
Agua en la Tierra
Hidrosfera cuenta con un total aproximado de 1386 millones de km3 de agua
Hidrosfera cuenta con un total aproximado de 1386 millones de km3 de agua
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68.9 %glaciares y
nieves eternas23.87
millones km3
0.9%humedad del suelo
0.31 millones
km3
29.9%agua
subterránea10.36
millones km3
0.3%agua de lagos y ríos 0.10 millones km3
Única porción renovable
Disponibilidad del agua dulce
2.5%agua dulce
34.65millones km3
Sistemas hidrológicos36
o Se trata de sistemas dinámicos donde se desarrollan procesos que se retroalimentan entre sí.
o "Un sistema es una estructura, mecanismo, esquema o procedimiento, real o abstracto, que relaciona en tiempo y/o espacio una causa, entrada o estímulo de materia, energía o información con un efecto, salida o respuesta de materia, energía o información."
Sistema hidrológico global37
Atmósfera
Precip
Precipitación
PrecipPrecip
Evap Evap
Evaporación
Traspirac
Precip-intercEsc. superficial
Esc. superf.
Interflujo
Flujo subterráneo
Intrusión marina
Flujo subterráneo
Ascenso capilarPercolación
Difusión vaporInfiltrac Interflujo
Océano
Ríos y otros
cuerpos de
agua
Vegetación
Superficie terrestre Suelo
Acuífero
38
Océanos
Atmósfera
1350·1015 m3
13·1012 m3
Evap
ora
ción
36
1·1
012 m
3/a
ño
Pre
cip
itaci
ón
32
4·1
012 m
3/a
ño
Tierras33.6·1015 m3
37
·10
12 m
3/a
ño
Ag
uas
su
perf
icia
les y
su
bte
rrán
eas
Evaporación y
transpiración
62·1012 m3/año
99·1012 m3/año
Precipitación
361·1012 m3/año
62·1012 m3/año
423·1012 m3/año
324·1012 m3/año 99·1012 m3/año
423·1012 m3/año
Balance atmósfera
Basado enhttp://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/hyd/bdgt.rxml
Sistema hidrológico global
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Estratos impermeable
s
Percolación profunda
Flujo superficial
Océano
Escorrentía
Flujo superficial
Movimiento aguas
subterráneas
Nivel freático
Infiltración
Intrusiones salinas
Precipitación en tierra
100
Evaporación desde
tierra
68
Evaporación
Vegetación
Suelo
Embalse
31Evaporació
n desde océano
428
396
Precipitación sobre
océano
32
Basado en Britannica 2004
Flujos en unidades de 1012 m3/año
Intercepción y
transpiración
1
Flujo de agua en ciclo hidrológico
Balance hidrológico en cuenca
P - Q - G - ET - S = 0
Donde: P = Precipitación; Q = Caudal
superficial; G = Caudal
subterráneo; ET = Evapo-
transpiración; S = Cambio en
humedecimiento.
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Balance hidrológico región47
Para un cierto intervalo de tiempo, ecuación de balance hidrológico para una región involucra todos los componentes del ciclo hidrológico.
P
ET
R1Q1
QZ1
Q2
QZ2
RZ
ZDZ
R2
P+Q1+R1+QZ1=R2+ET+Q2+QZ2±DH±DZ
QZ1+RZ=QZ2+DZ ± DH ± DZ
Balance hidrológico región
Balance hidrológico
P + Qsa + Qza = E + ET + I + Qse + Qze + SL +
SS + Sz + SN Donde:
P = Precipitación media
Qsa = Caudales superficiales afluentes a cuenca
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X = Y + dS/dt
"X" representa insumos o entradas al sistema por unidad de tiempo, "Y" las salidas por unidad de tiempo y dS/dt es la tasa de variación con el tiempo del almacenamiento de masa o volumen en el sistema.
Balance hidrológico
Qza = Caudales subterráneos afluentes
E = Evaporación media desde superficies de agua libre
ET = Evapotranspiración media
I = Retención de la precipitación por intercepción de la vegetación
Qse = Caudales superficiales efluentes de cuenca
Qze = Caudales subterráneos efluentes
SL = Variación en período, de volúmenes de agua almacenada superficialmente (lagos, embalses, lagunas, depresiones superficiales del terreno, etc)
SS = Variación del volumen de agua almacenada en suelos no saturados (en forma de humedad del suelo)
Sz = Variación del almacenamiento subterráneo en acuíferos
SN = Variación del agua almacenada en nieves y glaciares
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SISTEMA SUELO-AGUA-PLANTA
PP
In
In
IH
Pf
Z
EI1 EI2
ES1 ES2
Napa subterránea
ET
Zona radicular
Zona de percolación
Balance hidrológico
ET
P + EI1 + ES1 = ET + EI2 + ES2 + In + DH + DZ
ENTRADAS
SALIDAS
VARIACIONES ALMACENAMIENTO
Balance hidrológico
54Preguntas motivadoras
• Nueva cultura del agua
• Día mundial del agua
• Valor del agua: económico, social y ambiental
• Hidrología y cambio climático
• Decenio del agua
• Crisis del agua
• Agua: calidad y cantidad
• Principios de Dublín
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