BALANCE HIDRICO:

Es un principio físico de conservación de masa en el cual se evalúa la entrada y salida de agua a (de) un sistema, con la finalidad de poder conocer la disponibilidad de agua (g). El sistema puede ser una represa, columna de suelo, praderas o un campo de cultivo donde el cambio de humedad por la profundidad se hace cero, el aporte de agua al sistema puede estar constituido por escorrentía , rocío, precipitación y riego, mientras que la salida puede ocurrir por salida de escorrentía , infiltración y evapotranspiración.

El balance hídrico es parte del ciclo hidrológico:

2.- DEDUCCION DE LA ECUACION DEL BALANCE HIDRICO:

El iΔg esta dada por la suma de la cantidad de agua que esta ganando por P, condensación o rocio D, por flujo horizontal o escorrentía f, menos la cantidad que esta perdiendo por evaporación y escorrentía hacia afuera f₀.

G= p+D+fi-E-f₀ pero como el agua proveniente de rocio es despreciable dado que su valor máximo es de 1mm/ noche , la diferencia fo – fi es la escorrentía neta de la superficie, además la evaporación cuando se considera la transpiración de las plantas es igual a la evapotranspiración,

G= p+D+fi-E-f₀

Es :g= p-E-Δf o p= g+E+Δf

Que indica la forma de distribución de la precipitación caída en cualquier superficie, vemos que parte es evaporada , otra parte almacenada o discurrida.

Esto también es aplicable a lagos, océanos y reservorios pero en ellos sucede:

Δf representa distribución horizontal de ganancia de agua por escorrentía desde cualquier medio que le rodea.

g: cambio del nivel de agua, lo que sucede es que para periodos de un año g ,cantidad neta de agua almacenada, es muy pequeño (g=0) por lo que p= E+ o p= g+E+Δf

y a una escala global Δf=0 por lo que o p= E

3.-Terminologías utilizadas en el balance hídrico climático:

Precipitación (p), evapotranspiración real (E), evapotranspiración potencial (E0)

Reserva inicial de agua (g0) y reserva de agua máxima (gCC): cantidad de agua presente en el suelo ,por lo que se hace necesario conocer la capacidad máxima de almacenamiento del suelo ,esto variara según su estructura porosidad, profundidad, pendiente y tipo de vegetación presente en el suelo, ,pero se asume que este tiene máxima capacidad cuando alcanza su capacidad de campo, gcc=100 mm, para un suelo desnudo con P intensa e inclinación la duración de lluvia no es tan importante ,pero para un suelo con buena cobertura e inclinación suave la cantidad de agua que penetra y se almacena va depender de la duración de lluvia , tipo de suelo, tipo de vegetación , etc.

Variación de la reserva (∆g), que puede ser recarga (∆g +) y utilización (∆g - ): es el aumento o disminución de la reserva de agua ,el primero llamado recarga que va desde cero hasta su gcc, y su disminución conocido como utilización de reserva que ocurre de su gcc hasta su agotamiento, condicionado por Δg= c(p-Eo)

Excedente de agua (S) :cantidad de agua remanente de la precipitación después de haber suministrado agua para la Eo y saturacion del suelo gcc.

escorrentía(∆f):cantidad de agua que agua que discurre superficialmente y subsuperficialmente, después que se haya suministrado agua para la E y su saturacion,

Δf= aΔfo + bS

Déficit de agua (D): cantidad de agua que falta para satisfacer los requerimientos hídricos E₀ del ambiente atmosférico :D= Eo – P =Eo – E

4.- Proceso de contabilización del balance hídrico climático ( gmáx = gCC):

Para iniciar el proceso de contabilización del balance hídrico climático se debe contar en primer lugar con datos de precipitación total mensual y evapotranspiración potencial medida o estimada con el método más adecuado

Estación: Pucallpa

P : Precipitación (mm/mes)

E0 : Evapotranspiración potencial (mm/mes) estimada con el método de Penman para las condiciones del Perú

Mes E F M A M J J A S O N D

P 156.7 182.2

228.5

167.8 93.8 64.9 49.1 63.7 115.0 210.7 197.4 170.5

Eo 132.4 112.7

125.1

112.1 109.9 100.3 114.3 130.8 134.7 134.8 129.7 127.0

Cálculo de la reserva inicial de agua (g0):

La primera operación que se realiza es la diferencia entre la precipitación y la evapotranspiración potencial (p – E0).

El valor de la reserva inicial está dado por la sumatoria de los valores positivos de dicha diferencia.

Pero si la sumatoria supera al valor de la capacidad de campo, entonces la reserva inicial será igual a la capacidad de campo

Matemáticamente:

g0 = (pi – E0i) > 0

Si (pi – E0i) > gCC g0 = gCC

SE DAN DOS CASOS:

1.-Situaciones donde p < E0:

a.- Utilización (gi), la utilización de la humedad del suelo y su magnitud esta

dada por la forma:

donde C es una constante que va depender del tipo de suelo, tipo de vegetación, etc. Pero que depende del método que se utiliza , asi por ejemplo utilizando el método Thornthwaite o palmer.

Palmer – Penman

Thornthwaite

b).-Reserva (gi)

gi = gi-1 + gi

c).- Evapotranspiración real o actual (E)

la precipitación es menor que la Eo, pero el suelo posee buena cantidad de reserva de agua, los términos de balance serán los sgtes:

Ei = pi + /gi /

Debido a que la precipitación no satisface el requerimiento del ambiente , este lo obtiene parte de lo que le falta de la reserva del suelo .

d).-Déficit de saturación (D)

Di = E0i – Ei

Si= 0

Δgi =gi−1gCC

( pi − E0i) (a )

Δgi = C ( p i − E0i) (b)

2.-Situaciones donde p > E0:

la precipitación es mayor a la cantidad requerida para evapotranspirar y saturar el suelo, en este caso el agua que es suministrada por ´precipitacion es utilizada para satisfacer el

requerimiento de evapotranspiración Eo, y en la recaraga del agua del suelo Δg, hasta saturarlo, cuando esto se consigue aparce el S y la escorrentia netaΔf.

a) Recarga (g)

-gi = pi – E0i, el cual ocurre solo hasta que la reserve g, adquiera un valor igual a la capacidad de campo, es decir pi – E0i gCC – gi-1

gi = pi – E0i gCC – gi-1

b).-Reserva (g)

gi = gi-1 + gi gCC

c ).- Evapotranspiración real o actual (E)

Ei = E0i

D ) .-Excedente (S)

Si = (pi – E0i) - gi = pi – E0i – gCC + gi-1

e).- Escorrentía (f)

fi = 0,8 fi-1 + 0,2 Si

D= 0

BALANCE HIDRICO GLOBAL:

Generalmente se cuantifican valores anuales en la que g=0

Se da P-E-Δf=0

Si se tiene una variación latitudinal , de los componentes del BH anual, se observa existencia de déficit D, y excedente S , el déficit se da aproximadamente entre las latitudes de 10 a 35° en cada hemisferio por lo que en las demás latitudes tanto norte como sur se dan S, por otro lado también se da que en cuanto a laΔf, escorrentía neta, a partir de los 35° norte y sur hacia los polos y entre 10°N- 10°S existe esta disponibilidad de agua para que ocurra escorrentía , mientras que entre 10-35° no lo hay,Δf < 0, requiere influjo de energía.

BALANCE HIDRICO CLIMATICO DE UN LUGAR:

EJEMPLO DE APLICACIÓN:

Balance hídrico para la estación de Pucallpa (gCC = 200 mm);

Comprobación del BH climático:, A nivel anual se debe cumplir que:

P = E + S

E0 = E + D

Mes P Eo P-Eo g G E D S f

E 156.7 132.4 24.3 0.0 200.0 132.4 0.0 24.3

F 182.2 112.7 69.5 0.0 200.0 112.7 0.0 69.5

M 228.5 125.1 103.4

0.0 200.0 125.1 0.0 103.4

A 167.8 112.1 55.7 0.0 200.0 112.1 0.0 55.7

M 93.8 109.9 -16.1 -16.1 183.9 109.9 0.0 0.0

J 64.9 100.3 -35.4 -32.5 151.4 97.4 2.8 0.0

J 49.1 114.3 -65.2 -49.4 102.1 98.5 15.8 0.0

A 63.7 130.8 -67.1 -34.3 67.8 98.0 32.9 0.0

S 115.0 134.7 -19.7 -6.7 61.1 121.7 13.0 0.0

O 210.7 134.8 75.9 75.9 137.0 134.8 0.0 0.0

N 197.4 129.7 67.7 63.0 200.0 129.7 0.0 4.7

D 170.5 127.0 43.5 0.0 200.0 127.0 0.0 43.5

Total 1700.3 1463.6 1399.1 64.5 301.2

f = S

BH ClimáticoEst: Pucallpa

IMPORTANCIA DEL BALANCE HIDRICO CLIMATICO:

Cuando se compara la variación anual o estacional de la P con la cantidad de agua necesario para evapotranspirar , Eo, se obtiene informaciones importante para las relaciones hídricas , como las sgtes,:

-estimar la evapotranspiración real o actual, en la practica se hace dificil saber la cantidad de agua que se pierde desde superficies húmedas cubiertas con plantas, ya que esta depende de diversos factores como el tipo de suelo, método de cultivo, tipo de cobertura, profundidad, etc y elementos climáticos como radiación, humedad, viento, por lo que al hacer el BH si se puede estimarla.

-cuantificación del déficit de humedad, este conocimiento es básico para el entendimientos de las posibilidades económicas de una región, ya que proporciona información sobre el volumen total de agua necesario en cualquier tiempo y una medida definitiva de la sequía.

-por que permite cuantificar el excedente de agua, permitiendo conocer la disponibilidad de agua en el suelo durante un año, permitiendo realizar una planificación adecuada para las irrigaciones durante periodos secos.

-permite conocer cambios en la reserva de agua, da información de la humedad del mismo e cualquier tiempo y sirve para la planificación de actividades como la irrigación o riego suplementario.

-para establecimientos de índices climáticos, mediante el conocimiento de periodos de excedente y déficit de gaua el Bh da una información para el establecimiento de estos índices , que serán importantes en las clasificaciones climáticas y las relaciones con la distribución de vegetación o producción agrícola.

0

50

100

150

200

250

E F M A M J J A S O N DMeses

Lám

ina

de a

gua

(mm

)

P Eo E