RECURSOS HIDRAULICOS - concepto

Alumno : Ronaldo Torrejón Pinedo

• El origen de los recursos hídricos es la lluvia o precipitación P. El agua de la lluvia que cae sobre la superficie encuentra el primer punto de separación. Desde este punto parte del agua retorna directamente a la atmosférica, a este proceso se la llama evaporación desde la intercepción I. El agua de lluvia remanente se infiltra en el suelo hasta alcanzar su capacidad de infiltración, este proceso es llamado infiltración F. Si hay suficiente lluvia para excederla intercepción y la infiltración, entones el agua excedente fluye sobre el suelo, proceso conocido como escorrentía superficial Qs

Naturaleza de los Recursos Hidráulicos

• El ciclo hidrológico es la circulación del agua que se evapora desde el mar y desde la superficie terrestre, es transportada a través de la atmosférica hacia la tierra y es regresada al mar por medio de la escorrentía superficial, sub superficial y por rutas atmosféricas

CICLO HIDROLOGICO

• El siguiente cuadro nos muestra el tiempo de residencia estimados del agua de los diferentes reservorios a lo largo de su ciclo hidrológico

Tabla 1.1.2 Estimación del tiempo de residencia del agua en cada reservorio

Reservorio Volumen de agua asionado (km2x10) Tiempo de residencia

Océanos y mares 1.338 2.500 años

Hielo y nieve 24 10.000 años

Agua Subterránea

Dulce 10 Decenas a miles de años

Salada ------------ ------------------

Agua Superficial

Lagos de agua dulce 0.091 17 años

Lagos salinos 0.085 150 años

Ríos 0.002 15-20 años

Humedad del suelo 0.07 2 semanas- 1 año

Atmosfera 0.012 8-10 años

Biomasa 0.001 Algunas horas

Fuente Modificado de Sniklarnangy, 1997

• Conformado por los recursos hídricos visibles: como cursos de agua y cuerpos de agua almacenados sobre la superficie de la tierra entre ellos los ríos, canales, estuario lagos, reservorios, estanques, piscinas, entre otros. Conforma menos del 0.01 % del agua disponible.

AGUA SUPERFICIAL

• Conformado por los recursos hídricos no siempre visibles, almacenados en el subsuelo. De acuerdo al tiempo que permanecen almacenadas y su tiempo de residencia básicamente se pueden clasificar en aguas subterránea fósil y agua renovable

• El agua subterránea conforma aproximadamente el 0.76 %.

AGUA SUBTERRANEA

Agua Subterránea Fósil Agua Subterránea “Renovable”

- Fuente mineral finita (solo una vez)

- Tiempo de residencia orden de magnitud de millones de años

- Parte activa en el ciclo hidrológico.

- Tiempo de residencia: orden de magnitud a escala humana.

Agua Subterránea

• Tanto el agua superficial como el agua subterránea tienen como fuente principal la precipitación, la misma que de distribuye en el planeta tierra de forma diferente y por región climática conforme al siguiente cuadro

DISTRIBUCION DE LA PRESIPITACION EN AGUA SUPERFICIALES Y SUBTERRANEAS

Temperate climate seml. Arld climate Arld climate

% mm % mm % mm

total precipitacion 100 500-1500 100 200-500 100 0-200

Evaporation

Evapotranspiration -33 160-500 -50 100-500 -70 0-140

Groundwater recharge -33 160-500 -20 40-100 -1 0-2

Surface runoff -33 160-500 -30 60-150 -29 0-60

Source: hyrogeology center University Neuchatel. 2003

• los ecosistemas en forma general son sistemas complejos como el bosque, el rio o el lago, formados por una trama de elementos fisicos( el biotopo) y biologicos (la biocenosis o comunidad de organismos)

• Entre los ecosistemas terrestres como las praderas, bosques y selvas, tundras y desiertos y cultivos, consumen gran cantidad de agua “verde”, que no es otra cosa que es el agua que transpiran las plantas, aproximadamente el 66% de la precipitacion continental

LOS ECOSISTEMAS Y EL AGUA

• La extracción de gua expresada como un porcentaje de los RHTR, es un buen indicador de la presión existente sobre los recursos hídricos. De una forma estimativa se puede considerar que esta presión es alta cuando el valor es mayor del 25 por ciento

RECURSOS HIDRICOS EN SUDAMERICA

Extracción total Agua

Dulce

Extracción per cápita

(2000)

Uso Uso Uso Uso Uso E Uso País Año A B C D C Fuente

(km3/año) (km3/año) (%) (%) (%) (m3/año) (m3/año) (m3/año)

Argentina 1976 27.6 745 9 18 73 67 134 544 C Bolivia 1987 1.24 149 10 5 85 15 7 127 C Brazil 1990 36.47 216 43 17 40 93 37 86 C Chile 1975 16.8 1.104 6 5 89 66 55 983 C

Colombia 1987 5.34 137 41 16 43 56 22 59 C Ecuador 1987 5.56 440 7 3 90 31 13 396 C Guyana 1992 1.46 1.67 1 0 99 12 0 1654 C

Paraguay 1987 9.43 78 15 7 78 12 5 61 C Peru 1987 6.1 238 19 9 72 45 21 171 C

Surinanie 1987 0.46 1.018 6 5 89 61 51 906 C Uruguay 1965 0.65 199 6 3 91 12 6 181 C

Venezuela 1970 4.1 170 43 11 46 73 19 78 C

• Del cuadro se puede concluir que el mayor porcentaje de recursos hídricos 98.86% se encuentra en la vertiente del atlántico, donde apenas se encuentra ubicado el 35% de la poblacion del pais, contrariamente en la vertiente del pacifico solo se encuentra con el 0.96% de los recursos hidricos, donde se encuentra el mayor porcentaje de la poblacion 60%.

RECURSOS HIDRICOS EN EL PERU

PROYECTOS HIDRAULICOS

• Dada la escasez de recursos se exige lograr su utilización racional, esto es organizar la producción, trabajo de manera de aumentar los beneficios o reducir los costos con el mínimo esfuerzo. Por tanto, la utilización racional implica la acción de planeamiento del uso o desarrollo del recurso con estos objetivos, cuyo proceso implica el conocimiento de:

• Los recursos potenciales• El uso actual de ellos• Sus posibilidades de desarrollo• La compatibilización e integración de los recursos y las

soluciones.• En el caso de los proyectos hidráulicos el agua es el recurso

principal a explotar. En este sentido una característica importante es la singularidad del conjunto de soluciones que resulten para cada proyecto realizado

DEFINICION

• Determinar la cantidad de agua requerida por los usuarios (demanda), la cantidad de agua con la que se dispone (oferta) y cuales son las restricciones para su uso.

• Determinar si la calidad del agua disponible cumple con los requisitos del proyecto y si el uso futuro tiene implicancias sobre su calidad.

• Diseñar las estructuras civiles y mecanicas requeridas para poner el agua al servivio de los usuarios.

• Analizar los aspectos economicos y financieros.• Revisar los aspectos sociales.

TAREAS DE LA INGENIERÍA PARA PROYECTOS HIDRÁULICOS

• Una cuenca hidrográfica comprende el área de drenaje que se extiende guas arriba de la desembocadura del curso principal del área, y esta definida por la divisoria de aguas entre esas cuencas adyacentes de un mapa topográfico. La cuenca hidrológica, es un concepto mas integral, que además de considerar la cuenca hidrográfica, consideran todas las estructuras geológicas subterráneas. A veces indican un sistema hídrico subterráneo con limites algo diferentes de los observados en la superficie. Los estimados del balance hídrico y otros estudios hidrológicos involucran sub-cuencas tanto como la cuenca hidrográfica en su totalidad.

CUENCA HIDROGRÁFICA

•  Suministro de agua para usos municipales e industriales y para enfrentamiento de plantas termoeléctricas.

• Irrigación y drenaje agrícola.• Control de avenida• Central hidroeléctricas.• Navegación.• Manejo de calidad de agua.• Recreación basada en el agua.• Pesca y vida salvaje.• Manejo de cuencas.

NECESIDADES Y OPORTUNIDADES DE LOS PROGRAMAS E INSTALACIONES DE RECURSOS HÍDRICOS

• Un sistema de recursos hídricos considerando sus aspectos geográficos puede ser considerado que consiste en (Pennekamp H.A y Wesseling J. 1993)

• El subsistema de infraestructura, como canales, reservorios, presas, vertederos, esclusas, pozos, plantas de bombeo y plantas de tratamiento de aguas servidas, incluyendo reglas de operación para los elementos de esta subsistema.

• El subsistema natural de ríos, arroyos, lagos y sus diques y lechos, y el agua subterránea del acuífero.

• El agua en si, incluyendo sus componentes físicos, químicos y biológicos en y sobre el suelo.

SISTEMA DE LOS RECURSOS HIDRICOS

SSInf

Agua

SSNat

FUNCIONES DEL SISTEMA DE RECURSOS HIDRICO

FUNCIONES DESCRIPCIÓN EJEMPLOS

De Subsistencia

Comunidades locales hacen uso del agua y productos a base de agua que no son comercializados.

-Abastecimiento local de agua potable. - Pesca tradicional - riego para agricultura de subsistencia.

Comerciales

Empresas públicas o privadas hacen uso de agua o de productos a base de agua que son comercializados

-Abastecimiento urbano de agua potable - Abastecimiento de agua industrial -Irrigación -Generación hidroeléctrica. -Pesca comercial - Transporte

AmbientalesFunciones de regulación, uso no consuntivo.

-Capacidad de purificación -Prevención de intrusión salina -Recreación y turismo

Valores ecológicas

Valor de sistema de recurso hídrico como un ecosistema

-Integridad - Piscina genética, biodiversidad - Valor de conservación natural.

NIVELES DE PLANIFICACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS

NIVEL OBJETIVO TAREAS

Política Nacional Del Agua

Identifica necesidades, prioriza tareas, establece objetivos para sectores y/o regiones

Especificar como se alcanzaran los objetivos. Establecer el marco institucional para GIRH

Plan de Maestro Nacional y Regional

Enunciar las líneas directivas para la solución de los problemas y necesidades identificadas. Identificar regiones específicas con problemas

Inventarios de recursos y actividades, problemas y necesidades. Proyecciones de largo alcance

Planificación de Cuencas Hidrográficas

Resolver complejos problemas de largo alcance, identificados en el PMN o PMR.

Identificación de proyectos, se dimensiona, costea y evalúa impactos a nivel preliminar

Planificación del Proyecto Hidráulico

Implementación de los proyectos identificados

Programa de Proyectos alternativos. Diseños en detalle, costos y evolución de impactos. Toma de decisión

PROCESO GENERALIZADO DE PLANEAMIENTO Y MANEJO DE RECURSOS HÍDRICOS A NIVEL DE PROYECTO.

• Establecimiento de objetivos y metas: políticas generales de manejo, restricciones legales y otras.

• Identificación del problema y análisis: colección de datos, proyección de la demanda, relaciones de suministro, usos e agua y tierra; oportunidades para el desarrollo y el manejo.

• Identificación de la solución y evaluación del impacto, soluciones estructurales y no estructurales (manejo), evaluación preliminar de impactos.

• Formulación de alternativas y análisis: criterios y procedimientos para comparación de alternativas. Formulación de sistemas alternativos de medidas estructurales y no estructurales, evaluación detallada de impactos.

• Recomendaciones, incluyendo prioridades y calendario para la implementación del proyecto.

• Decisiones.• Implementación: organización para la acción, si se requiere.• Operación y mantenimiento

IDENTIFICACION DE PROBLEMAS

DEFINICION DE OBJETIVOS Y CRITERIOS

INFORMACION

DISPONIBILIDAD DE RECURSOS HIDRAULICOS

DEMANDAS DE AGUA

PROBLEMAS ESPECIALES Calidad, Inundaciones

FORMULACION Y EVALUACION DE PLANES ALTERNATIVOS

POSIBILIDADES DEL MANEJO DEL AGUA

- Análisis de Sensibilidad - Análisis de riesgo e Incertidumbre

DECISION

-Diseño

-Construcción

-Operación

-Mantenimiento

MANEJO DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS (NIVEL DE PROYECTO HIDRÁULICO)

PLANEAMIENTO

IMPLEMENTACION

ALTERNATIVAS

DISEÑO

CONSTRUCCION

OPERACION

MANTENIMIENTO

INPUTS

OUTPUTS

SEGUIMIENTO.

EVALUACI

ON Y

ADAPTACI

ON.

IMPLEMENTACIÓN DE PROYECTOS DE APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS

CONSTRUCCION

-Financiación

-Contratación

-Supervisión

-Puesta en marcha

OPERACIÓN:

- Aspectos técnicos- Políticas de tarifas y precios- Administración (Presupuesto,

personal)- Puesta en marcha- Participación local

MANTENIMIENTO

- Aspectos Técnicos - Inspección- Administración (presupuesto,

personal)- Participación local

SEGUIMIENTO:

EVALUACION Y ADPATACIONES (FEEDBACK)

EL SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS.

CRONOLOGIA DE DESARROLLOS HIDRICOS

ETAPAS EN EL MANEJO DE INFORMACIÓN BÁSICA