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HIDROLOGIA
CONCEPTOS BÁSICOS
Definición
La ciencia geográfica que se dedicaal estudio de la distribución espacialy temporal, y las propiedades delagua presente en la atmósfera y en lacorteza terrestre. Esto incluye lasprecipitaciones, la escorrentía, lahúmedad del suelo, laevapotranspiración y el equilibrio delas masas glaciares. Por otra parte,el estudio de las aguas subterráneascorresponde a la hidrogeología.
Definición
Por otra parte la hidrografía se
refiere al estudio de todas las masas
de agua de la Tierra y, en sentido
más estricto, a la medida,
recopilación y representación de los
datos relativos al fondo del oceáno,
las costas, las mareas y las
corrientes, de manera que se puedan
plasmar sobre una carta
hidrográfica.
CICLO HIDROLÓGICO
El sistema global que suple y remueve agua de lasuperficie terrestre es conocido como ciclohidrológico.
El agua es transferida a la atmósfera de la tierramediante dos procesos:
– Evaporación y transpiración.
A medida que la húmedad del aire se eleva, estese enfría produciendo núcleos cristalinos.
Este proceso aumenta generando gotas de aguao nieve y finalmente precipitando a la Tierra.
Una vez que las gotas precipitan a la superficieterrestre las gotas corren sobre el terreno yeventualmente hacia ríos (escorrentía superficial)o percolando e infiltrando para formar aguasubterránea.
Movimiento de húmedad en el sistema terrestre
CICLO HIDROLÓGICO
INSERT VIDEO
Distribución del agua en el planeta
HIDROLOGIA SUPERFICIAL
Hidrología superficial
Precipitación: La hidrología superficial
inicia antes que la gota impacte la
superficie terrestre. La forma del
precipitado sea este en forma de gota de
agua o nieve es importante.
El área sobre la cual la precipitación cae
también es de gran importancia.
La Intensidad, duración y frecuencia son
parámetros que describen un evento de
lluvia.
Intensidad, Duración Y Frecuencia
La Intensidad de lluvia se define como laprofundidad por unidad de tiempo (in/hr)(Representada por un hietograma).
La duración se refiere al período detiempo que transcurre desde que inicia elevento de lluvia hasta que termina.
La frecuencia de las precipitaciones es eltiempo en años en que una lluvia de ciertaintensidad y duración se repite con lasmismas características.
Hietograma
Dato curioso
Las autoridades de China, país que provoca confrecuencia lluvia artificial para aliviar sequías, ayudaren la extinción de incendios o simplemente despejar elcielo de nubes, afirman que ya pueden generar estetipo de fenómeno meteorológico en un tercio de suterritorio, según informó hoy la prensa estatal.
La lluvia es provocada lanzando desde tierra o poravión cartuchos con yoduro de plata a las nubes,acelerando su condensación.
El yoduro de plata es un catalizador que al contactarcon las nubes genera una reacción química que liberael hidrógeno y éste, junto al oxígeno de la atmósfera,forma agua. Según las autoridades, este método esinocuo, ya que no altera la composición del agua.
NOAA ATLAS 14
Base de datos
PR NOAA ATLAS 14
IDF (Intensidad,duración y
frecuencia)
Flujo Superficial
Una vez la gota de agua precipitada tocala tierra una serie de eventos puedenocurrir.– A-Puede evaporarse rápidamente (superficie
caliente e impermeable).
– B- Puede infiltrarse (superficie permeable).
– C- Interceptada por la vegetación.
– D- Almacenada y evaporada en depresiones.
– E- Producir flujo superficial llegando hasta ríoso lagos que se traduce en escorrentía.
– A, B,C y D son conocidas como abstracciones.
Flujo Superficial
Escorrentía total directa.
Flujo de base (descarga de los acuíferos oexfiltración).
Circulación de la escorrentía superficial:– Superficie del terreno: lámina libre, Teoría de la onda
cinemática, red de drenaje: hidráulica de canales abiertos.
Suelo, vegetación, fauna, orientación de la cuenca, precipitación son los factores que rigen la escorrentía.
Flujo superficial
Las abstracciones y el área de captación
determinan la cantidad de agua que
alcanzará el cuerpo receptor de agua, sea
este un río o lago.
El área de captación es conocida como
cuenca hidrográfica y es la línea divisoria
definida por la topografía como la línea de
mayor elevación que rodea la cuenca.
Hidrograma
Representación de los caudales de un río, en un punto
dado, a lo largo del tiempo.
Métodos para estimar el flujo
superficial
El SCS method a traves de su
numero de curva. (función de la
Intersección entre el uso del suelo y
tipo de suelo, grupo hidrologico).
Metodo racional.
Impacto humano sobre la escorrentía
superficial
La urbanización aumenta la escorrentíasuperficial, al crear superficies másimpermeables, como pavimento y edificios, queno permiten la filtración del agua hasta elacuífero.
En vez de filtrarse al suelo, el agua es forzadadirectamente hacia corrientes o drenajes, dondela erosión y sedimentación pueden ser problemasimportantes, incluso cuando no hay inundación.
Impacto humano sobre la escorrentía
superficial
El aumento de escorrentía reduce la recarga deagua subterránea, bajando así la capa freática yempeorando las sequías, sobre todo para losagricultores y quienes dependen de pozos deagua.
Cuando hay contaminantes antropogénicosdisueltos o suspendidos en la escorrentía, elimpacto humano se amplía. Esta carga decontaminantes puede alcanzar a diversas aguasreceptoras como corrientes, ríos, lagos, estuariosy océanos, cambiando la química del agua enestos sistemas y en sus ecosistemas
relacionados.
Efectos de la escorrentía superficial
Erosión.
Impactos ambientales.
– Las principales cuestiones ambientales asociadas conla escorrentía son los impactos sobre el aguasuperficial, subterránea y del suelo, por el transporte decontaminantes a estos sistemas.
– En último término, estas consecuencias se traducen enriesgos para la salud humana, perturbaciones delecosistema e impacto estético sobre los recursos deagua.
– Entre los contaminantes que crean el mayor impacto,sobre las aguas superficiales que provienen de laescorrentía, están las sustancias derivadas del petróleo,los herbicidas y los fertilizantes.
– Cuando las aguas superficiales son usadas comoabastecimientos de agua potable, pueden quedarcomprometidas en cuanto a riesgos para la salud yestética del agua potable (es decir, en su olor, color yturbiedad).
Efectos de la escorrentía superficial
Impactos ambientales.
– En el caso del agua subterránea, la cuestiónprincipal es la contaminación del agua potable,si el acuífero se utiliza para el uso humano. Encuanto a la contaminación del suelo, las aguasde escorrentía pueden tener dos caminosimportantes de interés. En primer lugar, elagua de escorrentía puede extraercontaminantes del suelo y llevarlos a hábitatsacuáticos aún más sensibles. En segundolugar, la escorrentía puede depositarcontaminantes en suelos relativamentelimpios, provocando consecuencias para laecología o la salud.
Inundaciones.
HIDROLOGIA SUBTERRANEA
Flujo subterráneo
El agua subterránea representa una fracciónimportante de la masa de agua presente en cadamomento en los continentes, con un volumenmucho más importante que la masa de aguaretenida en lagos o circulante, y aunque menor alde los mayores glaciares, las masas másextensas pueden alcanzar millones de km (comoel acuífero guaraní). El agua del subsuelo es unrecurso importante, pero de difícil gestión, por susensibilidad a la contaminación y a lasobreexplotación.
Flujo subterráneo
Acuíferos
Un acuífero es un terreno rocoso permeabledispuesto bajo la superficie, en donde seacumula y por donde circula el aguasubterránea. En un acuífero "libre" sedistinguen:
– Una zona de saturación (encima de la capaimpermeable, donde el agua rellenacompletamente los poros de las rocas).
– Una zona vadosa (es el espacio comprendidoentre el nivel freático y la superficie, donde notodos los poros están llenos de agua).
Tipos de acuíferos (confinados y no
confinados)
Contaminación del agua subterránea
La contaminación del agua subterránea puedepermanecer por largos períodos. Esto se debe ala baja tasa de renovación y largo tiempo deresidencia, ya que al agua subterránea no puedenaplicarse procesos artificiales de depuracióncomo los que se pueden aplicar a los depósitossuperficiales, por su difícil acceso.
Entre las causas antropogénicas (debidas a losseres humanos) de la contaminación están lainfiltración de nitratos y otros abonos químicosmuy solubles usados en la agricultura.
Actualmente, los contaminantes del aguasubterránea que más preocupan son loscompuestos orgánicos industriales, comodisolventes, pesticidas, pinturas o loscombustibles como la gasolina
Contaminación del agua subterránea
Acuíferos en Puerto Rico
En Puerto Rico hay cuatro regiones con acuíferosimportantes.
– Las rocas cársicas entre Aguadilla y Luquillo en lacosta norte forman vastos acuíferos confinados yacuíferos no confinados.
– La planicie costera sur entre Ponce y Guayamaforma un acuífero aluvial no confinado.
– Los valle aluviales de los ríos forman tambiénacuíferos no confinados en todas las costas.Ejemplos de ellos son: en el norte, el Río Grandede Arecibo, el río Grande de manatí y otros ríos.
– En el este, en la región de Humacao; en el sur, enel área entre Ponce y Guánica; y en el oeste, en elárea entre Mayagüez, Aguada y Añasco. Los vallesaluviales entre Canóvanas y Fajardo tienenacuíferos de poca capacidad y todos estánconectados a los ríos y quebradas de la región. Enestos casos, la extracción de uno afecta al otro.
Ecuacion de balance hidrológico
EXPRESIÓN CUANTITATIVA DEL CICLO HIDROLÓGICO
ECUACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO A ESCALA GLOBAL
P = Precipitación.
E = Evaporación.
R = Escurrimiento Superficial.
G = Escurrimiento Subterráneo.
S = Cambio Global en el almacenamiento.
P = E + R + G + S
ECUACIÓN DEL BALANCE HÍDRICO. FASE TERRESTRE.
P = E + R + G + U + S
P = Precipitaciones Totales = Ps + Ph + Pr + Pc.
E = Evaporación Total = Ei + Ew + Es + Eg.
R = Flujo Superficial Global= Ri + Rs + Ro.
G = Flujo Total Sub-superficial = Gi + Gg.
U= Flujo Total Subterráneo Profundo = Ud + Ug.
S= Cambios en el Almacenamiento = Si + Sd + Ss + Sm + Sg
