CICLO HIDROLOGICO Y LA ATMOSFERA

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1° HIDROLOGIA GENERAL

EL AGUA

Es la sustancia mas abundante sobre la tierra, es el principal constituyente de todos los organismos vivientes, y la mayor fuerza que constantemente molde la superficie de la tierra. Esta abundancia la convierte en la mas comun de las sustancias, pero sus propiedades combinadas la hacen a su vez la mas exclusiva.

Se encuentra en la corteza terrestre y en la atmosfera, representa un volumen equivalente a tres veces la cantidad de todos los materiales juntos.

                                           

                                                                             

Desde 1900, la población mundial se ha duplicado, pero la cantidad de agua dulce utilizada se ha sextuplicado. La agricultura es la primera consumidora, a gran distancia, de agua dulce, debido sobre todo a la expansión del regadío.

Actualmente representa menos de dos tercios del consumo total, proporción que se reducirá muy poco de aquí a 2025. Toda reducción del consumo exige, cuando menos, una mejora de las técnicas de riego.

PROBLEMÁTICA DE LOS RECURSOS HIDRICOS EN EL MUNDO

Si no se modifica la tendencia, la cantidad de agua dulce disponible por habitante y año será de 4.800 m3 en 2025, cuando en la actualidad es de 6.800 m3. Este cálculo se basa en un volumen mundial de agua disponible teórico: la totalidad del agua de los ríos, disminuida por efecto de la evaporación y las infiltraciones, y no toma en cuenta las cantidades mínimas de agua necesarias para mantener vivos los sistemas acuáticos, el agua con demasiadas dificultades de acceso ni, sobre todo, las consecuencias de la distribución extremadamente desigual de este recurso en el planeta.

El nivel de 1.700 m3 de agua disponible por habitante y año es el de “presión hídrica”, por debajo del cual pueden producirse penurias frecuentes. Por debajo del umbral de penuria, fijado en 1.000 m3 por habitante y año, se plantean problemas graves de producción, agrícola y demás. Si no se hace nada por remediarlo, el número de personas sometidas a presión hídrica pasará de 2.300 a 3.500 millones en 2025. Para entonces sufrirán penuria 2.400 millones, frente a 1.700 millones en la actualidad.

PROBLEMÁTICA DE LOS RECURSOS HIDRICOS EN EL MUNDO

Cuatro aspectos fundamentales de la vida humana se encuentra amenazada por la escasez y deterioro de la calidad de los recursos hidricos:

• La producción de alimentos; se calcula que 80 000 especies de plantas son comestibles, pero sólo usamos unas 100 de ellas que proporcionan alrededor del 90% del alimento que la humanidad consume, bien sea directamente, comidas por las personas, o indirectamente, sirviendo de alimento al ganado. Cuatro de ellas (trigo, arroz, maíz y papa) obtenemos más de la mitad de los alimentos agrícolas que consume el mundo.

• La salud humana; vinculadas a la escasez de agua (tuberculosis), transmitidas por el agua (cólera, tifoidea, diarrea, meningitis), con base al agua (mosquitos y moscas tse-tse).

• La calidad del medio ambiente acuatico, con su repercusion en la biodiversidad, y;

• Como consecuencia de todo lo anterior, la estabilidad politica, social y economica de los pueblos.

CIENCIAS HIDRICAS Tratan todas las fases del agua sobre la tierra, sus aplicaciones se

encuentran en áreas como el diseño y la operación de estructuras hidráulicas, suministro de agua, disposición y tratamiento de aguas servidas, riego, drenaje, generación hidroeléctrica, control de avenidas, navegación, control de la erosión y sedimentación, control de salinidad, disminución de la polución, uso recreacional del agua, pesca y caza.

Los cambios en la distribución, circulación o temperatura del agua sobre la tierra pueden tener efectos transcendentales, especialmente por nuestras, como son; aramos la tierra, regamos los cultivos, fertilizamos los suelos, deforestamos los bosques, explotamos el agua subterránea, construimos represas, arrojamos desechos en los ríos y lagos, y realizamos muchas otras actividades constructivas o destructivas que afectan la circulación y la calidad del agua en la naturaleza.

La Hidrología esta relacionada a la meteorología, geología, hidráulica, oceanografía, climatología, geomorfología, agronomía, y para la compresión y análisis de los fenómenos recurre principalmente a la estadística, y el calculo de probabilidades.

CICLO HIDROLOGICO

Se ha estimado que cerca del 96.5% del agua del planeta se encuentra en los océanos, el 1.7% se encuentra en los hielos polares, 1.7% en manantiales subterráneos y solamente el 0.1% como agua superficial y agua atmosférica. El agua atmosférica es la fuerza motriz de la hidrología, pero solamente tiene 12,900 Km3 de volumen, es decir menos del 0.001% del agua total.

Es la sucesion de cambios (SISTEMA) que sufre el agua en la hidrosfera (se extiende desde unos 15 km arriba en la atmosfera hasta un 01 km por debajo de la corteza terrestre), y que obedece a leyes fisicas. Es un proceso continuo, no tiene principio ni fin.

Es el aspecto mas importante de la hidrologia, de su conocimiento depende de la correcta aplicación de las técnicas hidrologicas en la solucion de los problemas de ingenieria hidráulica.

Procesos: Evaporacion desde superficies de agua (mares, ríos, lagos, etc), humedades del suelo, plantas (transpiracion), la nieve y de la precipitacion misma; Precipitacion en forma de lluvia, nevada o granizada; Fusion (deshielo); Escorrentia superficial o subperficial; Infiltracion; Recarga del acuifero (superficial, semiconfinados o confinados).

SISTEMA HIDROLOGICO

El sistema hidrológico tiene como componentes a la precipitacion, evaporacion, escorrentia y otras fases. Estos pueden agruparse en subsistemas mas simples para analizar separadamente y combinarse los resultados de acuerdo con las interacciones entre subsistemas.

El subsistema de agua atmosférica contiene los procesos de precipitacion, evaporacion, intercepcion y transpiracion.

El subsistema de agua superficial contiene los procesos de flujo superficial, escorrentia superficial, nacimientos de agua subsuperficial y subterranea, y escorrentia hacia ríos y océanos.

El subsistema de agua subsuperficial contiene los procesos de infiltracion, recarga de acuifero, flujo subsuperficial y flujo de agua subterranea. El flujo subsuperficial ocurre en la capa de suelo cercana a la superficie; el flujo de agua subterránea, en estratos profundos de suelo o roca.

CICLO HIDROLOGICO

CICLO HIDROLOGICO

CICLO HIDROLOGICO

Ítem Volumen (km3) % de agua total % agua dulce

Oceanos 1,338,000,000 96.5

Agua subterranea

Dulce 10,530,000 0.76 30.1

Salada 12,870,000 0.93

Humedad del suelo 16,500 0.0012 0.05

Hielo Polar 24,023,500 1.7 68.6

LagosDulces 91,000 0.007 0.26

Salados 85,400 0.006

Pantanos 11,470 0.0008 0.03

Ríos 2,120 0.0002 0.006

Agua biológica 1,120 0.0001 0.003

Agua atmosférica 12,900 0.001 0.04

Agua total 1,385,984,610 100

Agua dulce 35,029210 2.5 100

Tabla de World Water Balance and Water Resources of the Earth

CANTIDADES ESTIMADAS DE AGUA EN EL MUNDO

Item Tasa de flujo Oceano Tierra

Área (km2) 361,300,000 148,800,000

Precipitacion

km3/año 458,000 119,000

mm/año 1,270 800

Pulg/año 50 31

Evaporacion

km3/año 505,000 72,000

mm/año 1,400 484

Pulg/año 55 19

Escorrentia hacia los océanos

Rios km3/año 44,700

Agua subterranea km3/año 2,200

Escorrentia total

km3/año 47,000

mm/año 316

Pulg/año 12Tabla de World Water Balance and Water Resources of the Earth

BALANCE ANUAL DE AGUA GLOBAL

Tiempo de residencia Tr, es el tiempo promedio que necesita una molécula de agua para pasar a través de un subsistema del ciclo hidrológico. (Tr = S/Q, S = volumen de agua en almacenamiento y Q = tasa de flujo, Tr = 91,000 km3 / 72,000 km3/año = 1.26 años).

Por comodidad, las fuentes aprovechables de agua en el ciclo hidrológico pueden clasificarse como sigue:

1. Lluvia y nieve

2. Agua de superficiea) Cursos de aguab) Cuerpos de aguac) Embalse

3. Agua subterraneaa) manantialesb) pozos poco profundos y galerias de infiltracionc) pozos profundos

Trabajo para la casa

1. Preparar un exposición sobre el “ciclo hidrológico de las cuencas de los ríos Rimac, Chillón y Lurin.

2. Preparar una presentación sobre la problemática del agua en la ciudad de Lima.

3. Preparar una presentación sobre la distribución de la disponibilidad del recurso hídrico en el Perú (agrario, piscícola, energético, minero, poblacional, industrial).

4. Preparar una presentación sobre el consumo de agua para la producción de alimentos.

5. Preparar una presentación sobre el Tiempo de Residencia (Tr) para el caso del agua dulce para si se evaporarían en su totalidad.