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7/24/2019 01 Importancia Aguas Subterraneas g
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Importancia de las Aguas subterráneas
Coments a
José Luis Arumí
Departamento de Recursos Hídricos
Facultad de Ingeniería Agrícola
Centro CRHIAM
Universidad de Concepcion, Chile
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• La cantidad del agua disponible en una cuenca estácondicionada por dos factores fundamentales
– Geomorfología
– Climatología
Ciclo hidrológico
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• El ciclo hidrológico lleva incorporado un
balance energético, cuya fuente de energía es
el sol. Video Encarta
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• Si se hace un balance energético de la atmósfera, es
posible apreciar que la superficie se calienta y la
atmósfera se enfría.
• Absorción en la
atmósfera ~ 16%
• Absorción en la
superficie ~ 51%
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• La superficie absorbe más radiación que la
atmósfera. De no existir algún mecanismo, la
superficie se calentaría.• El ciclo hidrológico es un mecanismo que compensa
esta situación.
– La Evapotranspiración toma de calor de la superficie
– La Condensación, entrega calor a la Atmósfera.
PrecipitaciónEscorrentía
Evaporación
Condensación
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• El flujo de calor que se produce desde la superficie ala atmósfera, se fue afectando por la presencia dehumedad:
– Zona húmeda (costas), El traspaso de la energía se producecomo calor latente (a través de la evaporación).
– En zonas desérticas, el traspaso de la energía se producecomo calor sensible lo que origina grandes cambios detemperatura (enfriamiento).
dz
dh K Q L
dz
dT Q s
Gradiente de humedad
Gradiente de Temperatura
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• Este modelo simplificado permite efectuar enforma limitada un inventario de los procesosque ocurren, con el objeto de poderidentificar y estudiar cada uno de estos.
• Se pueden establecer relaciones conceptuales
entre los diferentes elementos que componenel ciclo hidrológico.
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Disponibilidadde Agua
Chile y sus
Macrozonas
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La Cordillera de los Andes en una barrera
orográfica que controla la circulación de los
vientos sobre Sudamérica.Garreaud, R.D. 2009. The Andes climate and
weather. (2009). Adv. Geosci., 7, 1 –9, www.adv-geosci.net/7/1/2009/
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Disponibilidad de agua
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¿De donde viene el agua que usamos?
La Cordillera de los Andes es nuestro gran
colector de agua
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Hace 100 millones de años ya existía la
Cordillera de la Costa. En el lugar que hoy
ocupa la de los Andes había una depresión
cubierta por el mar, paulatinamente
rellenada con sedimentos marinos.
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U ti id d t tó i ó
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Una gran actividad tectónica comenzó a
solevantar esta depresión marina; creó la
Cordillera de los Andes y elevó también la
de la Costa.
Mill d ñ d é í d
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Millones de años después, en víspera de
los períodos glaciales, un nuevo
tectonismo fracturó y hundió la unión entre
ambas cordilleras; se configuró así la
depresión intermedia o Valle Central.
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La zona norte es la
zona más árida del
mundo
Lluvias provenientes
desde el Atlántico
caen sobre lacordillera, pero no
alcanza a llegar a la
costa
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La zona centro norte es
árida (100 a 300 mm/año)
Existen pequeños
acuíferos en los valles
transversales
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La zona Central tiene un
importante gradiente de
lluvias
(de 400 a 1500 mm/año)
Existen importantes
acuíferos en el ValleCentral
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28
¿De donde viene el agua que usamos?
Abastece nuestros ríos
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La Zona Sur es lluviosa y
el Valle Central se hunde
bajo el mar
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Agradecimientos a
Rafaela Retamal
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Cambio y Variabilidad
Climática
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¿Cuál es el problema?
• Tenemos agua en
invierno, pero lanecesitamos en
verano
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Disponibilidad de agua
Como Chile posee un clima Mediterráneo que se caracteriza por que las
lluvias se concentran en invierno (85% del total precipitado anual ocurre
entre el 15 de abril y el 15 de septiembre); la producción de muchos
productos como las frutas, hortalizas y cultivos industriales necesita del riego
para lograr obtener una productividad adecuada.
Sin embargo, debido a que las cuencas chilenas son pequeñas estas no
puede almacenar grandes reservas de agua y por ello los ríos poseen un
caudal muy variable. Por ejemplo, si bien el río Bío Bio tiene un caudal
promedio de unos 1000 m3/s, en invierno su caudal puede superar los
10.000 m3/s debido a los grandes frentes de mal tiempo y en verano, cuando
no llueve, se acerca a los 100 m3/s.
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Vulnerabilidad Hidrológica
f(sensibilidad, adaptabilidad)
Se refiere a la respuesta deuna cuenca frente a
variaciones o cambios en el
régimen de precipitación – Escasez
– Inundaciones
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Regulación y función hidrológica de un embalse
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Vulnerabilidad Hídrica
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Las diferencias en las
magnitudes de los
caudales a lo largo del
año se ven aún más
complicada con lasenormes diferencias que
existen entre los
diferentes años húmedos
y secos
Variabilidad Climática
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Chile se ve muy afectado por
forzantes climáticos como lasOscilación del Sur del Niño
(ENSO) y la Oscilación
Decadal del Pacífico (PDO)
que han generado períodos
de abundancia y escasez de
agua que sólo se ha
entendido recientemente(Rubio-Alvarez and McPhee,
2010; Nuñez 2014).
.
Variabilidad Climática
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Cambio climático
• Menos acumulación nival
• Adelantamiento delderretimiento de nieves
• Menos aportes de deshielodurante los meses de verano
y otoño• Más dependencia del flujo
base
• Importancia de los sistemas
de agua subterránea demontaña
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Procesos Hidrológicos
Los procesos hidrológicos que generan el
flujo base durante los meses de estiaje
en Chile están controlados por una seriede componentes donde se producen
distintos procesos de ingreso,
almacenamiento y liberación de agua.
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Las cuencas que
drenan alPacífico son
pequeñas
comparadas con
las que drenan
al Atlántico
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• Interesan losmecanismos que
generan el flujo
base.
• Vulnerabilidad
hídrica en los mesesde mayor demanda
Gl i l
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• El tiempo de residencia en
glaciales es del orden de
décadas a milenios.
• En la zona central de Chile se
han identificado varios cientos
de glaciales de roca que antes
no se tenía idea que existían.
• Hay evidencia de efectos
asociados al Cambio Climático
Glaciales Glaciales
D ti i t d Ni
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•
La acumulación yderretimiento de nieves es
nuestra gran reserva
interanual de agua
• Se ve muy afectada por una
secuencia de varios añossecos
Derretimiento de Nieves
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• En la zona Central sólo hay un
lago importante, que es el Laja
y cada día es más difícil hacer
embalses
Almacenamiento enlagos y embalses
b á
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Los sistemas subterráneos
aportan con el flujo base enverano
– Los acuíferos fracturados
existentes en la Cordillera delos Andes.
– Los acuíferos porosos
existente en los rellenos de los
valles.
Aguas subterráneas
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(Retamal et al, 2013)
Todo lo anterior produceuna gran presión en el
manejo del agua, pues no
sólo deben lidiar con el
manejo del agua durante
los años secos, sino quetambién deben proteger la
infraestructura durante los
años excepcionalmente
húmedos cuando se
producen grandestormentas que generan
inundaciones catastróficas.
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Importancia de las aguas
subterráneas
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Conectividad hidrológica
Flujo Hiporreico.
Recarga de Aguas
subterráneas
Retención y generación decaudales de estiaje
Importancia ecológica del flujo base
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La conectividad hidrológica
ha sido definida como la
transferencia de agua
desde una unidad delterritorio en estudio a otra
y el transporte de materia
a través de este
Conectividad hidrológica
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El río no es una tubería
Existen intercambio de agua y solutos a los
largo de su trayecto
Río Grande Nuevo México USA
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Río Grande, Nuevo México, USA
Peumo, Tercera Sección del Cachapoal
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Peumo, Tercera Sección del Cachapoal
Lago Tahoe, California, USA
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Huntington, J. L., and R. G. Niswonger (2012),
Role of surface-water and groundwater
interactions on projected summertime streamflowin snow dominated regions: An integrated
modeling approach, Water Resour. Res., 48,
W11524, doi:10.1029/
2012WR012319.
g , ,
Zona de Cato, Ñuble
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,
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Recarga en sistemas de montañas
Recarga directa desde lamontaña, – infiltración a sistemas de
fracturas
– Infiltración y almacenamiento en
veranadasRecarga por infiltración en elpiedemonte – Directa desde cauces (Laja)
– Difusa por infiltración de lluvias y
esteros
Gracias
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Gracias
Prof. José Luis Arumí
Ingeniero Civil
Departamento de Recursos Hídricos
Facultad de Ingeniería Agrícola
Centro CRHIAM Fondap 15130015
Universidad de Concepción, Chile