Cicle de l'aiguaModels hidrològicsModels hidrològics

1,386.000.000 km3

Tota l'aigua del planeta!

Reservori Temps mitjà de residència

Glaceres 20 to 100 anys

Cobertura estacional de neu 2 to 6 mesos

Humitat del sòl 1 to 2 mesos

Aigües subterrànies: superficials 100 to 200 anys

Aigües subterrànies: profundes 10,000 anys

Llacs 50 to 100 anys

Rius 2 to 6 mesos

TEMPS MITJÀ DE RESIDÈNCIA = VOLUM / FLUX

FLUXOSFLUXOS

OCEANSOCEANS

OCEANSOCEANS

OCEANSOCEANS

C.POLARSOCEANS -

• El gel de les glaceres cobreix el 10 – 11% de tota la terra.• Si totes les glaceres es fongueren avui el nivell del mar augmentaria uns 70 m.• Durant l'última edat de gel (glaceres cobrien 1/3 de la terra) el nivell del mar era 122 m més baix.• Durant l'última onada de calor, fa 125.000 anys, el mar estava uns 5,5 m més elevat• Fa uns tres milions d'anys els mars podrien haver estat fins 50 m més elevats.

C.P

OLA

RS

H. ergaster 1,3 Ma H. erectus 0,75 Ma H. sapiens 0,25 Ma

OC

EAN

S -

C.P

OLA

RS

http://globalfloodmap.org/Spain

• El nivell del mar augmentarà en 2100 entre 20 i 60 cm respecte del nivell actualOC

EAN

S -

EVA

PO

TRA

NSP

IRA

CIÓ

PO

TEN

CIA

L (E

TP)

EVA

PO

TRA

NSP

IRA

CIÓ

PO

TEN

CIA

L (E

TP)

ETP: Cultiu de referència en condicions òptimes; gespa ben regada amb una alçada assumida de 12 cm, una resistència superficial fixa de 70 segons m-1 i un albedo de 0,23.

www.worldclim.orghttp://www.fao.org/NR/climpag/pub/EN1102_en.asp

EVA

PO

TRA

NSP

IRA

CIÓ

PO

TEN

CIA

L (E

TP)

• A Espanya l'ETP mitjana anual és de 800 mm i l'ETR 445 mm

http://www.eea.europa.eu/publications/92-9167-056-1/page003.htmlEVA

PO

TRA

NSP

IRA

CIÓ

PO

TEN

CIA

L (E

TP)

EVAPOTRANSPIRACIÓ REAL (ETR)

•M

itjana

de <1

mm

dia

-1a 4

mm

dia

-1en

ocean

s

EVAPOTRANSPIRACIÓ REAL (ETR)

EVA

PO

TRA

NSP

IRA

CIÓ

REA

L (E

TR)

Mu, Q., F. A. Heinsch, M. Zhao and S. W. Running (2007). Development of a global evapotranspiration algorithm based on MODIS and global meteorology data. Remote Sensing of Environment, 111: 519-536.

• En continents el 64% de la precipitació s'evapotranspira

EVA

PO

TRA

NSP

IRA

CIÓ

REA

L (E

TR)

PR

ECIP

ITA

CIÓ

• Tot el vapor d'aigua de l'atmosfera correspondria a una pluja de 25 mm

• 25-50% de la precipitació a l'Amazònia prové de la mateixa conca

PR

ECIP

ITA

CIÓ

PRECIPITACIÓPRECIPITACIÓ

AP

LIC

AC

ION

S D

E L'

ET

• L'eficiència del reg (%): pèrdua d'aigua a través de la transpiració expressada com % d'aigua afegida mitjançant el reg.

(www.eu-watch.org/about/two-years-of-collaboration)

AP

LIC

AC

ION

S D

E L'

ET

AP

LIC

AC

ION

S D

E L'

ET

Aridity Index (AI) = MAP / MAE

AP

LIC

AC

ION

S D

E L'

ET

Classificació Índex d´aridesaSuperf. terrestre

del planeta

Híper-àrid AI < 0.05 7.5%

Àrid 0.05 < AI < 0.20 12.1%

Semi-àrid 0.20 < AI < 0.50 17.7%

Sec subhumit 0.50 < AI < 0.65 9.9%

• L'eficiència en l'ús de l'aigua mitjana del planeta és de 1,28 mmol CO2 mol agua-1

FLUXOSFLUXOS

SUB

TER

RÀ

NIE

S

• Només el 10% de la precipitació passa a aigües subterrànies

AIG

ÜES

SU

BTE

RR

ÀN

IES

Aqüífer Ventós-CastellarSU

BTE

RR

ÀN

IES

Andreu i al. (2005)

AIG

ÜES

SU

BTE

RR

ÀN

IES

Aqüífer Ventós-CastellarSU

BTE

RR

ÀN

IES

Andreu i al. (2005)

AIG

ÜES

SU

BTE

RR

ÀN

IES

SOBREEXPLOTACIÓ D'AQÜÍFERSSOBREEXPLOTACIÓ D'AQÜÍFERS

FLUXOSFLUXOS

ContinentEscolament PerUnitat d'àrea

(mm/any)

Europa 300

Àsia 286

Àfrica 139

Amèrica del Nord i Central

265

Sud Amèrica 445

Austràlia, Nova Zelanda i Nova Guinea

218

L’Antàrtida i Grenlàndia

164

ESC

OLA

MEN

T

Grenlàndia164

• L'escolament a Austràlia és de només 40 mm any-1

• L'Amazònia transporta el 20% de l'aigua que arriba anualment al mar de tots els rius

ESC

OLA

MEN

T

Factors meteorològics que afecten l'escolament: •Tipus de precipitació (pluja, neu, aiguaneu, etc.)•Intensitat de pluja•Quantitat de pluja•Duració de la pluja•Distribució de la pluja en la conca de drenatge•Direcció de moviment de la tempesta•Darrera precipitació i la seua influència en la humitat del sòl•Altres condicions meteorològiques i climàtiques que afecten l’evapotranspiració, com la temperatura, el vent, humitat relativa i l'estació de l'any.

INU

ND

AC

ION

S

l'any.Característiques físiques que afecten l'escolament:•L'ús del territori•Vegetació•Tipus de sòl•Àrea de drenatge•Forma de la conca•Elevació•Topografia, especialment la pendent del terreny•Patrons de la xarxa de drenatge•Estanys, llacunes, reservoris, etc. en la conca, els quals impedeixen o retarden l'escolament d'aigüesavall continues.

INU

ND

AC

ION

S

http://www.eyeonearth.org/en-us/Pages/Home.aspx

INUNDACIONSINUNDACIONS

INUNDACIONSINUNDACIONS

INU

ND

AC

ION

S

Les inundacions catastròfiques causen tragèdies humanes, posant en perill les vides i suposant fortes pèrdues econòmiques. A més de conseqüències socials, les inundacions poden tindre severes conseqüències ambientals, per exemple quan es veuen afectades grans instal·lacions que contenen importants quantitats de químics tòxics.Les properes dècades és probable que vegem un major risc d'inundacions a Europa amb danys econòmics més importants.En els últims cinc anys, Europa ha patit més de 100 inundacions greus, inclosos els desbordaments catastròfics dels rius Danubi i Elba a l'estiu de 2002, al nord del Caucas, al juliol i agost de 2002, als Alps a l'estiu de 2005 i al llarg del Danubi, a la primavera de 2006. Des de 2000, les inundacions a Europa han causat almenys 700 morts, el desplaçament de vora mig milió de persones i 25 mil milions d'euros com a mínim de pèrdues econòmiques assegurades.

INU

ND

AC

ION

S

Les tendències de màxim flux en 7 dies al llarg d'Europa. 1963 – 2000. Blau representa tendències positives, roig negatives. Les unitats

Anàlisis recents suggereixen que l'escalfament global pot reduir el risc d'inundacions a les zones on el tipus d'inundació dominant és deguda al desgel anual, excepte en les regions on un fort augment de les nevades d'hivern pesa més que els efectes d'una temporada de neu més càlida i més curta (Dankers i Feyen, 2009). En altres parts d'Europa hi ha molta més incertesa de com es veurà afectat el risc d'inundació a causa del canvi climàtic. Els augments en els cabals fluvials extrems han sigut predits en diversos estudis i podrien ocórrer durant períodes de temps relativament curts (Kay i Jones, 2011)

INU

ND

AC

ION

S

positives, roig negatives. Les unitats són % del flux mitjà de 7 dies per a la conca corresponent o quadrícula del model per al període 1963-2000. Mitjana d'un total de vuit models per a Europa. Modificat per Stahl i al., 2012.

INU

ND

AC

ION

S

RAINFALL/FLOODING SIMULATIONS WORLDWIDE: Near Real time Global Hydrological Simulation and Flood Monitoring Demonstration System (Using Distributed CREST Model and Satellite Remote Sensing Technology) http://eos.ou.edu/

ÚS

DE

L'A

IGU

A

L'últim informe de la Convenció Internacional sobre Canvi Climàtic (IPCC, 2007a) preveu que la temperatura mitjana global en 2100 serà entre 1.8-4.0ºC més elevada que la mitjana del període entre 1980-2000 (millor estimació, probablement entre 1.1-6.4ºC). El nivell del mar s'estima que augmentarà 0.18-0.59 m per a 2100 (basat en observacions dels ràtios de flux de gel des de Grenlàndia i l'Antàrtida). També es preveuen esdeveniments d'oratge extrem més freqüents i intensos (tant inundacions com sequeres)

ÚS

DE

L'A

IGU

A

Sector Aigua extreta Consum d´aigua

Agricultura 66 % 93 %

Industria 20 % 4 %

Ús domèstic 10 % 3 %

Evaporació d´aigua dels reservoris 4 %

La major part de l'aigua és consumida per l'agricultura. En la següent taula d'usos de l'aigua, s'ha de tenir en compte que alguns dels usos requereixen aigua dels embassaments, però posteriorment part d’aquesta aigua es retorna. La diferència entre el que s'extrau i el que es retorna és el consum. La majoria de l'aigua domèstica es retorna als rius mitjançant els sistemes de clavegueram de la ciutat.

IMPA

CTE

HU

MÀ

Sector Aigua extreta

GLO

BA

L

• Globalment l'ésser humà utilitza el 54% de l'aigua dels rius• 77% de la descàrrega dels rius prové de rius regulats (embassaments, canals, etc.)

IMPA

CTE

HU

MÀ

Sector Aigua extreta

Agricultura 44 %

Industria 40 %

Ús domèstic 15 %EUR

OPA

Sector Aigua extreta

Agricultura 80 %

Industria 6 %

Ús domèstic 14 %ESPA

NYA

DEFORESTACIÓ A GRAN ESCALA – DELTA DE L'EBRE

DEFORESTACIÓ A GRAN ESCALA – DELTA DE L'EBRE

Evolution of the Ebro river delta

Guillén & Palanqués, 1997

GUARDAMAR DEL SEGURA PRINCIPIS DEL SEGLE XX

GUARDAMAR DEL SEGURA PRINCIPIS DEL SEGLE XX

ORIOLA ANYS 60

IMPACTE HUMÀIMPACTE HUMÀ

IMPACTE HUMÀIMPACTE HUMÀ

EEA: Percentatge de masses d'aigua: rius, llacs, de transició i costaneres, naturals, altament modificades, artificials i de tipus desconegut

IMPA

CTE

HU

MÀ

IMPA

CTE

HU

MÀ

IMPACTE HUMÀIMPACTE HUMÀ

CIC

LE L

OC

AL

PRECIPITACIÓ

ESCOLAMENT CORTICAL

INTERCEPTACIÓ

CIC

LE L

OC

AL

TRASCOL

ESCOLAMENTSUPERFICIAL

DRENATGE PROFUND

CIC

LE L

OC

AL

Rosmarinus officinalis

CIC

LE L

OC

AL

Belmonte Serrato, F. (2001). Balance hídrico, distribución de flujos y modelización de la interceptación en dos arbustos semiáridos mediante lluvia simulada. Papeles de Geografía 33: 23-34

Minuts

PLANTPLANT--SOIL RELATIONS SOIL RELATIONS -- WATERWATERVolum de precipitació 554

Intercepció 195ET 280

PINUS HALEPENSIS + HERBESC

ICLE

LO

CA

L

Intercepció 125

ET 266Escolament 10

Escolament 6

Emmagatzematge sòl -11

Emmagatzematge sòl 14

Drenatge profund 80

Drenatge profund 142

HERBASSAR

From Bellot i al., 2001 (data in mm)

CIC

LE L

OC

AL

CIC

LE L

OC

AL

Pluja anual i drenatge en diverses conques mediterrànies (Puigdefábregas & Mendizábal, 1998)

CIC

LE L

OC

AL

Dre

natge

ETR

CICLE LOCALCICLE LOCAL

15

20

25

30

35

40

45

Reducció del pic d´inundació degut al bosc (%)

CICLE LOCAL

0 5

10

15

0.1

11

01

00

10

00

Reducció del pic d

Pe

ríod

e d

e reto

rn (an

ys)

CICLE LOCAL

Corba IDF o d'intensitat-duració-freqüència

CIC

LE L

OC

AL

CIC

LE L

OC

AL

• Turner et al. (1990). The Earth as transformed by human action. Cambridge Univ. Press• Calder, I.R. (2005). Blue Revolution. Integrated land and water resource management. Earthscan.• Schlesinger, W.H. (2000). Biogeoquímica. Un análisis del cambio global. Ariel Ciencia.

http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyclerunoff.html

http://www.physicalgeography.net/weblinks_ch8.html

USGS, EEA