Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la Gestin Integral de Recurso Hdrico

LIMA - PER

2011

Cartilla TcnicaCartilla Tcnica

Balance Hdrico SuperficialBalance Hdrico Superficial

Sociedad Geogrfica de Lima

CARTILLA TCNICA:

BALANCE HDRICO SUPERFICIAL

Editado por : Sociedad Geogrfica de Lima

Direccin : Jr. Puno 450 - Lima

Editor : Zaniel I. Novoa Goicochea

Coeditor : Foro Peruano para el Agua - GWP Per

Autor : Dr. Juan Julio Ordoez Glvez

Edicin : Primera

Diseo : Juan Julio Ordoez Glvez, Miriam Roco Casaverde Riveros

ISBN: 978-9972-602-75-7

Hecho el depsito legal en la Biblioteca Nacional del Per N 2012-08873

Esta Carpeta s publicado con el apoyo de la Sociedad Geogrfica de Lima

Foro Peruano para el AguaGWP Per

Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH 5

CONTENIDO

I.- Introduccin

II.- Objetivo

III.- Antecedentes

IV.- Materiales y mtodos

4.1 Definiciones

4.2 Materiales

4.3 Metodologa

V.- Cuestionaro prctico

VI.- Bibliografa

Foro Peruano para el AguaGWP Per

6 Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH

Herramienta bsica de la Gestin Integrada del Recurso Hdrico I.- INTRODUCCIN El recurso hdrico, a nivel nacional, est siendo altamente afectado por la presin humana, agravando cada vez ms su disponibilidad (cantidad y calidad). Estos factores de presin son fundamentalmente la sobrexplo-tacin de acuferos, el vertimiento de sustancias contaminantes a los cuer-pos de agua, los cambios en el uso del suelo tales como la deforestacin, las prcticas agrcolas inadecuadas, el incremento de urbanizaciones en zonas de produccin hdrica, entre otros. Este decrecimiento en la disponibilidad hdrica aunando a un alto ndice de crecimiento poblacional, generan conflictos los cuales estn incrementando y que tienden a agravarse; si no se toman las medidas necesarias, como la regulacin del uso del agua a travs de mecanismos de planificacin normativas y leyes que permitan su proteccin y su distribucin en forma racional. En ese sentido, es necesario determinar el estado actual de la oferta y disponibilidad del recurso hdrico, as como la presin por la demanda del mismo, teniendo en cuenta su distribucin espacial y temporal, que permita establecer lineamientos a seguir para su proteccin, y que sirva de base a los usuarios del recurso y planificadores, para considerar su uso y disponibilidad en proyectos actuales y futuros. Si al proceso de variabilidad climtica, se le incorpora el tema de Cambio Climtico, observamos que el comportamiento espacial y temporal de la precipitacin, temperatura y caudal, vienen sufriendo alteracin en su rgimen que hacen prever la probabilidad de ocurrencias de eventos extremos asociados a una deficiencia o exceso de agua. En ambos casos, es importante cuantificar el recurso hdricos superficial, para buscar el equilibrios entre las necesidades antrpica y del ecosistema natural. La GWP- Per y el SENAMHI, presenta este documento tcnico con infor-macin bsica referente a la disponibilidad de agua (oferta hdrica), con el fin de que el lector se familiarice con la terminologa que se utiliza y visuali-ce la importancia de cada una de las variables dentro del balance hdrico, adems se explica las metodologas utilizadas para el clculo de cada uno de los parmetros analizados.

Balance HdricoBalance Hdrico

Foro Peruano para el AguaGWP Per

Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH 7

II.- OBJETIVO Dar a conocer los aspectos conceptuales y metodolgicos para la determinacin de Balance Hdrico Superficial, as como la descripcin de cada una de las variables hidrometeorolgicas, su anlisis y caracterizacin espacial y temporal. III.- ANTECEDENTES El concepto de Balance Hdrico, que ampliamente se us en hidrologa, puede causar alguna confusin al suponer que la precipitacin es igual a la suma de la escorrenta y la evaporacin; ya que en muchos casos sucede que las cuencas no tienen un ciclo exclusivo de su entorno, es por ello que el trmino Ciclo Hidrolgico tome el sentido de distribucin y movimiento del agua en diferentes fases, bajo y sobre la superficie de la tierra. El ciclo del agua implica un cambio continuo de grandes masas de agua de un estado fsico a otro y su transporte de un lugar a otro. Al volumen de agua que se desplaza de un depsito a otro a lo largo de un ao se llama balance hdrico global. Para Snchez San Romn (2001), se denomina Ciclo Hidrolgico al movimiento general del agua, ascendente por evaporacin y descendente primero por las precipitaciones y despus en forma de escorrenta superficial y subterrnea; es decir, que es el proceso global por el cual se considera al agua un recurso natural renovable; debido a que en esa circulacin espontnea y continua el lquido vital se purifica y retorna temporalmente a sus fuentes, que la ponen al alcance de sus mltiples demandantes. La ecuacin de continuidad, o de balance hidrolgico, es la ley ms importante en Hidrologa, y aunque su expresin es muy simple, la cuantificacin de sus trminos es normalmente complicada, principalmente por la falta de mediciones directas en campo y por la variacin espacial de la evapotranspiracin, de las prdidas profundas (a acuferos) y de las variaciones del agua almacenada en una cuenca. Como respuesta a estas dificultades, generalmente se admiten dos asunciones: a. Supone que las prdidas profundas son despreciables (se considera,

por tanto, que la cuenca es impermeable), b. Admite que las variaciones del agua almacenada en la cuenca son

despreciables para un perodo suficientemente largo (normalmente un ao).

Foro Peruano para el AguaGWP Per

8 Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH

IV.- MATERIALES Y MTODOS 4.1 Definiciones Dentro de los trminos que generalmente se utilizan, para definir e identificar los componentes que identifican las caractersticas de una cuenca tenemos:

Ciclo Hidrolgico

El ciclo hidrolgico (Figura 1) es la sucesin de etapas que atraviesa el agua al pasar de la tierra a la atmsfera y volver a la tierra: evaporacin desde el suelo, mar o aguas continentales, condensacin de nubes, precipitacin, acumulacin en el suelo o masas de agua y reevaporacin.

Figura 1. Representacin del Ciclo Hidrolgico Fuente: Musy, Andr, 2001

El ciclo hidrolgico involucra un proceso de transporte recirculatorio e indefinido o permanente, este movimiento permanente del ciclo se debe fundamentalmente a dos causas: la primera, el sol que proporciona la energa para elevar el agua (evaporacin); la segunda, la gravedad terrestre, que hace que el agua condensada descienda (precipitacin y escurrimiento).

Chereque, 1989, se entiende como el conjunto de cambios que experimenta el agua en la naturaleza, tanto en su estado (slido, lquido y gaseoso) como

Foro Peruano para el AguaGWP Per

Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH 9

en su forma (superficial, sub-superficial, subterrnea, etc.).

Sistema hidrolgico

Guevara y Cartaya, 1991: los fenmenos hidrolgicos son muy complejos, por lo que nunca pueden ser totalmente conocidos. Sin embargo, a falta de una concepcin perfecta, se pueden representar de una manera simplificada mediante el concepto de sistema.

Figura 2. Representacin del sistema hidrolgico

Fuente: Estrela, 1992 .

Ao Hidrolgico Perodo continuo de doce meses seleccionados de manera que los cambios globales en el almacenamiento sean mnimos, por lo que la cantidad sobrante de un ao al siguiente, se reduce al mnimo. En el Per, el ao

hidrolgico empieza en septiembre y termina en agosto del ao siguiente. Precipitacin Se denomina precipitacin, a toda agua meterica que cae en la superficie de la tierra, tanto en forma lquida (llovizna, lluvia, etc.) y slida (nieve, granizo, etc.) y las precipitaciones ocultas (roco, la helada blanca, etc.). Ellas son provocadas por un cambio de la temperatura o de la presin. La precipitacin constituye la nica entrada principal al sistema hidrolgico continental (Musy, 2001).

Foro Peruano para el AguaGWP Per

10 Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH

Para la formacin de la precipitacin se requiere la condensacin del vapor de agua atmosfrico. La saturacin es una condicin esencial para desbloquear la condensacin. Los varios procesos termodinmicos son convenientes para realizar la saturacin de las partculas atmosfricas inicialmente no saturadas y causar su condensacin:

Saturacin y condensacin isobrica (a presin constante),

Saturacin y condensacin por presin adiabtica,

Saturacin y condensacin por presin de vapor de agua,

Saturacin por mezcla y turbulencia. Existen diferentes tipos de precipitacin: precipitacin convectiva, precipitacin orogrfica y precipitaciones frontales, tal como se puede apreciar en la Figura 3.

Figura 3. Principales tipos de precipitacin: convectiva, orogrficas y frontales Fuente: Musy, Andr, 2001.

Precipitacin Convectiva. Resultan de una subida rpida de las masas del aire en la atmsfera. La precipitacin que resulta de e